智能音響藍牙調試經驗

智能藍牙音箱是音箱升級的產物，是家庭消費者用語音控制的一個智能化設備。譬如：人們可以通過智能音箱點歌曲、上網購物或是了解天氣預報等。同時，它也可以對智能家居設備進行控制，比如打開窗簾、設置冰箱溫度、提前讓熱水器升溫等。而關于這一智能設備要如何開發，則可以從以下4大方面了解：

一、智能音箱的控制方式

據了解，傳統的非智能音箱一般通過遙控器或機身按鈕進行控制。而當下智能音箱使用的遙控器越來越被看作是備用功能。而常用的控制功能，是通過APP/微信/支付寶小程序進行控制。并且，智能音箱同時還兼容手勢識別、語音控制、揮手感應等控制方式。

這就意味著，企業在對智能藍牙音箱解決方案進行開發時，除了要注意微信、支付寶、APP等進行開發外，還應設置手勢識別、語音控制能開發功能。

二、智能音箱的通信手段

智能音箱是通過藍牙、WIFI、NFC等信息傳輸方式來傳遞信息。NFC通常在手機和音箱連接的瞬間連接，簡單直接，不會有復雜的使用過程。與此類似，有的智能音箱還采用了聲波連接的方式，在一定范圍內進行傳輸，質量和藍牙、WIFI平分秋色，只是WIFI的成本略高，但對于智能開發端的企業，可以抹平這個差價。

三、智能音箱的功能開發

從上可知，智能音箱的功能包含了集成機音機、播報天氣、鬧鐘等常見功能，除此以外，還具有朗讀、智能座機、甚至智能電視機以及智能語音機器人助手等功能。這些功能可以指引智能音箱進行語音購物、語音信息查詢、語音視頻聊天等。

而這意味著，智能音箱解決方案的投資人，在對其進行開發時，在功能設置上也不應馬虎。

四、智能音箱關鍵性技術

了解項目開發的人都知道，音箱本來就是強調品牌且技術門檻較高的領域。而智能音箱是傳統音箱的升級，它不僅有基礎的技術開發，還將聲學設計、無線技術、語音識別、遠場拾音、語義分析等眾多技術互融在一起。

不僅技術復雜，而且更加依賴音樂內容平臺支持。而這一切，都離不開小型便捷與低音增強技術、無線技術及聲音對碼技術以及遠場語音喚醒識別技術等。

智能音響藍牙調試經驗

介紹：

BT ，bluetooth ，硬件的廠家有 realtek ， Broadcom， csr ，rad 等，我了解到的，前兩者在 arm android 上集成的比較多，如 rockchip 平臺上rtl8723bs ，ap6212，ap6210， ap6335.等。后者 csr rda 沒怎么接觸過，聽說終端設備上用的比較多。

硬件：

Arm adroid 機子上的藍牙的硬件幾乎都是以模塊的形式出現，一般同時封裝了 WiFi 和 藍牙，有的甚至還封裝了FM. 管腳為 44pin

藍牙和主控的連接是串口，需要用到串口的流控：cts rts ，（有的例外，如 realtek rtl8723 可把 芯片cts 接地）。

并且上電，復位和 wake 的幾個 gpio 要配置正確，同時，32k 的慢時鐘是需要的，不然有可能造成藍牙打不開的情況，32k 的時鐘，一般在 rtc （8563），或者pmu ，或者其他地方取。

在藍牙用到實時通話（hfp ， hfp client）的過程中，還需要pcm/i2s 的連接，注意 in 和 out 多分析一下，容易反，其標識容易混淆。

軟件：

藍牙軟件實現比較復雜，對比了一下 android5.1 和 android6.0 發現很大的區別，由于項目需要，把 android5.1 的藍牙部分移植到了 6.0上，花了相當大的經歷。

Android6.0 上藍牙相關代碼位置介紹一下：

1 package/app/blutooth

這里不僅僅是藍牙的app 層的東西，還有和藍牙協議棧通信的 Jni ， 和 api 通信的service.

2 frame/base/core/java/android/bluetooth/

這里是 api 的一些東西，實現和 藍牙 service 通信的 aidl 接口也是在這實現的。

3 system/bt

藍牙協議棧，android5.1 放在 externel/bluedroid 里面的

4 device/common/bluetooth/libbt

libbt-vendor 不同廠家私有的一些藍牙定義。

5 。/hardware/libhardware/include/hardware/bluetooth.h

藍牙的一些頭文件。

6 內核的 dts 以及藍牙rfkill 的電源的支持。

移植過程：

藍牙在android 上連耳機，連手機電腦的功能，實現比較簡單，差不多底層移植好后就能實現了，由android 本身移植好了。

主要是移植音響的功能，也就是做為設備端，讓手機連。使設備播放音樂。

到這里的時候就會去查看藍牙的一些場景：專業術語叫 profile

如手機，平板功能，都是用的 a2dp， hfp， avrcp 等 profile ，而做為音響，耳機的時候是 a2dp sink ， avrcp ， hfp client 的profile 。，另外還一些我沒用過的 profile 如： SPP ，HID

