RVB2601应用开发实战系列六：网络播放器设计(二)

未来开发者

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关键词： RVB2601、RISC-V开发板、例程，玄铁E906、低功耗，玄铁E906,AliOS Things， RISC-V MCU，上手，好用，控制，智能控制，开关，WiFi&BLE

1. 前言

本例程基于YoC软件平台av组件采用http协议播放一首网络mp3歌曲。当开发板成功通过sal(底层通过at指令连接内置的网卡芯片)连接网络后，可输入相应串口命令行从web服务器上拉取mp3歌曲实现边拉取音频源数据边播放的功能。开发者可基于该例程实现更为丰富的网络播放功能。本例程名为ch2601_webplayer_demo，可以通过CDK直接从OCC拉取。

2. 如何使用

2.1 下载代码并编译运行

通过cdk搜索ch2601_webplayer_demo并下载工程代码打开后，会有如下界面。其中框1为解决方案组件，框2中是该解决方案依赖的子功能组件。
在本例程中，主要依赖av(音视频软件框架)、pvmp3dec(mp3解码器)、drv_wifi_at_w800(wifi驱动)等组件。

在IDE上编译通过后，点击下载进行烧录。烧录成功后，复位运行。成功运行后，串口会有如何打印输出：

2.2 网络连接

通过ifconfig命令可配置需要连接的热点。具体命令为：

ifconfig ap wifi_ssid wifi_psk

热点配置成功后，会有下图如下打印：

2.3 命令行播放控制

可通过在串口下输入如下命令来控制歌曲的播放

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# player help
        player play welcom/url[http://]  #播放内置开机音频或网络歌曲
        player pause                     #暂停播放
        player resume                    #恢复播放
        player stop                      #停止播放
        player help                      #播放器帮助命令

播放http歌曲player play http://yocbook.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/av_repo/alibaba.mp3，示例如下：

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player play http://yocbook.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/av_repo/alibaba.mp3

# [  13.620]<E>w800_api domain to ip: 47.110.23.146
[  13.630]<D>sals remote_port -- : 80
[  13.710]<D>WEB http request: 
GET /av_repo/alibaba.mp3 HTTP/1.0
Host: yocbook.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com
User-Agent: CSKY/YOC

[  15.000]<D>stream upto cache threshold2, pos =        553, cache_pos =        809, diff = 256
[  15.420]<D>avparser find a parser, name = mp3, id = 1
[  15.440]<D>ad find a decode, name = pvmp3dec, id = 1
[  15.450]<D>filter_swr open a avfilter, name = swr
[  15.470]<D>filter_vol open a avfilter, name = vol
[  15.470]<D>ao_alsa  ao open
[  15.490]<D>ao ao ref: openref =  1, startref =  0, fun = __ao_open
[  15.510]<D>ao ori sf ==> sf = 90317074, rate = 44100, ch = 2, bits = 16, siged = 1, float = 0, endian = 0
[  15.540]<D>ao ao  sf ==> sf = 90316946, rate = 44100, ch = 1, bits = 16, siged = 1, float = 0, endian = 0
[  15.810]<D>ao ao ref: openref =  1, startref =  1, fun = __ao_start
[  15.820]<D>player_demo =====_player_event, 24, type = 2
[  15.820]<D>player player_get_media_info, 809 enter. player = 20009E00
[  15.830]<D>player player_get_media_info, 821 leave. player = 20009E00
[  15.830]<D>player_demo =====rc = 0, duration = 415807ms, bps = 64000, size = 3326462

3. 例程开发

3.1 主要代码解析

3.1.1 主函数流程

主函数位于ch2601_webplayer_demo/app/src/app_main.c中。详细的解释如下：

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static void network_event(uint32_t event_id, const void *param, void *context)
{
    switch(event_id) {
    case EVENT_NETMGR_GOT_IP:
        LOGD(TAG, "net got ip");
        break;
    case EVENT_NETMGR_NET_DISCON:
        LOGD(TAG, "net disconnect");
        break;
    }

