Rockchip · AI & Linux Hub

Android и BSP

Руководство разработчика автомобильного аудио Rockchip

Руководство разработчика автомобильного аудио Rockchip — V1.0.0

· ArmSoM Editorial · Rockchip source documentation · 13 мин чтения

Полное техническое издание восьми разделов китайского RK-KF-YF-784. На обложке V1.0.0; последняя запись истории — V0.2.0 (функции Android 14). Это расхождение сохранено. Платформы источника: RK3588/RK3576, ядра 5.10/6.10. Указания об отсутствии поддержки относятся к историческому SDK, не к текущей совместимости. Только китайский источник, английских оригинальных рисунков нет. Технических изображений и таблиц нет; код и конфигурации редактируемы. Исключены юридические/контактные страницы, аудитория, история изменений и повторное оглавление. Настройки и аппаратура не тестировались.

Проверка: соединён код между страницами, audioUseDynamicRouting возвращён в блок кода, восстановлен перенос идентификатора MMAP. Сохранены вопросы источника: три группы громкости, но упоминание четвёртой; написания attchedDevices, audio_policy_configuraion.xml, CarAudioManger, ture и booleanallowed. В XML есть AUDIO_CHANNEL_OUT_STREO, </mixPort без >, незакрытые внешние теги и исходные пропуски *** / ….. Они не дописываются по догадке. Перед применением проверяйте целевую ветку; это не проверенные конфигурации для внедрения. Автомобильные предупреждения, аварийный звук и маршрутизация громкости/фокуса влияют на безопасность: проверять в изолированной среде, не использовать напрямую как серийную политику.

Основные понятия

AAOS управляет звуком приложений Android, контролирует приложения и направляет звук на выходные устройства HAL в зависимости от его типа.

Логические аудиопотоки

Потоки помечаются аудиоатрибутами. Приложение может создавать один или несколько логических потоков аудиоданных через стандартные API Android, например AudioManager для аудиофокуса или MediaPlayer для онлайн-воспроизведения. Потоки приложения связаны с AudioAttributes. AudioService направляет логический поток в один, и только один, доступный физический выходной поток.

Выходные устройства

На уровне audio HAL тип AUDIO_DEVICE_OUT_BUS предоставляет общее выходное устройство автомобильной аудиосистемы. Подробнее: https://source.android.com/docs/automotive/audio/audio-policy-configuration?hl=zh-cn

Настройка аудиозон

Аудиозона — независимая область звука под управлением AAOS. У каждой зоны собственное управление фокусом и громкостью; зоны соответствуют областям автомобиля.

Включение динамического управления аудиозонами

Добавьте переключатель динамической маршрутизации в overlay соответствующего каталога продукта в device.

<bool name="audioUseDynamicRouting">true</bool>

Конфигурация аудиообластей

Настройте аудиозоны в car_audio_configuration.xml и audio_policy_configuration.xml соответствующего каталога продукта в device.

Настройка car_audio_configuration.xml

XML продукта по умолчанию задаёт четыре аудиозоны для пользователей четырёх областей. Ниже показана основная аудиозона с ID зоны пассажира 0. Определены три группы громкости; устройства одной группы имеют одинаковое усиление. Первая группа содержит bus0_media_out и bus6_notification_out; bus0_media_out соответствует контекстам music и announcement. В источнике сказано, что вторая, третья и четвёртая задаются аналогично. При необходимости удаляйте группы громкости или зоны. Примечания:

