CN117742649A - Usb声卡播放cd方法、装置、微处理器及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了USB声卡播放CD方法、装置、微处理器及电子设备。该方法通过主控系统的I2S输入接口对CD伺服的I2S输出接口传出的音频数据进行实时解析，生成录音声卡，并在检测外接有USB声卡时生成播放声卡；创建线程和环形缓冲区，通过线程启动所述录音声卡并循环读取音频数据，并在CD进行播放时将读取的音频数据存入环形缓冲区；在主控系统的主进程中启动播放声卡，并循环查询环形缓冲区中的音频数据；当环形缓冲区中的音频数据数量达到预设数据临界值时，将环形缓冲区中的音频数据写入播放声卡中并播放，实现了对CD伺服输出的音频数据的处理。

Description

USB声卡播放CD方法、装置、微处理器及电子设备

技术领域

本发明涉及CD播放技术领域，尤其涉及USB声卡播放CD方法、装置、微处理器及电子设备。

背景技术

目前市面上的CD伺服系统的输出接口都是I2S接口+S/PDIF接口，不支持其他接口输出，导致能够与CD伺服系统的输出接口外接的设备有限，且无法对CD伺服系统输出的CD数据进行处理。

发明内容

本发明实施例提供了USB声卡播放CD方法、装置、微处理器及电子设备，旨在解决现有技术中无法对CD伺服系统输出的CD数据进行处理的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种USB声卡播放CD方法，其包括：

主控系统通过I2S输入接口对CD伺服的I2S输出接口传出的音频数据进行实时解析，生成录音声卡，并在检测外接有USB声卡时生成播放声卡；

创建线程和环形缓冲区，通过所述线程启动所述录音声卡并循环读取所述音频数据，并在CD进行播放时将读取的所述音频数据存入所述环形缓冲区；

在所述主控系统的主进程中启动所述播放声卡，并循环查询所述环形缓冲区中的音频数据；

当所述环形缓冲区中的音频数据数量达到预设数据临界值时，将所述环形缓冲区中的音频数据写入所述播放声卡中并播放。

第二方面，本发明实施例提供了一种USB声卡播放CD装置，包括：

声卡生成模块，用于主控系统通过I2S输入接口对CD伺服的I2S输出接口传出的音频数据进行实时解析，生成录音声卡，并在检测外接有USB声卡时生成播放声卡；

读取模块，用于创建线程和环形缓冲区，所述线程启动所述录音声卡并循环读取所述音频数据，并在CD进行播放时将读取的所述音频数据存入所述环形缓冲区；

查询模块，用于在所述主控系统的主进程中启动所述播放声卡，并循环查询所述环形缓冲区中的音频数据；

播放模块，用于当所述环形缓冲区中的音频数据数量达到预设数据临界值时，将所述环形缓冲区中的音频数据写入所述播放声卡中并播放。

第三方面，本发明实施例又提供了一种微处理器，应用于如前述任一项所述的USB声卡播放CD方法，所述微处理器中存储预置数据临界值；

当所述环形缓冲区中的音频数据数量达到预设数据临界值时，将所述音频数据写入所述播放声卡中并播放。

第四方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括如上所述的微处理器。

本发明提供了USB声卡播放CD方法、装置、微处理器及电子设备。该方法中通过主控系统的I2S输入接口对CD伺服的I2S输出接口传出的音频数据进行实时解析，生成录音声卡，并在检测外接有USB声卡时生成播放声卡；创建线程和环形缓冲区，通过线程启动所述录音声卡并循环读取音频数据，并在CD进行播放时将读取的音频数据存入环形缓冲区；在主控系统的主进程中启动播放声卡，并循环查询环形缓冲区中的音频数据；当环形缓冲区中的音频数据数量达到预设数据临界值时，将环形缓冲区中的音频数据写入播放声卡中并播放，实现了对CD伺服输出的音频数据的处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的USB声卡播放CD方法一实施例的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的USB声卡播放CD装置的装置示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参阅图1所示，图1为本发明实施例提供的USB声卡播放CD方法的流程示意图，该方法包括步骤S110～S140。

步骤S110、主控系统通过I2S输入接口对CD伺服的I2S输出接口传出的音频数据进行实时解析，生成录音声卡，并在检测外接有USB声卡时生成播放声卡；

本实施例中，主控系统通过I2S输入接口对CD伺服的I2S输出接口传出的音频数据进行实时解析，生成一个录音声卡，该录音声卡针对主控系统的I2S输入接口；同时主控系统外接有USB声卡时会生成一个播放声卡。其中，主控系统是基于linux嵌入式系统，并且支持I2S输入接口，硬件上将CD伺服的IIS输出接口接到主控的IIS输入接口上。具体的：

