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WM8960 音频驱动 —— 架构概览 ​

前言：WM8960 为什么也不自己写 ​

RTC、goodix 两章我们开了「分析型」的头：主线驱动太成熟，重写没意义，不如拆开读懂。音频这章接着走这条路——而且理由更硬。

WM8960 是 Wolfson（现 Cirrus Logic）的一颗立体声音频 codec，i.MX6ULL ALPHA 板上用它做耳机/喇叭输出和麦克风输入。主线内核对它的支持是完整三层：

  • sound/soc/codecs/wm8960.c（1591 行）—— codec 驱动，管 WM8960 的所有寄存器、音频通路、DAPM
  • sound/soc/fsl/fsl_sai.c（1900+ 行）—— cpu_dai 驱动，管 i.MX6ULL 这端的 SAI2 数字音频接口
  • sound/soc/fsl/fsl-asoc-card.c（1112 行）—— machine 驱动，把上面俩缝成一张声卡

这三颗驱动被 NXP、主线社区、无数 i.MX 板子反复验证过。正点原子教程里那套自己写的 imx-wm8960.c machine 驱动，在主线的 fsl-asoc-card 面前就是「重新发明轮子」——fsl-asoc-card 一个 machine 驱动兼容 WM8960/WM8962/SGTL5000/CS42XX8/TLV320AIC3x 一大家子 codec，你板子这颗 WM8960 它本来就支持。

所以这章的任务：把这三颗驱动拆给你看，再上板让耳机出声。驱动本体一行都不用你敲。

学习目标

理清 Linux ASoC「machine + codec + cpu_dai + platform」四件套各自的角色；看懂 alpha 板的音频硬件链路（SAI2 怎么连 WM8960、MCLK 哪来的、耳机/喇叭/麦克风怎么走线）；理解为什么正点原子的 imx-wm8960.c 该被主线 fsl-asoc-card 取代。

音频为什么是「四件套」 ​

按键、触摸那些驱动，基本是「一个驱动搞定一颗 IC」。音频不一样——一块声卡从软件看是四个角色分工合作，这正是 ASoC（ALSA System on Chip）子系统要解决的：

角色干什么alpha 板对应主线驱动
machine（card）「缝纫机」：把 cpu_dai 和 codec 按某种拓扑缝成一张声卡，定义 DAI 格式、时钟、音频通路 routingsound-wm8960 节点fsl-asoc-card.c
cpu_daiCPU 这端的数字音频接口驱动（串行音频总线，传 PCM 数据 + 位/帧时钟）SAI2 接口fsl_sai.c
codec外接音频芯片驱动：控制模拟通路（麦克风→ADC、DAC→耳机/喇叭）、寄存器、DAPMWM8960（I2C 0x1a）wm8960.c
platform音频数据搬运工：DMA 把内存里的 PCM 数据搬到 SAI2、再喂给 codecimx-pcm-dmaimx-pcm-dma.c（被 fsl_sai 自动 select）

为什么要分四块？因为同一颗 cpu_dai（SAI2）可以接不同 codec（WM8960、SGTL5000……），同一颗 codec 也能被不同 cpu_dai 驱动。分层 = 复用：换 codec 只换 codec 驱动 + 设备树节点，machine 和 cpu_dai 不用动。fsl-asoc-card 就是利用这套分层，一个 machine 驱动通吃 N 种 codec。

一个生活化的比喻

把声卡想象成一个乐队：**platform（DMA）**是搬运乐谱的助理，**cpu_dai（SAI2）**是 CPU 这端的指挥棒（打节拍、传音符），**codec（WM8960）**是真正的乐手（把数字音符变成模拟声波），**machine（card）**是乐队经理——它不发声，但它决定「谁和谁组乐队、按什么谱子演」。少任何一块，乐队都转不起来。

02 节 会把这四件套的软件绑定关系（snd_soc_card / snd_soc_dai_link / snd_soc_dai / snd_soc_codec_driver）掰开讲。这里先有个全景就行。

alpha 板音频链路全景 ​

纸上谈兵结束，看看 alpha 板上这条链路物理上怎么连。WM8960 和 i.MX6ULL 之间有两根总线：

                 I2C1 (控制面，配寄存器)
   i.MX6ULL  ───────────────────────────  WM8960 (codec, 0x1a)
             ───────────────────────────
                 SAI2 (数据面，传音频 + 时钟)
  • I2C1，地址 0x1a：控制通道。CPU 通过它读写 WM8960 的寄存器（音量、静音、通路选择、上电）。这条线和 08 章 AP3216C 的 I2C 套路完全一样。注意是 I2C1，不是原版资料的 I2C2——alpha 板实测 WM8960 + AP3216C 都在 I2C1，goodix 才在 I2C2，05 节 有这个坑的详解。
  • SAI2：数据通道。五根信号线：TX_BCLK（位时钟）、TX_SYNC（帧/字选择）、TX_DATA（CPU→codec 的播放数据）、RX_DATA（codec→CPU，录音用）、MCLK（主时钟）。这里有个反直觉的点：时钟角色上 BCLK 和 LRCLK 由 WM8960 产生、SAI2 反而是从（这叫 codec-master 模式），而 MCLK 由 CPU 产生送给 codec——03 节拆 CARD_WM8960 分支时你会看到 DAIFMT_CBP_CFP 就是这层意思，02 节 会把主从关系彻底讲透。