  1. Значение audioZoneId основной аудиозоны всегда равно нулю.
  1. Значения audioZoneId и occupantZoneId не должны повторяться. occupantZoneId служит для сопоставления UserID и DisplayID. Например, occupantZoneId 0, 1 и 2 в car_audio_configuration.xml задают конфигурации трёх аудиозон.
  1. Между audioZoneId и occupantZoneId допустимо только взаимно однозначное соответствие.
  1. Каждому context необходимо назначить device address, причём только один.
<carAudioConfiguration version="2">
    <zones>
        <zone name="primary zone" isPrimary="true" occupantZoneId="0">
            <volumeGroups>
                <group>
                    <device address="bus0_media_out">
                        <context context="music"/>
                        <context context="announcement"/>
                    </device>
                    <device address="bus6_notification_out">
                        <context context="notification"/>
                        <context context="system_sound"/>
                        <context context="emergency"/>
                        <context context="safety"/>
                        <context context="vehicle_status"/>
                        <context context="alarm"/>
                    </device>
                </group>
                <group>
                    <device address="bus1_navigation_out">
                        <context context="navigation"/>
                    </device>
                    <device address="bus2_voice_command_out">
                        <context context="voice_command"/>
                    </device>
                </group>
                <group>
                    <device address="bus4_call_out">
                        <context context="call"/>
                        <context context="call_ring"/>
                    </device>
                </group>
            </volumeGroups>
        </zone>
    </zones>
</carAudioConfiguration>

Настройка audio_policy_configuration.xml

После XML верхнего сервиса настройте потоки и устройства фреймворка: добавьте attchedDevices, mixport, deviceport и routes между mixport и deviceport. Ниже приведены устройства, порты потоков, порты устройств и маршруты основной аудиозоны.