(1)通过函数snd_soc_register_component注册配置struct snd_soc_dai_driver结构体，struct snd_soc_dai_driver结构体主要是配置主控端I2S输入的引脚功能，并配置I2S协议相关技术参数；

(2)通过函数snd_soc_register_platform注册配置struct snd_soc_platform_driver结构体，struct snd_soc_platform_driver结构体主要是进行DMA的相关控制。其中，DMA指的是直接内存访问，直接内存访问(DMA，Direct Memory Access)是一些计算机总线架构提供的功能，它能使数据从附加设备(如磁盘驱动器)直接发送到计算机主板的内存上；

(3)通过函数snd_soc_register_card创建并配置个struct snd_soc_card结构体(此结构体是创建一个声卡，此结构体包含了步骤(1)，(2)的dai，platform的名字，从而使声卡与上面的I2S输入接口绑定起来，并且也配置了相关的DMA控制逻辑，至此，在主控系统就会产生一个录音声卡，当有IIS协议的PCM数据过来，打开录音声卡并循环读取，就可以实时得到音频数据。

此外，主控系统为linux嵌入式系统，自带USB声卡，只需要打开内核的CONFIG_SND_USB_AUDIO配置，若系统检测到插入的USB设备是声卡设备，则会在主控系统产生一个播放声卡，此声卡对应是就是外部的USB声卡。

步骤S120、创建线程和环形缓冲区，通过所述线程启动所述录音声卡并循环读取所述音频数据，并在CD进行播放时将读取的所述音频数据存入所述环形缓冲区；

步骤S130、在所述主控系统的主进程中启动所述播放声卡，并循环查询所述环形缓冲区中的音频数据；

步骤S140、当所述环形缓冲区中的音频数据数量达到预设数据临界值时，将所述环形缓冲区中的音频数据写入所述播放声卡中并播放。

本实施例中，为了便于读取音频数据，主控系统创建一个线程和一个环形缓冲区，通过线程打开录音声卡并循环读取CD伺服器的音频数据，当CD进行播放时将读取的音频数据存入环形缓冲区中；接着在主控系统的主进程中启动播放声卡，并循环查询环形缓冲区中的音频数据；当环形缓冲区中的音频数据数量达到预设数据临界值时，将环形缓冲区中的音频数据写入播放声卡中并播放。其中，数据临界值和环形缓冲区的大小可通过采样率、位深进行调整计算，具体的：首先通过采样率，位深，声道等计算出1秒中传输所需要的数据大小，此大小可定义成缓刑缓冲区的大小，取200毫秒的大小做缓冲区的临界值即可。

进一步的，目前音乐格式分为有损压缩和无损压缩：无损压缩以FLAC、ALAC、APE等为主，在保留原始文件的所有信息的基础上，将音频文件体积缩小(其中WAV为未经过压缩的无损格式，体积最大)；而有损压缩格式以MP3、AAC为主，在压缩时将原始文件高频分量切掉，损失一定的音质从而换来更小的体积。Hires音乐虽然经过无损压缩体积会缩小一些，但对于流媒体音乐来说仍显过大。目前流媒体音乐以MP3、AAC有损格式为主，即使部分歌曲能提供CD音质，在歌曲的信息量上与Hires音乐也还是相差甚远，由于MQA可以用足够小的文件封装极高采样率的音频流，因此MQA技术可用CD音质大小的音乐听到Hires音乐的信息量。因此，对于环形缓冲区内的音频数据，当其达到预设数据临界值时，可对环形缓冲区的音频数据进行MQA-CD检测；若环形缓冲区的音频数据为MQA-CD，则对MQA-CD的音频数据进行MQA解码和渲染，得到渲染结果，并将渲染结果写入播放声卡中并播放，以实现MQA-CD的音频数据的解码和渲染播放；若环形缓冲区的音频数据为非MQA-CD，则无需进行解码和渲染，直接将环形缓冲区中的音频数据写入播放声卡中并播放。

进一步的，为了对环形缓冲区的音频数据进行MQA-CD检测，需要先获取MQA解码库，配置MQA解码库的原始采样率、原始位深和展开倍数，MQA解码库中包含状态函数、信息函数和解码函数；然后将环形缓冲区的音频数据导入MQA解码库进行解码，得到解码结果；基于状态函数对解码结果进行检测，确认环形缓冲区的音频数据是否为MQA-CD。

进一步的，为了对MQA-CD进行MQA解码和渲染，得到渲染结果，需先重新配置MQA解码库的展开倍数；根据新的展开倍数将环形缓冲区的音频数据传入重新配置的MQA解码库进行MQA解码和渲染，基于解码函数得到渲染结果。需要注意的是，展开后的采样率和原始的采样率相同。

