程序员经验分享-hwhale

RK3308--8声道改成双声道+录音增益

2023-05-16

改为双声道

修改dts文件

相关路径：

  • Y:\hxy\RK3308\sdk-1.5\kernel\arch\arm64\boot\dts\rockchip
  • Y:\hxy\RK3308\sdk-1.5\kernel\Documentation\devicetree\bindings\sound
  • Y:\hxy\RK3308\sdk-1.5\kernel\sound\soc\rockchip

通过指令grep -rin "rockchip,rk3308-multi-dais"查找相关文件

相关文件：

  • rk3308-evb-dmic-pdm-v13.dts
  • rockchip,multidais.txt
  • rockchip_multi_dais.c

对以下部分进行修改：

	pdm_i2s_dais: pdm-i2s-dais {
		status = "okay";
		compatible = "rockchip,rk3308-multi-dais", "rockchip,multi-dais";
		dais = <&pdm_8ch>, <&i2s_8ch_2>;
-	    capture,channel-mapping = <6 2>;
+		capture,channel-mapping = <2 0>;	
		playback,channel-mapping = <0 2>;
		bitclock-inversion = <1 0>;
	};

把 <6 2> 改成 <2 0>

一开始SDK刚拿到的时候，在维持8声道配置时编出固件时，用 arecord 指令录不了音(录后拷贝出来发现数据容量很小)，其原因就是 dts 文件中有一个vccio口没配置好：

&io_domains {
	status = "okay";

	vccio0-supply = <&vcc_io>;
	vccio1-supply = <&vcc_io>;
-	vccio2-supply = <&vcc_io>;
+	vccio2-supply = <&vcc_1v8>;
	vccio3-supply = <&vcc_1v8>;
	vccio4-supply = <&vcc_1v8>;
	vccio5-supply = <&vcc_io>;
};

从 RK_EVB_RK3308_DDR3P116SD4_V13_20181029.pdf 文件中可以看到各 vccio 的作用：
硬件图

了解asound.conf的作用

路径：Y:\hxy\RK3308\sdk-1.5\buildroot\board\rockchip\rk3308\fs-overlay\etc

一开始查找路径时找到以下4个路径：

  1. Y:\hxy\RK3308\sdk-1.5\buildroot\output\rockchip_rk3308_release\target\etc
  2. Y:\hxy\RK3308\sdk-1.5\buildroot\output\rockchip_rk3308_64_dueros\target\etc
  3. Y:\hxy\RK3308\sdk-1.5\buildroot\board\rockchip\rk3308\fs-overlay\etc
  4. Y:\hxy\RK3308\sdk-1.5\buildroot\board\minnowboard\fs-overlay-graphical\etc

相关文件：asound.conf 和 Asound_Configuration_CN.pdf

录音增益

增益补丁包patch

路径：Y:\hxy\RK3308\sdk-1.5\buildroot\package\alsa-lib

文件：0005-add-gain-for-audio-input.patch，补丁包来着，这个其实已经过时了，里面要求改的 RK 默认的 pcm.c 就已经改好了，如果按照patch包的改法的话，有如下新增：

  1. 1171行的static void add_gain_rk_16(void* pIn,int length, int channels)
  2. 1205行的static void add_gain_rk_32(void* pIn,int length, int channels)
  3. 2096行的add_gain_rk_16((void*)buffer, tmp * pcm->frame_bits / pcm->sample_bits, pcm->channels);函数
  4. 2103行的add_gain_rk_32((void*)buffer, tmp * pcm->frame_bits / pcm->sample_bits, pcm->channels);函数

patch格式解析：参考链接01 参考链接02

patch包的一些内容解析如下：

diff --git a/src/pcm/pcm.c b/src/pcm/pcm.c	
index 9c90afb..281fbe3 100644
--- a/src/pcm/pcm.c		##原文件,a是原文件对应的目录
+++ b/src/pcm/pcm.c		##修改后的文件,b是对应目录,可通过下级目录找到这个文件

下面表示@@-旧文件开始行数，旧行数 +新文件开始行数，新行数@@；旧文件从825行的void DCBDoing开始，共6行；新文件也从825行开始，共23行：

@@ -825,6 +825,23 @@ void DCBDoing(void* pIn, int length, int channels)
     }
 }
 #endif
+void add_gain(void* pIn, int length, int channels)
+{
+    int i = 0;
+    int16_t * pInBuf  =  (int16_t *)pIn;
+    char *alsa_gain_level = getenv("ALSA_LIB_ADD_GAIN");
+    if(alsa_gain_level) {
+        int level = atoi(alsa_gain_level);
+        //printf("gain level:%d\n",level);
+        for(i = 0; i < length; i ++ ) {
+            int curChannel = i % channels;
+            if(curChannel < channels - 2 ) {//audio loopback no need to add gain
+                (*pInBuf) <<= level;
+            }
+            pInBuf++;
+        }
+    }
+}