<modules>
      <!-- Primary Audio HAL -->
      <module name="primary" halVersion="3.0">
          <attachedDevices>
              <!-- One bus per context -->
              <item>bus0_media_out</item>
              <item>bus1_navigation_out</item>
              <item>bus2_voice_command_out</item>
              <item>bus4_call_out</item>
              <item>bus6_notification_out</item>
          </attachedDevices>
          <defaultOutputDevice>bus0_media_out</defaultOutputDevice>
          <mixPorts>
              <mixPort name="mixport_bus0_media_out" role="source"
                       flags="AUDIO_OUTPUT_FLAG_PRIMARY">
                  <profile name="" format="AUDIO_FORMAT_PCM_16_BIT"
                           samplingRates="48000"
                           channelMasks="AUDIO_CHANNEL_OUT_STEREO"/>
              </mixPort>
              <mixPort name="mixport_bus1_navigation_out" role="source">
                  <profile name="" format="AUDIO_FORMAT_PCM_16_BIT"
                           samplingRates="48000"
                           channelMasks="AUDIO_CHANNEL_OUT_STEREO"/>
              </mixPort>
              <mixPort name="mixport_bus2_voice_command_out" role="source">
                  <profile name="" format="AUDIO_FORMAT_PCM_16_BIT"
                           samplingRates="48000"
                           channelMasks="AUDIO_CHANNEL_OUT_STEREO"/>
              </mixPort>
              <mixPort name="mixport_bus4_call_out" role="source">
                  <profile name="" format="AUDIO_FORMAT_PCM_16_BIT"
                           samplingRates="48000"
                           channelMasks="AUDIO_CHANNEL_OUT_STREO"/>
              </mixPort
              <mixPort name="mixport_bus6_notification_out" role="source">
                  <profile name="" format="AUDIO_FORMAT_PCM_16_BIT"
                           samplingRates="48000"
                           channelMasks="AUDIO_CHANNEL_OUT_STEREO"/>
              </mixPort>
          </mixPorts>
          <devicePorts>
              <devicePort tagName="bus0_media_out" role="sink"
type="AUDIO_DEVICE_OUT_BUS"
                          address="bus0_media_out">
                  <profile name="" format="AUDIO_FORMAT_PCM_16_BIT"
                           samplingRates="48000"
channelMasks="AUDIO_CHANNEL_OUT_STEREO"/>
                  <gains>
                      <gain name="" mode="AUDIO_GAIN_MODE_JOINT"
                            minValueMB="-3200" maxValueMB="600"
                            defaultValueMB="0" stepValueMB="100"/>
                  </gains>
              </devicePort>
              <devicePort tagName="bus1_navigation_out" role="sink"
type="AUDIO_DEVICE_OUT_BUS"
                      address="bus1_navigation_out">
                  <profile name="" format="AUDIO_FORMAT_PCM_16_BIT"
                           samplingRates="48000"
channelMasks="AUDIO_CHANNEL_OUT_STEREO"/>
                  <gains>
                      <gain name="" mode="AUDIO_GAIN_MODE_JOINT"
                            minValueMB="-3200" maxValueMB="600"
                            defaultValueMB="0" stepValueMB="100"/>
                  </gains>
              </devicePort>
              <devicePort tagName="bus2_voice_command_out" role="sink"
type="AUDIO_DEVICE_OUT_BUS"
                          address="bus2_voice_command_out">
                  <profile name="" format="AUDIO_FORMAT_PCM_16_BIT"
                           samplingRates="48000"
channelMasks="AUDIO_CHANNEL_OUT_STEREO"/>
                  <gains>
                      <gain name="" mode="AUDIO_GAIN_MODE_JOINT"
                            minValueMB="-3200" maxValueMB="600"
                            defaultValueMB="0" stepValueMB="100"/>
                  </gains>
              </devicePort>
              <devicePort tagName="bus4_call_out" role="sink"
type="AUDIO_DEVICE_OUT_BUS"
                          address="bus4_call_out">
                  <profile name="" format="AUDIO_FORMAT_PCM_16_BIT"
                           samplingRates="48000"
channelMasks="AUDIO_CHANNEL_OUT_STEREO"/>
                  <gains>
                      <gain name="" mode="AUDIO_GAIN_MODE_JOINT"
                            minValueMB="-3200" maxValueMB="600"
                            defaultValueMB="0" stepValueMB="100"/>
                  </gains>
              </devicePort>
              <devicePort tagName="bus6_notification_out" role="sink"
type="AUDIO_DEVICE_OUT_BUS"
                          address="bus6_notification_out">
                  <profile name="" format="AUDIO_FORMAT_PCM_16_BIT"
                           samplingRates="48000"
channelMasks="AUDIO_CHANNEL_OUT_STEREO"/>
                  <gains>
                      <gain name="" mode="AUDIO_GAIN_MODE_JOINT"
                            minValueMB="-3200" maxValueMB="600"
                            defaultValueMB="0" stepValueMB="100"/>
                  </gains>
              </devicePort>
          </devicePorts>
          <!-- route declaration, i.e. list all available sources for a
given sink -->
          <routes>
              <route type="mix" sink="bus0_media_out"
sources="mixport_bus0_media_out"/>
              <route type="mix" sink="bus1_navigation_out"
sources="mixport_bus1_navigation_out"/>
              <route type="mix" sink="bus2_voice_command_out"
                     sources="mixport_bus2_voice_command_out"/>
              <route type="mix" sink="bus4_call_out"
sources="mixport_bus4_call_out"/>
              <route type="mix" sink="bus6_notification_out"
                     sources="mixport_bus6_notification_out"/>
          </routes>
</module>

Воспроизведение звука пассажира в основной зоне (Android 14)

Звук пассажирской зоны с контекстом Music воспроизводится устройством зоны главного экрана. Источник описывает передачу userid пассажирской зоны через API CarAudioManager allowMediaAudioOnPrimaryZone(long requestId, booleanallowed) для этой функции.

Динамическая конфигурация аудиозон (Android 14)

В одной аудиозоне контекст может иметь два выходных bus address с переключением во время воспроизведения. Для динамической конфигурации измените автомобильную аудиоконфигурацию. В примере для зоны с ID 1 заданы zone 1 config 0 и zone 1 config 1.

<carAudioConfiguration version="3">
  <zones>
      <zone name="Zone1" audioZoneId="1" occupantZoneId="1">
          <zoneConfigs>
              <zoneConfig name="Zone 1 Config 0" isDefault="true">
                  <volumeGroups>
                      <group>
                          <device address="bus_100">
                              <context context="music"/>
                                  ***
                          </device>
                      </group>
                  </volumeGroups>
              </zoneConfig>
              <zoneConfig name="Zone 1 Config 1">
                  <volumeGroups>
                      <group>
                          <device address="bus_101">
                              <context context="music"/>
                                  ***
                          </device>
                      </group>
                  </volumeGroups>
              </zoneConfig>
          </zoneConfigs>
      </zone>
</zones>

Примечания:

  1. Адреса двух zoneConfig различаются; их можно добавлять только в неосновную зону.
  1. Добавленный device address необходимо определить в audio_policy_configuraion.xml.