這里需要說明的一點，目前藍牙對一些 profile 的硬件通路，很多沒做過藍牙的人幾乎會犯錯：

A2dp / A2dp sink ：雖然是播放音樂用的，但是他并沒有走 pcm 接口，而是走的串口。這時很多人會計算串口波特率，覺得播放音樂完全不夠用，以為串口是 115200 為最高波特率，但是實際在藍牙串口上，波特率設置在3m左右，一般在藍牙芯片公司給出的 config 文件里可以看到。

Hfp / Hfp client ： 實時語音通話，這個時候是走的pcm （軟件中有 SCO 的字樣）

A2dp sink 的移植看起來比較簡單，不需要考慮硬件通路，反正走串口，只需要講藍牙過來的音頻數據播放到喇叭就可以。

在哪取藍牙過來的音頻數據，怎么能讓藍牙進入音頻數據過來的模式？

答案是這部分android 已經做好了。我們只需要配置一下 packages/apps/Bluetooth/res/values/config.xml 里的profile_supported_a2dp_sink 為 true 就可以了

他會模擬出一個 app 可以用聲音源： AudioSource.BLUETOOTH_A2DP ，我們只需要用new AudioRecord（AudioSource.BLUETOOTH_A2DP，xxxx）， 我這邊沒有用 AudioSource.BLUETOOTH_A2DP 這個名字，直接用的數字11代替，因為要用到這個 AudioSource.BLUETOOTH_A2DP ，其他地方要改很多東西。

2 藍牙音頻數據的播放如何實現？

這個得自己寫，我這邊主控公司給出的技術支持，寫了2個線程的方法，一個線程負責錄音，一個線程負責播放。

這個時候，很多人很問一個問題，藍牙是串口過來的東西，怎么可以直接用AudioRecord 來讀數據呢？對這個問題，如果不深入理解，都是迷茫的。后查資料并讀 system/bt 協議棧會發現，協議棧通過 audio_a2dp_hw.c btif_media_task.c等實現聲卡的模擬，對上層來說就是多了一個藍牙聲卡，可以對它讀寫控制。藍牙聲卡的模擬實現的數據傳輸方式是：socket 。Socket 文件地址 /data/misc/bluedroid/.a2dp_ctrl 和 /data/misc/bluedroid/.a2dp_data

實現錄音播放后，a2dp sink 是可以聽到手機傳過來的聲音了。

HFP client 移植主要考慮入口 和線程實現，還有 pcm 接口的配置

1 如何進入 hfp client 的profile ，進入后怎么把數據丟到硬件pcm 上去？

同樣是配置

packages/apps/Bluetooth/res/values/config.xml 的 profile_supported_hfpclient 為true ，android 已經實現了它的功能。

我們在 java 的找到接口（hfp_enable）后

。/packages/apps/Bluetooth/src/com/android/bluetooth/hfpclient/HeadsetClientStateMachine.java:2145： mAudioManager.setParameters（“hfp_enable=true”）;

在hardware 層來實現其功能，我這里還是主控廠家給的補丁。寫了4個線程，2個收2個發：流程如下：

downlink 表示 ， 遠端電話語音信號-》 手機藍牙-》 AP6212 -》 3368 I2S1 PCM_IN 8K- 》 3368 I2S0 I2S_SDO 48K-》 ES8316 DAC

uplink表示 ， CX20921 ADC-》3368 I2S0 I2S_SDI 48K -》 3368 I2S1 PCM_OUT 8K -》 AP6212 -》 手機藍牙-》遠端電話語音信號

2 硬件上怎么設計能出聲音？

硬件設計有幾種方式

1，拿主控的一路 i2s/pcm 出來，直接接到藍牙 pcm 。這個直接讀寫這一路 i2s

2，藍牙pcm 接到 主控的codec 上。這個切換 codec 的通路。

我們用的第一種方式

3 pcm 參數的配置：可能是個人以前很少用到 pcm 格式，只知道 i2s 的幾種格式，如 標準 i2s ，左右對其什么的。

Pcm 也有幾種格式，1time delay ，2 time delay 等等。得注意主控 i2s 和 pcm 的配置。當然這個時候示波器是相當重要的，可以查一下配置是否正確，

Pcm 的格式4線的定義是 clk ，sync ，in ，out 。 clk 一般在256K ，sync 8k ，sync 的波形是差不多一個 slot 的高電平，其余是低電平。

I2s 的格式4線的定義是 ，bclk .lrclk ，in ，out 。 clk 一般在2.82m ，lrclk 為采樣率，44.1k ，8k 都有

4 藍牙pcm 采樣率和播放到喇叭 codec 采樣率不一致，怎么調？

采用重采樣，直接采用 externel/speex 的 speex 做重采樣。

5 通道數不一致，有的通道有雜音，聲音不能調大??？

還是在 hardware 層做算法處理，如丟棄聲道，mix 聲道，大小按規律去更修改 pcm 數據的大小。

AVRCP 的控制

這個簡單，直接調用 api ，發送一個play pause 等命令

另外再說一下，花時間最多的問題： android 6.0 上。A2dp sink 老是出 system crash. 查了很久。因為它是偶現的，比如兩個小時才出一次，不管是用 addr2line 定位文件位置，還是看 /data/tombstone 文件查看都沒有進展，有興趣的話可以幫查一下問題：

