ASOC之DAPM

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动态音频电源管理 (DAPM-Dynamic Audio Power Management) 旨在让便携式Linux设备始终使用音频子系统内的最低电量。 它独立于其他内核PM，因此可以轻松地与其他PM系统共存。

Dynamic Audio Power Management for Portable Devices

DAPM对所有用户空间应用程序也是完全透明的，因为所有电源切换都在 ASoC 内核内完成。 用户空间应用程序不需要更改代码或重新编译。 DAPM 根据设备内的任何音频流（捕获/播放）活动和混音器设置做出电源切换决策。

DAPM横跨整台机器。 它涵盖了整个音频子系统内的电源控制，其中包括内部编解码器电源模块和机器级电源系统。

DAPM中有4个电源域:

  • Codec bias domain

    • VREF、VMID（核心编解码器和音频功率）
    • 通常在编解码器探测/删除和挂起/恢复时控制，但如果侧音不需要电源等，可以在流时设置。

  • Platform/Machine domain

    • 物理连接的输入和输出
    • 特定于平台/机器和用户操作，由机器驱动程序配置并响应异步事件，例如插入 HP 时

  • Path domain

    • 音频子系统信号路径
    • 当用户更改混音器和复用器设置时自动设置。例如alsamixer，混合器。

  • Stream domain

    • DAC 和 ADC。
    • 分别在流播放/捕获开始和停止时启用和禁用。例如播放，录音。

所有DAPM电源切换决策都是通过查阅整台机器的音频路由图自动做出的。此映射特定于每台机器，由每个音频组件（包括内部编解码器组件）之间的互连组成。所有影响电源的音频组件在下文中都称为小部件。

dapm最核心的部分大概就是widgets、paths和routes，其中widgets是DAPM的基本单元，paths是widget之间的连接器，routes表示widget的连接关系，在一个声卡中由三者构成了一个音频路由图

widgets是dapm所控制的最小单元，如果把n个widgets比作是n个村庄，那么在这n个村庄之间修铁路就是route所需要做的工作，相同等级的村庄之间也没必要修铁路，修铁路的目的当然是为了能从起始地(source)到目的地(sink)，而到底走哪条路，也不是随机的，这个可以理解成kcontrol所干的活

DAPM Widgets

在DAPM框架中，widget用结构体snd_soc_dapm_widget来描述。 头文件include/sound/soc-dapm.h

将codec中的各个组件以widget来描述，比如

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/* ASRC */
SND_SOC_DAPM_SUPPLY_S("I2S1 ASRC", 1, RT5651_PLL_MODE_2,
              15, 0, NULL, 0),
SND_SOC_DAPM_SUPPLY_S("I2S2 ASRC", 1, RT5651_PLL_MODE_2,
              14, 0, NULL, 0),
SND_SOC_DAPM_SUPPLY_S("STO1 DAC ASRC", 1, RT5651_PLL_MODE_2,
              13, 0, NULL, 0),
SND_SOC_DAPM_SUPPLY_S("STO2 DAC ASRC", 1, RT5651_PLL_MODE_2,
              12, 0, NULL, 0),
SND_SOC_DAPM_SUPPLY_S("ADC ASRC", 1, RT5651_PLL_MODE_2,
              11, 0, NULL, 0),

/* micbias */
SND_SOC_DAPM_SUPPLY("LDO", RT5651_PWR_ANLG1,
        RT5651_PWR_LDO_BIT, 0, NULL, 0),
SND_SOC_DAPM_SUPPLY("micbias1", RT5651_PWR_ANLG2,
        RT5651_PWR_MB1_BIT, 0, NULL, 0),
/* Input Lines */
SND_SOC_DAPM_INPUT("MIC1"),
SND_SOC_DAPM_INPUT("MIC2"),
SND_SOC_DAPM_INPUT("MIC3"),