Зеркалирование аудиозон (Android 14)

Зеркалирование позволяет пассажирам совместно слушать звук: два или более устройства получают одинаковые аудиоданные. Конфигурация ниже задаёт зеркальное устройство с адресом bus_1000. Внешнее приложение вызывает enableMirrorForAudioZones и передаёт системе список zoneID зеркалирования. Автомобильная система выводит одинаковые данные на все bus address соответствующих zoneID.

<carAudioConfiguration version="3">
   <mirroringDevices>
       <mirroringDevice address="bus_1000"/>
   </mirroringDevices>
  <zones>
    ....
  </zones>
</carAudioConfiguration>

Аудиофокус

Основы аудиофокуса

Аудиофокус позволяет услышать нужный звук при одновременном воспроизведении несколькими приложениями и предотвращает мешающее смешение звука. Перед воспроизведением запросите фокус и начинайте только после его получения.

API получения аудиофокуса

Android audioManager предоставляет requestAudioFocus для получения фокуса.

Обработка запросов фокуса AAOS

CarAudioService решает, принять ли запрос фокуса, по его параметрам и текущему контексту. Правила задаёт матрица взаимодействий запрашиваемого CarAudioContext с CarAudioContext текущего владельца: исключительное, отказ или одновременное. См. https://source.android.com/docs/devices/automotive/audio/audio-focus?hl=zh-cn . Источник указывает audioUseHalDuckingSignals=ture в car_audio_configuration.xml: при AUDIOFOCUS_GAIN_TRANSIENT_MAY_DUCK вызывается onDevicesToDuckChange audioControl HAL для снижения громкости. При false события duck не передаются HAL и не обрабатываются верхним уровнем.

Регулировка громкости

Регулировка громкости

Внешние приложения должны получать и задавать громкость через соответствующие API CarAudioManger. В overlay продукта в device задайте config_useFixedVolume=true для регулировки внешним аппаратным усилителем. Устройства одной volumeGroup в car_audio_configuration.xml регулируются синхронно. config_handleVolumeKeysInWindowManager=true передаёт обработку клавиш прямо CarService, минуя Android framework. audioUseCarVolumeGroupMuting=true (рекомендуется) включает отдельное отключение звука каждой группы. При false (по умолчанию) отдельное отключение групп запрещено и используется общее master mute. Обработка громкости клавишами и интерфейсом вызывает carAudioService, минуя системный аудиофреймворк Android; клавиши управляют только громкостью зоны главного экрана.

Плагины PCM

Плагины PCM расширяют возможности PCM-устройств: преобразуют частоту дискретизации, копируют данные между каналами и выполняют другие операции. Они управляются файлом vendor/etc/asound.conf. Формат описан в ALSA project - the C library reference: PCM (digital audio) plugins (alsa-project.org).

Плагин dshare

Плагин разделяет несколько каналов между клиентами, предоставляя исключительный доступ к каждому каналу. В отличие от share отдельный серверный процесс не нужен: клиенты одновременно обращаются к общему буферу, как в dmix и dsnoop. Поддерживаемые параметры приведены ниже.

pcm.name {
    type dshare     # Direct sharing
    ipc_perm INT        # IPC permissions (octal, default 0600)
    slave STR
    # or
    slave {         # Slave definition
        pcm STR     # slave PCM name
        # or
        pcm { }     # slave PCM definition
        format STR  # format definition
        rate INT    # rate definition
        channels INT
        period_time INT # in usec
        # or
        period_size INT # in frames
        buffer_time INT # in usec
        # or
        buffer_size INT # in frames
        periods INT # when buffer_size or buffer_time is not specified
    }
    bindings {      # note: this is client independent!!!
        N INT       # maps slave channel to client channel N
    }
}