05-07 17:15:46.901 2474 2501 F libc ： Fatal signal 11 （SIGSEGV）， code 1， fault addr 0xfb0b1ff8 in tid 2501 （bluedroid wake/）

05-07 17:15:47.006 229 229 F DEBUG ： *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** ***

05-07 17:15:47.006 229 229 F DEBUG ： Build fingerprint： ‘Android/rk3368_64/rk3368:6.0.1/MOB30J/user.wade.20180507.150808:userdebug/test-keys’

05-07 17:15:47.007 229 229 F DEBUG ： Revision： ‘0’

05-07 17:15:47.007 229 229 F DEBUG ： ABI： ‘arm’

05-07 17:15:47.008 229 229 F DEBUG ： pid： 2474， tid： 2501， name： bluedroid wake/ 》》》 com.android.bluetooth 《《《

05-07 17:15:47.008 229 229 F DEBUG ： signal 11 （SIGSEGV）， code 1 （SEGV_MAPERR）， fault addr 0xfb0b1ff8

05-07 17:15:47.046 229 229 F DEBUG ： r0 aaeb0ed8 r1 00000000 r2 00000108 r3 aaeb1258

05-07 17:15:47.046 229 229 F DEBUG ： r4 aaeb1ba0 r5 00000380 r6 fffffc80 r7 00ef0004

05-07 17:15:47.046 229 229 F DEBUG ： r8 f74f1eb8 r9 aaeb0ee8 sl f74f1eb8 fp f4249aac

05-07 17:15:47.046 229 229 F DEBUG ： ip 00000000 sp e2892288 lr 00ef0050 pc f74bc394 cpsr a00e0030

05-07 17:15:47.055 229 229 F DEBUG ：

05-07 17:15:47.055 229 229 F DEBUG ： backtrace：

05-07 17:15:47.055 229 229 F DEBUG ： #00 pc 0002f394 /system/lib/libc.so （dlmalloc_real+1303）

05-07 17:15:47.055 229 229 F DEBUG ： #01 pc 000fc241 /system/lib/hw/bluetooth.default.so （osi_malloc+8）

05-07 17:15:47.055 229 229 F DEBUG ： #02 pc 0009c469 /system/lib/hw/bluetooth.default.so （GKI_getbuf+6）

05-07 17:15:47.056 229 229 F DEBUG ： #03 pc 0005bc91 /system/lib/hw/bluetooth.default.so （btif_media_sink_enque_buf+72）

05-07 17:15:47.056 229 229 F DEBUG ： #04 pc 0003cf17 /system/lib/hw/bluetooth.default.so

05-07 17:15:47.056 229 229 F DEBUG ： #05 pc 0008d8f7 /system/lib/hw/bluetooth.default.so （bta_av_stream_data_cback+162）

05-07 17:15:47.056 229 229 F DEBUG ： #06 pc 000da5df /system/lib/hw/bluetooth.default.so （avdt_scb_event+70）

05-07 17:15:47.056 229 229 F DEBUG ： #07 pc 000dac75 /system/lib/hw/bluetooth.default.so （avdt_ad_tc_data_ind+64）

05-07 17:15:47.057 229 229 F DEBUG ： #08 pc 000eb5c7 /system/lib/hw/bluetooth.default.so （l2c_csm_execute+3486）

05-07 17:15:47.057 229 229 F DEBUG ： #09 pc 000e600f /system/lib/hw/bluetooth.default.so （l2c_rcv_acl_data+4018）

05-07 17:15:47.057 229 229 F DEBUG ： #10 pc 000fe96b /system/lib/hw/bluetooth.default.so

05-07 17:15:47.057 229 229 F DEBUG ： #11 pc 000ff93f /system/lib/hw/bluetooth.default.so

05-07 17:15:47.057 229 229 F DEBUG ： #12 pc 000415af /system/lib/libc.so （_ZL15__pthread_startPv+30）

05-07 17:15:47.058 229 229 F DEBUG ： #13 pc 0001918b /system/lib/libc.so （__start_thread+6）

05-07 17:15:47.532 229 229 F DEBUG ：

05-07 17:15:47.532 229 229 F DEBUG ： Tombstone written to： /data/tombstones/tombstone_05

05-07 17:15:47.532 229 229 E DEBUG ： AM write failed： Broken pipe

05-07 17:15:47.539 564 595 I BootReceiver： Copying /data/tombstones/tombstone_05 to Dr

最后解決這個問題的辦法，我采取了把 5.1 的藍牙部分全部移植到 6.0上。測試沒有問題。難道是 android 6.0 對a2dp sink 的支持還不到位？