智能音响蓝牙调试经验

介绍：

BT ,bluetooth ,硬件的厂家有 realtek , Broadcom， csr ,rad 等，我了解到的，前两者在 arm android 上集成的比较多，如 rockchip 平台上rtl8723bs ,ap6212,ap6210, ap6335.等。后者 csr rda 没怎么接触过，听说终端设备上用的比较多。

硬件：

Arm adroid 机子上的蓝牙的硬件几乎都是以模块的形式出现，一般同时封装了 WiFi 和蓝牙，有的甚至还封装了FM. 管脚为 44pin

蓝牙和主控的连接是串口，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）。

并且上电，复位和 wake 的几个 gpio 要配置正确，同时，32k 的慢时钟是需要的，不然有可能造成蓝牙打不开的情况，32k 的时钟，一般在 rtc （8563），或者pmu ，或者其他地方取。

在蓝牙用到实时通话（hfp , hfp client）的过程中，还需要pcm/i2s 的连接，注意 in 和 out 多分析一下，容易反，其标识容易混淆。

软件：

蓝牙软件实现比较复杂，对比了一下 android5.1 和 android6.0 发现很大的区别，由于项目需要，把 android5.1 的蓝牙部分移植到了 6.0上，花了相当大的经历。

Android6.0 上蓝牙相关代码位置介绍一下：

1 package/app/blutooth

这里不仅仅是蓝牙的app 层的东西，还有和蓝牙协议栈通信的 Jni , 和 api 通信的service

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

这里是 api 的一些东西，实现和蓝牙 service 通信的 aidl 接口也是在这实现的。

3 system/bt

蓝牙协议栈，android5.1 放在 externel/bluedroid 里面的

4 device/common/bluetooth/libbt

libbt-vendor 不同厂家私有的一些蓝牙定义。

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

蓝牙的一些头文件。

6 内核的 dts 以及蓝牙rfkill 的电源的支持。

移植过程：

蓝牙在android 上连耳机，连手机电脑的功能，实现比较简单，差不多底层移植好后就能实现了，由android 本身移植好了。

主要是移植音响的功能，也就是做为设备端，让手机连。使设备播放音乐。

到这里的时候就会去查看蓝牙的一些场景：专业术语叫 profile

如手机，平板功能，都是用的 a2dp, hfp, avrcp 等 profile ,而做为音响，耳机的时候是 a2dp sink , avrcp , hfp client 的profile .，另外还一些我没用过的 profile 如： SPP ,HID

这里需要说明的一点，目前蓝牙对一些 profile 的硬件通路，很多没做过蓝牙的人几乎会犯错：

A2dp / A2dp sink ：虽然是播放音乐用的，但是他并没有走 pcm 接口，而是走的串口。这时很多人会计算串口波特率，觉得播放音乐完全不够用，以为串口是 115200 为最高波特率，但是实际在蓝牙串口上，波特率设置在3m左右，一般在蓝牙芯片公司给出的 config 文件里可以看到。

Hfp / Hfp client : 实时语音通话，这个时候是走的pcm （软件中有 SCO 的字样）

A2dp sink 的移植看起来比较简单，不需要考虑硬件通路，反正走串口，只需要讲蓝牙过来的音频数据播放到喇叭就可以。

在哪取蓝牙过来的音频数据，怎么能让蓝牙进入音频数据过来的模式？

答案是这部分android 已经做好了。我们只需要配置一下 packages/apps/Bluetooth/res/values/config.xml 里的profile_supported_a2dp_sink 为 true 就可以了

他会模拟出一个 app 可以用声音源: AudioSource.BLUETOOTH_A2DP ，我们只需要用new AudioRecord(AudioSource.BLUETOOTH_A2DP,xxxx), 我这边没有用 AudioSource.BLUETOOTH_A2DP 这个名字，直接用的数字11代替，因为要用到这个 AudioSource.BLUETOOTH_A2DP ，其他地方要改很多东西。

2 蓝牙音频数据的播放如何实现？

这个得自己写，我这边主控公司给出的技术支持，写了2个线程的方法，一个线程负责录音，一个线程负责播放。

这个时候，很多人很问一个问题，蓝牙是串口过来的东西，怎么可以直接用AudioRecord 来读数据呢？对这个问题，如果不深入理解，都是迷茫的。后查资料并读 system/bt 协议栈会发现，协议栈通过 audio_a2dp_hw.c btif_media_task.c等实现声卡的模拟，对上层来说就是多了一个蓝牙声卡，可以对它读写控制。蓝牙声卡的模拟实现的数据传输方式是：socket 。Socket 文件地址 /data/misc/bluedroid/.a2dp_ctrl 和 /data/misc/bluedroid/.a2dp_data

实现录音播放后，a2dp sink 是可以听到手机传过来的声音了。

HFP client 移植主要考虑入口和线程实现，还有 pcm 接口的配置

1 如何进入 hfp client 的profile ,进入后怎么把数据丢到硬件pcm 上去？

同样是配置

packages/apps/Bluetooth/res/values/config.xml 的 profile_supported_hfpclient 为true ，android 已经实现了它的功能。

我们在 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 层来实现其功能，我这里还是主控厂家给的补丁。写了4个线程，2个收2个发：流程如下：

downlink 表示 , 远端电话语音信号-> 手机蓝牙-> 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 -> 手机蓝牙->远端电话语音信号

2 硬件上怎么设计能出声音？

硬件设计有几种方式

1，拿主控的一路 i2s/pcm 出来，直接接到蓝牙 pcm 。这个直接读写这一路 i2s

2，蓝牙pcm 接到主控的codec 上。这个切换 codec 的通路。

我们用的第一种方式

3 pcm 参数的配置：可能是个人以前很少用到 pcm 格式，只知道 i2s 的几种格式，如标准 i2s ，左右对其什么的。

Pcm 也有几种格式，1time delay ,2 time delay 等等。得注意主控 i2s 和 pcm 的配置。当然这个时候示波器是相当重要的，可以查一下配置是否正确，

Pcm 的格式4线的定义是 clk ,sync ,in ,out . clk 一般在256K ，sync 8k ，sync 的波形是差不多一个 slot 的高电平，其余是低电平。

I2s 的格式4线的定义是，bclk .lrclk ,in ,out . clk 一般在2.82m ，lrclk 为采样率，44.1k ,8k 都有

4 蓝牙pcm 采样率和播放到喇叭 codec 采样率不一致，怎么调？

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

5 通道数不一致，有的通道有杂音，声音不能调大小？

还是在 hardware 层做算法处理，如丢弃声道，mix 声道，大小按规律去更修改 pcm 数据的大小。

AVRCP 的控制

这个简单，直接调用 api ,发送一个play pause 等命令

另外再说一下，花时间最多的问题： android 6.0 上。A2dp sink 老是出 system crash. 查了很久。因为它是偶现的，比如两个小时才出一次，不管是用 addr2line 定位文件位置，还是看 /data/tombstone 文件查看都没有进展，有兴趣的话可以帮查一下问题：

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

最后解决这个问题的办法，我采取了把 5.1 的蓝牙部分全部移植到 6.0上。测试没有问题。难道是 android 6.0 对a2dp sink 的支持还不到位？

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