1. PCM是什么
PCM是英文Pulse-code modulation的缩写，中文译名是脉冲编码调制。咱们知道在现实生活中，人耳听到的声响是模仿信号，PCM便是要把声响从模仿转换成数字信号的一种技能，他的原理简略地说便是运用一个固定的频率对模仿信号进行采样，采样后的信号在波形上看就像一串接连的幅值纷歧的脉冲，把这些脉冲的幅值按必定的精度进行量化，这些量化后的数值被接连地输出、传输、处理或记载到存储介质中，一切这些组成了数字音频的发生进程。
图1.1 模仿音频的采样、量化
PCM信号的两个重要目标是采样频率和量化精度，现在，CD音频的采样频率一般为44100Hz，量化精度是16bit。一般，播映音乐时，应用程序从存储介质中读取音频数据(MP3、WMA、AAC……)，经过解码后，终究送到音频驱动程序中的便是PCM数据，反过来，在录音时，音频驱动不停地把采样所得的PCM数据送回给应用程序，由应用程序完结紧缩、存储等使命。所以，音频驱动的两大中心使命便是：
playback 怎么把用户空间的应用程序发过来的PCM数据，转化为人耳能够区分的模仿音频
capture 把mic拾取到得模仿信号，经过采样、量化，转换为PCM信号送回给用户空间的应用程序
2. alsa-driver中的PCM中间层
ALSA现已为咱们完成了功用微弱的PCM中间层，自己的驱动中只需完成一些底层的需求拜访硬件的函数即可。
要拜访PCM的中间层代码，你首先要包括头文件
每个声卡最多能够包括4个pcm的实例，每个pcm实例对应一个pcm设备文件。pcm实例数量的这种约束源于Linux设备号所占用的位巨细，假如今后运用64位的设备号，咱们将能够创立更多的pcm实例。不过大多数情况下，在嵌入式设备中，一个pcm实例现已足够了。
一个pcm实例由一个playback stream和一个capture stream组成，这两个stream又别离有一个或多个substreams组成。
图2.1 声卡中的pcm结构
在嵌入式体系中，一般不会像图2.1中这么杂乱，大多数情况下是一个声卡，一个pcm实例，pcm下面有一个playback和capture stream，playback和capture下面各自有一个substream。
下面一张图列出了pcm中间层几个重要的结构，他能够让咱们从uml的视点看一看这列结构的联系，理清他们之间的联系，对咱们了解pcm中间层的完成方法。
图2.2 pcm中间层的几个重要的结构体的联系图
snd_pcm是挂在snd_card下面的一个snd_device
snd_pcm中的字段：streams[2]，该数组中的两个元素指向两个snd_pcm_str结构，别离代表playback stream和capture stream
snd_pcm_str中的substream字段，指向snd_pcm_substream结构
snd_pcm_substream是pcm中间层的中心，绝大部分使命都是在substream中处理，尤其是他的ops(snd_pcm_ops)字段，许多user空间的应用程序经过alsa-lib对驱动程序的恳求都是由该结构中的函数处理。它的runtime字段则指向snd_pcm_runtime结构，snd_pcm_runtime记载这substream的一些重要的软件和硬件运转环境和参数。
3. 新建一个pcm
alsa-driver的中间层现已为咱们供给了新建pcm的api：
int snd_pcm_new(struct snd_card *card, const char *id, int device, int playback_count, int capture_count,
struct snd_pcm ** rpcm);
参数device 表明现在创立的是该声卡下的第几个pcm，第一个pcm设备从0开端。
参数playback_count 表明该pcm将会有几个playback substream。
参数capture_count 表明该pcm将会有几个capture substream。
另一个用于设置pcm操作函数接口的api：
void snd_pcm_set_ops(struct snd_pcm *pcm, int direction, struct snd_pcm_ops *ops);
新建一个pcm能够用下面一张新建pcm的调用的序列图进行描绘：
图3.1 新建pcm的序列图
snd_card_create pcm是声卡下的一个设备(部件)，所以第一步是要创立一个声卡
snd_pcm_new 调用该api创立一个pcm，才该api中会做以下工作
假如有，树立playback stream，相应的substream也一起树立
假如有，树立capture stream，相应的substream也一起树立
调用snd_device_new()把该pcm挂到声卡中，参数ops中的dev_register字段指向了函数snd_pcm_dev_register，这个回调函数会在声卡的注册阶段被调用。
snd_pcm_set_ops 设置操作该pcm的操控/操作接口函数，参数中的snd_pcm_ops结构中的函数一般便是咱们驱动要完成的函数
snd_card_register 注册声卡，在这个阶段会遍历声卡下的一切逻辑设备，而且调用各设备的注册回调函数，关于pcm，便是第二步说到的snd_pcm_dev_register函数，该回调函数树立了和用户空间应用程序(alsa-lib)通讯所用的设备文件节点:/dev/snd/pcmCxxDxxp和/dev/snd/pcmCxxDxxc