引脚是「借」JTAG 的

alpha 板上 SAI2 没有独占引脚，是复用了 JTAG 那组脚（TDI/TDO/TRST/TCK/TMS → SAI2_TX_BCLK/TX_SYNC/TX_DATA/RX_DATA/MCLK）。所以设备树 pinctrl_sai2 里你会看到 MX6UL_PAD_JTAG_TDI__SAI2_TX_BCLK 这种「JTAG 脚变 SAI 脚」的映射——别觉得眼熟就以为还能用 JTAG 调试，那组脚已经被音频征用了。

时钟怎么来？i.MX6ULL 内部有个音频 PLL（PLL4），分频出 12.288MHz 从 MCLK 脚送给 WM8960。为什么是 12.288MHz？因为 12288000 = 48000 × 256，48kHz 采样率、256 倍过采样，WM8960 拿这个 MCLK 内部分频就能直接生成所有需要的时钟，不用再启 codec 内部的 PLL——省事。这条时钟路由 04 节 会深挖。

模拟那侧，alpha 板上 WM8960 接了三路：

  • 耳机（Headphone）：左右声道，HP_L/HP_R，有耳机检测引脚（hp-det-gpio，GPIO5_IO04）
  • 喇叭（Ext Spk）：外部功放，SPK_LP/LN/RP/RN（桥接负载）
  • 麦克风（Mic Jack / AMIC）：LINPUT2/3、RINPUT1/2，WM8960 提供 MICB 偏置电压

设备树里 audio-routing 那一串字符串，就是定义这些模拟通路的连接关系——05 节 逐行解读。

为什么不用正点原子的 imx-wm8960.c ​

正点原子教程（草稿 ch65）的方案是：自己写一个 imx-wm8960.c 当 machine 驱动，配合主线 wm8960.c codec 和 fsl_sai.c。这条路能跑，但没必要——主线早就有 fsl-asoc-card.c 这个通用 machine 驱动，compatible = "fsl,imx-audio-wm8960" 就是给 WM8960 准备的。

两份 machine 驱动干的是同一件事（定义 dai_link、设 DAI 格式、注册 card），但 fsl-asoc-card 更通用（一份代码兼容十几种 codec）、维护更勤（主线社区在养）、还顺手支持 ASRC（异步采样率转换）。自写的 imx-wm8960.c 只能接 WM8960 一颗。所以本项目（Issue #43 的修复）明确：复用主线 fsl-asoc-card，不移植 imx-wm8960.c。

这章我们就拆主线这套。你也省得去维护一份「抄过来就再没动过」的 machine 驱动。

WM8960 能力速览 ​

拆代码前，先知道这颗芯片能干什么：

  • 采样率：8kHz – 48kHz（电话质量到 CD 质量足够，再高就得换 codec 了）
  • 采样精度：16 / 20 / 24 / 32 bit
  • 通道：立体声（2 通道）播放 + 录音
  • 模拟接口：3 路立体声输入（LINPUT1/2/3、RINPUT1/2/3）、立体声耳机输出（HP_L/R）、桥接喇叭输出（SPK_L/R）、单独的 OUT3
  • 片上：ADC、DAC、麦克风偏置（MICBIAS）、可编程增益（PGA）、混音器、3D 增强、ALC（自动电平控制）

这些能力在 wm8960.c 里全是 DAPM widget 和 kcontrol（音量/静音那种用户态能调的控件）。amixer 看到的 Headphone、Speaker、PCM Playback Volume 那些，就是从这里来的。

分析型打开方式：和 RTC / goodix 一致 ​

维度从零写 machine 驱动本章（分析型）
驱动代码我们写 imx-wm8960.c → .ko复用主线 fsl-asoc-card.c，不写驱动
学习重点怎么缝一张声卡怎么读懂 ASoC 四件套 + DAPM + 时钟
配套产物自写 machine .ko + app设备树解读 + alsa-utils + aplay/arecord 验证
验证手段insmod + 自写 appaplay/amixer/arecord（现成工具）

小结 ​

这一节我们理清了：音频这章和 RTC/goodix 一样走分析型（主线三层驱动太成熟）、ASoC 为什么是 machine/codec/cpu_dai/platform 四件套（分层 = 复用）、alpha 板的物理链路（I2C1 控制 + SAI2 数据 + MCLK 12.288MHz + 三路模拟通道）、以及为什么弃用正点原子的 imx-wm8960.c 改用主线 fsl-asoc-card。接下来 02 节 先把 ASoC 子系统那套软件绑定关系理清楚——这是看懂三颗驱动怎么「缝」在一起的前提。

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