Плагин dsnoop

Плагин разделяет многоканальный поток записи между клиентами с исключительным доступом к каждому каналу. Ниже приведены поддерживаемые параметры.

pcm.name {
    type dsnoop     # Direct snoop
    slave STR
    # or
    slave {         # Slave definition
        pcm STR     # slave PCM name
        # or
        pcm { }     # slave PCM definition
        format STR  # format definition
        rate INT    # rate definition
        channels INT
        period_time INT # in usec
        # or
        period_size INT # in frames
        buffer_time INT # in usec
        # or
        buffer_size INT # in frames
        periods INT # when buffer_size or buffer_time is not specified
    }
    bindings {      # note: this is client independent!!!
        N INT       # maps slave channel to client channel N
    }
}

Audio HAL

Android управляет звуком приложений, контролирует приложения и направляет звук в HAL по его типу. HAL выбирает соответствующие выходные устройства и направляет их на нужные динамики.

Выходные устройства

На уровне Audio HAL AUDIO_DEVICE_OUT_BUS представляет общие автомобильные выходные устройства с адресуемыми портами, каждый из которых соответствует порту физического устройства. По ожиданиям источника, это единственный поддерживаемый автомобильный выходной тип. Тип передаётся через start_output_stream; BUS address фиксируется при загрузке, когда open_output_stream открывает поток.

if (out->devices[i] == AUDIO_DEVICE_OUT_SPEAKER ||
  out->devices[i] == AUDIO_DEVICE_OUT_WIRED_HEADSET ||
  out->devices[i] == AUDIO_DEVICE_OUT_WIRED_HEADPHONE ||
  out->devices[i] == AUDIO_DEVICE_OUT_BUS) {
  audio_devices_t route_device = out->devices[i];
  route_pcm_card_open(adev->dev_out[SND_OUT_SOUND_CARD_SPEAKER].card,
getRouteFromDevice(route_device));
  if (out->address == NULL) {
      card = adev->dev_out[SND_OUT_SOUND_CARD_SPEAKER].card;
      device = adev->dev_out[SND_OUT_SOUND_CARD_SPEAKER].device;
  } else {
      if (strcmp(out->address, "bus0_media_out") == 0) {
          card = 103;
          device = 0;
      } else if (strcmp(out->address, "bus1_navigation_out") == 0) {
           card = 103;
           device = 1;
      } else if (strcmp(out->address, "bus2_voice_command_out") == 0) {
           card = 103;
           device = 2;
      } else if (strcmp(out->address, "bus4_call_out") == 0) {
           card = 103;
           device = 3;
      } else if (strcmp(out->address, "bus6_notification_out") == 0) {
           card = 103;
           device = 4;
      } else if (strcmp(out->address, "bus100_audio_zone_1") == 0) {
          card = 103;
          device = 5;
      } else if (strcmp(out->address, "bus200_audio_zone_2") == 0) {
          card = 103;
          device = 6;
      } else if (strcmp(out->address, "bus300_audio_zone_3") == 0) {
          card = 103;
          device = 7;
      } else {
          card = 103;
          device = 0;
      }
  }
}

Входные устройства

При записи Audio HAL получает вызов openInputStream с параметром AudioSource, указывающим способ обработки записываемого потока.

Важные замечания

  1. ID звуковой карты и устройства в asound.conf должны совпадать с HAL. Например, bus0_media_out назначены cardID 103 и device 0; в asound.conf требуется соответствующий узел PCM pcmC103D0p.
  1. Источник требует начинать нумерацию звуковых карт dshare/dsnoop с 100.

AudioControl HAL

AudioControl HAL — введённый в AAOS слой управления автомобильной аудиоаппаратурой. С ним взаимодействует автомобильный аудиосервис. Внешняя аппаратура, например приборная панель или радио, сообщает сервису состояние звука через HAL; состояние звука AAOS также может передаваться внешней аппаратуре через HAL.