该方法中通过主控系统的I2S输入接口对CD伺服的I2S输出接口传出的音频数据进行实时解析，生成录音声卡，并在检测外接有USB声卡时生成播放声卡；创建线程和环形缓冲区，通过线程启动所述录音声卡并循环读取音频数据，并在CD进行播放时将读取的音频数据存入环形缓冲区；在主控系统的主进程中启动播放声卡，并循环查询环形缓冲区中的音频数据；当环形缓冲区中的音频数据数量达到预设数据临界值时，将环形缓冲区中的音频数据写入播放声卡中并播放，实现了对CD伺服输出的音频数据的处理。

本发明实施例还提供一种USB声卡播放CD装置，该USB声卡播放CD装置用于执行前述USB声卡播放CD方法的任一实施例。具体地，请参阅图2，图2是本发明实施例提供的USB声卡播放CD装置的示意性框图。

如图2所示，USB声卡播放CD装置100包括声卡生成模块110、读取模块120、查询模块130、播放模块140；

声卡生成模块110，用于主控系统通过I2S输入接口对CD伺服的I2S输出接口传出的音频数据进行实时解析，生成录音声卡，并在检测外接有USB声卡时生成播放声卡；

读取模块120，用于创建线程和环形缓冲区，所述线程启动所述录音声卡并循环读取所述音频数据，并在CD进行播放时将读取的所述音频数据存入所述环形缓冲区；

查询模块130，用于在所述主控系统的主进程中启动所述播放声卡，并循环查询所述环形缓冲区中的音频数据；

播放模块140，用于当所述环形缓冲区中的音频数据数量达到预设数据临界值时，将所述环形缓冲区中的音频数据写入所述播放声卡中并播放。

在一实施例中，声卡生成模块110包括：

第一配置单元，用于通过第一函数注册配置第一结构体，所述第一结构体用于配置主控系统I2S输入接口的引脚功能，以及I2S输入接口的协议参数；

第二配置单元，用于通过第二函数注册配置第二结构体，所述第二结构体用于对所述主控系统的DMA进行控制；

第三配置单元，用于基于所述第一结构体和第二结构体，通过第三函数创建并配置第三结构体，根据所述第三结构体创建所述录音声卡；

第一检测单元，用于当检测到有声卡设备接入时，则创建所述播放声卡。

在一实施例中，播放模块140包括：

第二检测单元，用于当所述环形缓冲区中的音频数据数量达到预设数据临界值时，对所述环形缓冲区的音频数据进行MQA-CD检测；

渲染单元，用于若所述环形缓冲区的音频数据为MQA-CD，则对所述MQA-CD进行MQA解码和渲染，得到渲染结果，并将所述渲染结果写入所述播放声卡中并播放；

写入单元，用于若所述环形缓冲区的音频数据为非MQA-CD，将所述环形缓冲区的音频数据写入所述播放声卡中并播放。

本发明实施例还提供一种微处理器，应用于如前述任一项所述的USB声卡播放CD方法，所述微处理器中存储预置数据临界值；

当所述环形缓冲区中的音频数据数量达到预设数据临界值时，将所述音频数据写入所述播放声卡中并播放。

在一实施例中，第二检测单元包括：

配置子单元，用于获取MQA解码库，配置所述MQA解码库的原始采样率、原始位深和展开倍数，所述MQA解码库包含状态函数、信息函数和解码函数；

解码子单元，用于将所述环形缓冲区的音频数据导入所述MQA解码库进行解码，得到解码结果；

检测子单元，用于基于所述状态函数对所述解码结果进行检测，确认所述环形缓冲区的音频数据是否为MQA-CD。

在一实施例中，渲染单元包括：

重新配置子单元，用于重新配置所述MQA解码库的展开倍数；

渲染子单元，用于根据新的展开倍数将所述环形缓冲区的音频数据传入重新配置的所述MQA解码库进行MQA解码和渲染，基于所述解码函数得到所述渲染结果。

在本发明的另一实施例中提供一种电子设备，包括如上所述的微处理器。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种USB声卡播放CD方法，其特征在于，包括：

主控系统通过I2S输入接口对CD伺服的I2S输出接口传出的音频数据进行实时解析，生成录音声卡，并在检测外接有USB声卡时生成播放声卡；

创建线程和环形缓冲区，通过所述线程启动所述录音声卡并循环读取所述音频数据，并在CD进行播放时将读取的所述音频数据存入所述环形缓冲区；

在所述主控系统的主进程中启动所述播放声卡，并循环查询所述环形缓冲区中的音频数据；

当所述环形缓冲区中的音频数据数量达到预设数据临界值时，将所述环形缓冲区中的音频数据写入所述播放声卡中并播放。

2.根据权利要求1所述的USB声卡播放CD方法，其特征在于，所述主控系统通过I2S输入接口对CD伺服的I2S输出接口传出的音频数据进行实时解析，生成录音声卡，并在检测外接有USB声卡时生成播放声卡，包括：