修改pcm.c

路径：Y:\hxy\RK3308\sdk-1.5\buildroot\output\rockchip_rk3308_release\build\alsa-lib-1.1.5\src\pcm

在8声道的时候，录音得到的声音很小，有添加录音增益补丁之后，在控制台上输入指令export ALSA_LIB_ADD_GAIN=4才能实现录音增益；在刚修改完为双声道的时候，遇到了在控制台上输入上面指令失效的问题，这时候还要对 pcm.c 进行修改(notepad++快速跳转到某行的快捷方法：Ctrl+G)：

1.2090行，snd_pcm_readi函数中有这样的一个判断条件：

if(pcm->channels != 2 && tmp > 0){...}

改为以下：

if(pcm->channels <= 2 && tmp > 0) {...}

2.增加一个2089行中一个printf信息如下：

printf("dcb size=%d,tmp=%d,sam_bits=%d,framebits=%d,format=%d,channels=%d,\n",size,tmp,pcm->sample_bits,pcm->frame_bits,pcm->format,pcm->channels);

3.注释掉add_gain_rk_16函数和add_gain_rk_32函数中的判断条件：

if(curChannel < channels - 2 ) {...}

并各增加以下语句：

printf("rk_16 channels:%d level:%d \n",channels,level);
printf("rk_32 channels:%d level:%d \n",channels,level);
  1. 改完之后，要到cd work/hxy/RK3308/sdk-1.5/buildroot/output/rockchip_rk3308_release/下执行 make alsa-lib-rebuild 命令
  2. 试过在Y:\hxy\RK3308\sdk-1.5\buildroot\output\rockchip_rk3308_release\build\alsa-lib-1.1.5\src\pcm下进行make，但没有效果

mic硬件电路图

相关文件：EVB_CN.pdf
mic规格：MSM261D4030H1CPM

6+0+2 麦克风阵列方案说明

圆形麦克风阵列，对于不同的麦克风位置，可实现不同的通道组合，例如下图的方案，等间距布置在圆周上的6个麦克风
PDM麦克风阵列
在本麦克风阵列方案中，圆周阵列麦也可设计用来做语音唤醒功能，因此不需要单独的唤醒麦。同时，为获得更好的回声消除效果，在左右声道喇叭网络上，通过主控自带的ADC将输出端的音频信号回采，这样的回采方式能最贴近喇叭播放的实际效果。

因此6+0+2麦克风阵列的含义是：6个圆周麦克风(capture)、0个唤醒麦、2路回采(playback)音频信号。

PDM麦克风原理图

电路中，每2个数字麦对应一个PDM_SDI信号，如下图，因此6个麦需要使用3个SDI信号：
PDM麦克风原理图

连接座

FPC：Flexible Printed Circuit，挠性印刷电路
麦克风阵列子板通过30Pin_0.5mm间距的FPC线与RK3308_EVB主板连接，其接口定义如下：
麦克风阵列接口
PDM麦克风对应的PCB板丝印为: RK_EVB_DMIC-PDM_6C70_V11_20180427J

控制台console试验

录音arecord试验

1.先使用以下3个指令：

  • export ALSA_LIB_ADD_GAIN=4
  • arecord -Dhw:0,0 -c 2 -r 8000 -f S16_LE /data/test01.wav
  • aplay /data/test01.wav

使用以下printf 出的 log 信息如下（后面再源代码中注释掉了）：

rk_16 channels:2 level:3 
dcb size=1000,tmp=1000,sam_bits=16,framebits=32,format=2,channels=2,

改了文件系统类型试验

2.若文件系统类型改为ext2类型的话，会导致aplay无法播放音频，arecord能录到（有push出来进行试听）

dts参数修改意义的试验

问题1：capture,channel-mapping = <2 0>; 是不是意味着只用了6个mic中的2个，具体是哪两个？

答：通过物理试验，在麦上触摸会发出刺耳的声音，从而判断出是mic1和mic2。

问题2：用了 mic1 和 mic2，实际的录音是取的哪个mic的数据？是哪个mic声音大取哪个？还是合一起了？还是我们这边软件自己选取的？

答：通过音源离mic远近进行播放，听左右喇叭播出的声音有啥不同，如果是合成的，那两个喇叭播出来的声音应该是一样的，实际上并不是，而是 mic1 和 mic2 对应喇叭的左右声道。

问题3：手册上说PDM支持8路录音是什么意思？因为这里只有6个麦，对应只有6路才对，另外两路是干嘛的？

答：有可能另外两路是模拟mic，或者是其他输入源，如耳机。

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