Управление громкостью (Android 12)

Автомобильный аудиосервис Android 12 регулирует громкость внешней аудиоаппаратуры через AudioControl HAL. По состоянию источника Android 14 это ещё не поддерживает; ducking, баланс и другие функции также пока не поддерживаются.

AAudio

Основные понятия

AAudio — аудио-API Android 8.0 и новее. Низколатентный тракт уменьшает задержку записи и воспроизведения при использовании HAL и драйвера с MMAP. Есть режимы shared и exclusive. В exclusive код клиентского приложения пишет непосредственно в отображённый в память буфер, общий с драйвером ALSA. В shared буфер MMAP использует микшер AudioServer. Exclusive обходит микшер и существенно уменьшает задержку.

Добавление конфигурации

В SDK по умолчанию AAudio MMAP отключён.

  1. Включите AAudio в build.prop каталога продукта.
PRODUCT_PROPERTY_OVERRIDES += aaudio.mmap_policy=2
PRODUCT_PROPERTY_OVERRIDES += aaudio.mmap_exclusive_policy=2

Выберите 1, 2 или 3; рекомендуется 2. 1 = AAUDIO_POLICY_NEVER: только старый тракт, без MMAP. 2 = AAUDIO_POLICY_AUTO: попытка MMAP с возвратом к старому тракту при ошибке или недоступности MMAP. 3 = AAUDIO_POLICY_ALWAYS: только MMAP, без возврата к старому тракту.

  1. Настройте выходные карту и устройство AAudio. Следующее свойство выбирает карту выходного тракта AAudio. Без настройки SDK использует карту 1, устройство 0.
PRODUCT_PROPERTY_OVERRIDES += aaudio.mmap_card=card:0dev:0
  1. Добавьте порты потоков MMAP в audio_policy_configuration.xml: mixport mmap_no_irq_out и mmap_no_irq_in, затем routes к соответствующим deviceport. channelMasks XML, число каналов TDM в DTS и число каналов, задаваемое HAL ядру, должны совпадать. По умолчанию SDK использует восемь каналов.
<mixPort name="mmap_no_irq_out" role="source"
flags="AUDIO_OUTPUT_FLAG_DIRECT|AUDIO_OUTPUT_FLAG_MMAP_NOIRQ">
 <profile name="" format="AUDIO_FORMAT_PCM_16_BIT"
          samplingRates="48000"
channelMasks="AUDIO_CHANNEL_OUT_STEREO,AUDIO_CHANNEL_INDEX_MASK_8"/>
</mixPort>
<mixPort name="mmap_no_irq_in" role="sink"
flags="AUDIO_INPUT_FLAG_MMAP_NOIRQ">
 <profile name="" format="AUDIO_FORMAT_PCM_16_BIT"

samplingRates="8000,11025,12000,16000,22050,24000,32000,44100,48000"

channelMasks="AUDIO_CHANNEL_IN_MONO,AUDIO_CHANNEL_IN_STEREO,AUDIO_CHANNEL_IN_FRONT_BACK"/>
</mixPort>
<routes>
 <route type="mix" sink="bus0_media_out"
sources="mixport_bus0_media_out,mmap_no_irq_out"/>
 <route type="mix" sink="mmap_no_irq_in"
    sources="Built-In Mic,Built-In Back Mic,Echo-Reference Mic"/>
</routes>

Связанные статьи

Практическое руководствоПрактика

Настройка Wi-Fi Rockchip Android и диагностика SDIO

Настройка Wi-Fi Rockchip Android и диагностика SDIO

Читать →
Практическое руководствоПрактика

Перенос драйвера Realtek Wi-Fi на Rockchip: RTL8723CS

Перенос драйвера Realtek Wi-Fi на Rockchip: RTL8723CS

Читать →
Практическое руководствоПрактика

Интеграция и проверка Widevine L1 в Rockchip Android 14

Интеграция и проверка Widevine L1 в Rockchip Android 14

Читать →

Другие статьи по теме → · Учебные маршруты →