SND_SOC_DAPM_INPUT("IN1P"),
SND_SOC_DAPM_INPUT("IN2P"),
SND_SOC_DAPM_INPUT("IN2N"),
SND_SOC_DAPM_INPUT("IN3P"),
SND_SOC_DAPM_INPUT("DMIC L1"),
SND_SOC_DAPM_INPUT("DMIC R1"),
SND_SOC_DAPM_SUPPLY("DMIC CLK", RT5651_DMIC, RT5651_DMIC_1_EN_SFT,
            0, set_dmic_clk, SND_SOC_DAPM_PRE_PMU),

DAPM routes

在DAPM框架中，route用结构体snd_soc_dapm_route来描述. include/sound/soc-dapm.h

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{"IN1P", NULL, "MIC1"},
{"IN2P", NULL, "MIC2"},
{"IN2N", NULL, "MIC2"},
{"IN3P", NULL, "MIC3"},

{"BST1", NULL, "IN1P"},
{"BST2", NULL, "IN2P"},
{"BST2", NULL, "IN2N"},
{"BST3", NULL, "IN3P"},

{"INL1 VOL", NULL, "IN2P"},
{"INR1 VOL", NULL, "IN2N"},

{"RECMIXL", "INL1 Switch", "INL1 VOL"},
{"RECMIXL", "BST3 Switch", "BST3"},
{"RECMIXL", "BST2 Switch", "BST2"},
{"RECMIXL", "BST1 Switch", "BST1"},

{"RECMIXR", "INR1 Switch", "INR1 VOL"},
{"RECMIXR", "BST3 Switch", "BST3"},
{"RECMIXR", "BST2 Switch", "BST2"},
{"RECMIXR", "BST1 Switch", "BST1"},

组成部分：{source name, control name, sink name}

DAPM paths

所有定义好的route，最后都要注册到dapm系统中，dapm会根据这些名字找出相应的widget，并动态地生成所需要的snd_soc_dapm_path结构

音频通路设置

音频通路主要是路由设置的是sink、source和control，三者关系如下：

asoc_dapm_route

sink:输出，source:数据源头，control: 输出是打到哪个通路的开关

Endpoint Widgets

Endpoint是机器内的音频信号的起始或终点（窗口小部件），并包括编解码器。例如

  • Headphone Jack
  • Internal Speaker
  • Internal Mic
  • Mic Jack
  • Codec Pins

为设备树simple-audio-card定义的Endpoint名字

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static const struct snd_soc_dapm_widget simple_widgets[] = {
    SND_SOC_DAPM_MIC("Microphone", NULL),
    SND_SOC_DAPM_LINE("Line", NULL),
    SND_SOC_DAPM_HP("Headphone", NULL),
    SND_SOC_DAPM_SPK("Speaker", NULL),
};

sound/soc/soc-core.c

DAPM Widget Events

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snd_soc_dapm_new_dai
  \-> struct snd_soc_dapm_widget template
  \-> template.event = snd_soc_dai_link_event

Event types

事件widget支持以下事件类型。

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/* dapm event types */
#define SND_SOC_DAPM_PRE_PMU  0x1     /* before widget power up */
#define SND_SOC_DAPM_POST_PMU 0x2             /* after widget power up */
#define SND_SOC_DAPM_PRE_PMD  0x4     /* before widget power down */
#define SND_SOC_DAPM_POST_PMD 0x8             /* after widget power down */
#define SND_SOC_DAPM_PRE_REG  0x10    /* before audio path setup */
#define SND_SOC_DAPM_POST_REG 0x20    /* after audio path setup */

dapm中的path是否被打开

在snd_soc_dapm_new_widgets接口中判断是否打开

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int snd_soc_dapm_new_widgets(struct snd_soc_card *card)
{
  ...
  if (w->reg >= 0) {
    soc_dapm_read(w->dapm, w->reg, &val);
    val = val >> w->shift;
    val &= w->mask;
    if (val == w->on_val)
        w->power = 1;
  }
  ...
}

参考

  • Dynamic Audio Power Management for Portable Devices
  • DAPM_widget_route_path简介
  • ALSA声卡驱动中的DAPM详解之二：widget-具备路径和电源管理信息的kcontrol
  • ALSA声卡驱动的DAPM（一）-DPAM详解