通过第一函数注册配置第一结构体，所述第一结构体用于配置主控系统的I2S输入接口的引脚功能，以及I2S输入接口的协议参数；

通过第二函数注册配置第二结构体，所述第二结构体用于对所述主控系统的DMA进行控制；

基于所述第一结构体和第二结构体，通过第三函数创建并配置第三结构体，根据所述第三结构体创建所述录音声卡；

当检测到有声卡设备接入时，则创建所述播放声卡。

3.根据权利要求1所述的USB声卡播放CD方法，其特征在于，所述当所述环形缓冲区中的音频数据数量达到预设数据临界值时，将所述环形缓冲区中的音频数据写入所述播放声卡中并播放，包括：

当所述环形缓冲区中的音频数据数量达到预设数据临界值时，对所述环形缓冲区的音频数据进行MQA-CD检测；

若所述环形缓冲区的音频数据为MQA-CD，则对所述MQA-CD进行MQA解码和渲染，得到渲染结果，并将所述渲染结果写入所述播放声卡中并播放；

若所述环形缓冲区的音频数据为非MQA-CD，将所述环形缓冲区的音频数据写入所述播放声卡中并播放。

4.根据权利要求3所述的USB声卡播放CD方法，其特征在于，所述对所述环形缓冲区的音频数据进行MQA-CD检测，包括：

获取MQA解码库，配置所述MQA解码库的原始采样率、原始位深和展开倍数，所述MQA解码库包含状态函数、信息函数和解码函数；

将所述环形缓冲区的音频数据导入所述MQA解码库进行解码，得到解码结果；

基于所述状态函数对所述解码结果进行检测，确认所述环形缓冲区的音频数据是否为MQA-CD。

5.根据权利要求4所述的USB声卡播放CD方法，其特征在于，所述对所述MQA-CD进行MQA解码和渲染，得到渲染结果，包括：

重新配置所述MQA解码库的展开倍数；

根据新的展开倍数将所述环形缓冲区的音频数据传入重新配置的所述MQA解码库进行MQA解码和渲染，基于所述解码函数得到所述渲染结果。

6.一种USB声卡播放CD装置，其特征在于，包括：

声卡生成模块，用于主控系统通过I2S输入接口对CD伺服的I2S输出接口传出的音频数据进行实时解析，生成录音声卡，并在检测外接有USB声卡时生成播放声卡；

读取模块，用于创建线程和环形缓冲区，所述线程启动所述录音声卡并循环读取所述音频数据，并在CD进行播放时将读取的所述音频数据存入所述环形缓冲区；

查询模块，用于在所述主控系统的主进程中启动所述播放声卡，并循环查询所述环形缓冲区中的音频数据；

播放模块，用于当所述环形缓冲区中的音频数据数量达到预设数据临界值时，将所述环形缓冲区中的音频数据写入所述播放声卡中并播放。

7.根据权利要求6所述的USB声卡播放CD装置，其特征在于，所述声卡生成模块包括：

第一配置单元，用于通过第一函数注册配置第一结构体，所述第一结构体用于配置主控系统I2S输入接口的引脚功能，以及I2S输入接口的协议参数；

第二配置单元，用于通过第二函数注册配置第二结构体，所述第二结构体用于对所述主控系统的DMA进行控制；

第三配置单元，用于基于所述第一结构体和第二结构体，通过第三函数创建并配置第三结构体，根据所述第三结构体创建所述录音声卡；

第一检测单元，用于当检测到有声卡设备接入时，则创建所述播放声卡。

8.根据权利要求6所述的USB声卡播放CD装置，其特征在于，所述播放模块包括：

第二检测单元，用于当所述环形缓冲区中的音频数据数量达到预设数据临界值时，对所述环形缓冲区的音频数据进行MQA-CD检测；

渲染单元，用于若所述环形缓冲区的音频数据为MQA-CD，则对所述MQA-CD进行MQA解码和渲染，得到渲染结果，并将所述渲染结果写入所述播放声卡中并播放；

写入单元，用于若所述环形缓冲区的音频数据为非MQA-CD，将所述环形缓冲区的音频数据写入所述播放声卡中并播放。

9.一种微处理器，应用于如权利要求1-5任一项所述的USB声卡播放CD方法，其特征在于，所述微处理器中存储预置数据临界值；

当所述环形缓冲区中的音频数据数量达到预设数据临界值时，将所述音频数据写入所述播放声卡中并播放。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的微处理器。