智能手机的音频技术介绍.doc

《智能手机的音频技术介绍.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、智能手机的音频技术介绍　　手机可以说是现在人日常生活中最离不开的电子设备了。它自诞生以来，从模拟的发展到数字的，从1G发展到目前的4G以及不久将来的5G，从最初的只有唯一的功能（打电话）发展到目前的全功能，从功能机（featurephone）发展到智能机（smartphone），可谓变化巨大。对于手机上的音频来说，刚开始只有语音通信功能，现在不仅语音通信，还可以听音乐、录音、智能语音（语音输入/语音交互）等。智能手机中的音频场景众多，可以说是手机多媒体系统中最复杂的子系统了。今天我们就谈谈Android智能手机上的音频。　　先从硬件谈起吧。下

2、图是android智能手机中目前主流的跟音频相关的硬件框图。　　　　上图中AP是应用处理器（applicaTIonprocessor），在上面主要运行的是操作系统（OS，例如android）和应用程序。CP是通信处理器（communicaTIonprocessor），也叫基带处理器（basebandprocessor，BP）或者modem，上面主要处理跟通信相关的，比如手机信号好不好就跟它相关。AudioDSP，顾名思义，就是一个处理音频的DSP。我在刚做手机的时候就很纳闷现在AP处理器频率那么高，音频处理（尤其是语音）CPUload不高，A

3、P上完全可以处理，为啥还要额外加一个音频DSP处理音频呢，这不是增加了成本吗？随着做的深入，知道了这主要是出于功耗的考虑。功耗是手机上的一个重要指标，也是过认证的必选项，它决定了手机的续航能力。在手机电池技术没有获得突破的现在，要想续航能力强，就得降功耗。音频中的打电话和听音乐是手机上的最主要功能之一，必须在这两种场景下降功耗。怎么降呢？就是加一块专门处理音频的DSP，在打电话和听音乐时让AP在绝大多数时间都出于sleep状态，这样功耗就降下来了。AP、CP和audioDSP之间通过IPC（inter-processorcommunicaTI

4、on）通信，交互控制消息和音频数据。通常AP、CP和audioDSP（当然还包括其他功能的处理器）集成在一个芯片内，形成一个SOC（systemonchip，片上系统）。此外有一个主要用于音频采集和播放的硬件codec芯片，它受AP控制（使能以及选择不同音频路径等，主要是配置寄存器），与audioDSP通过I2S总线交换音频数据。连着硬件codec的是各种外设，有MIC（现在主流的是双MIC方案）、earpiece（听筒）、speaker（扬声器）、有线耳机（有三段式四段式两种，三段式没有MIC功能，四段式有）等。但是蓝牙耳机比较特殊，它是直

5、接通过I2S总线与audioDSP连接的，主要是因为音频的采集和播放在蓝牙芯片里都有了。当用蓝牙耳机听音乐时，音频码流在AP上解码成PCM数据用A2DP协议经过UART直接送给蓝牙耳机播放，而不是经过audioDSP通过IIS总线送给蓝牙耳机播放。　　再来看软件。音频相关的软件在三个处理器（AP/CP/audioDSP）上都有，先看AP上的音频软件。本文讲的是Android智能手机上的音频，运行的当然就是Android系统了，Android系统就运行在AP上。Android里有mulTImediaframework，audio是其中的一部分，

6、AP上audio部分的软件框图如下：　　　　Android音频软件分不同的层，主要有kernel/user/Framework/JNI/Java。从底层kernel向上讲吧。Android的核用的是Linux的。Linux上音频相关的子系统叫ALSA，包括kernelspace和userspace两部分。Kernelspace里是音频驱动，userspace里主要是提供API给应用程序调用。Android的音频驱动跟Linux是一样的，在userspace里对ALSA进行了裁剪形成了tinyalsa。关于这些我在前面的文章（音频的采集和播放）

7、里简单描述过，有兴趣可以去看看。同时userspace里还有音频软件编解码的各种库，包括音乐的（MP3/AAC等）和语音的（AMR-NB/AMR-WB等）。再向上就是Framework，里面模块众多，主要有NuPlayer/stageFrightRecord/openMAX/AudioFlinger等，网上讲audioFramework的文章太多了，这里就不细讲了。AuidoHAL（HardwareAdapterLayer，硬件适配层）也在这一层。Framework上层是JNI（JavaNativeInterface），提供接口供Java调用

8、，提供的接口主要有MediaRecorder/MediaPlayer/AudioTrack/AudioRecorder。最上层是Java层，也就是各种带有音频功能的