    /*do exception process */
    app_exception_event(event_id);
}

int main(void)
{
    board_yoc_init();     // 板级配置、kv文件系统、声卡驱动、网卡驱动等初始化

    player_init();        // 播放器模块初始化

    cli_reg_cmd_player(); // 播放器命令行注册

    /* Subscribe */
    event_subscribe(EVENT_NETMGR_GOT_IP, network_event, NULL);     // 订阅网络连接事件
    event_subscribe(EVENT_NETMGR_NET_DISCON, network_event, NULL); // 订阅网络断开事件
}

3.1.2 声卡、网卡驱动注册等

代码位于ch2601_webplayer_demo/app/src/init.c中。

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static void network_init()
{
    w800_wifi_param_t w800_param;
    /* init wifi driver and network */
    w800_param.reset_pin      = PA21;
    w800_param.baud           = 1*1000000;
    w800_param.cs_pin         = PA15;
    w800_param.wakeup_pin     = PA25;
    w800_param.int_pin        = PA22;
    w800_param.channel_id     = 0;
    w800_param.buffer_size    = 4*1024;

    wifi_w800_register(NULL, &w800_param);
    app_netmgr_hdl = netmgr_dev_wifi_init();

    if (app_netmgr_hdl) {
        utask_t *task = utask_new("netmgr", 2 * 1024, QUEUE_MSG_COUNT, AOS_DEFAULT_APP_PRI);
        netmgr_service_init(task);
        netmgr_start(app_netmgr_hdl);
    }
}

void board_yoc_init(void)
{
    board_init();                                 // 板级初始化
    event_service_init(NULL);                     // 发布订阅服务初始化
    console_init(CONSOLE_UART_IDX, 115200, 512);  // 串口初始化
    ulog_init();                                  // 日志初始化
    aos_set_log_level(AOS_LL_DEBUG);              // 配置默认日志打印级别

    int ret = partition_init();                   // 分区初始化
    if (ret <= 0) {
        LOGE(TAG, "partition init failed");
    } else {
        LOGI(TAG, "find %d partitions", ret);
    }

    aos_kv_init("kv");                            // kv文件系统初始化，可用于保存网络ssid&psk
    snd_card_alkaid_register(NULL);               // 声卡初始化，可用于播放&采集
    network_init();                               // 网络初始化

    board_cli_init();                             // 命令行初始化并注册默认的命令
}

3.1.3 网络底层通信

2601主芯片是通过spi与无线网卡芯片w800通信的。w800中运行有完整的lwip网络协议栈。 drv_wifi_at_w800组件将底层spi收到的网络数据(采用at协议封装)处理后递交到sal(socket abstract layer)组件中。2601通过sal来屏蔽底层网卡驱动的差异，向上提供标准的BSD网络套接字接口。此部分代码位于components/drv_wifi_at_w800/w800_at_port.c中。

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static int spi_resp_len(void)
{
    uint16_t temp = 0;
    uint8_t a,b;
    uint8_t cmd = SPI_REG_INT_STTS;
    int recv_len = 0;

    while (1) {
        CS_LOW;
        csi_spi_send(&spi_handle, &cmd, 1, AOS_WAIT_FOREVER);		// 检查是否存在有效数据
        csi_spi_receive(&spi_handle, &a, 1, AOS_WAIT_FOREVER);
        csi_spi_receive(&spi_handle, &b, 1, AOS_WAIT_FOREVER);
        CS_HIGH;

        temp = a | (b << 8);
        if((temp != 0xffff) && (temp & 0x01)) {
            cmd = SPI_REG_RX_DAT_LEN;
            CS_LOW;
            csi_spi_send(&spi_handle, &cmd, 1, AOS_WAIT_FOREVER);   // 获取接收数据长度 
            csi_spi_receive(&spi_handle, &a, 1, AOS_WAIT_FOREVER);
            csi_spi_receive(&spi_handle, &b, 1, AOS_WAIT_FOREVER);
            CS_HIGH;
            recv_len = a | (b << 8);

            // printf("recv len:%d\r\n", recv_len);
            break;
        }
        aos_msleep(100);
    }

    return recv_len;
}

static void at_spi_recv_task(void *priv)
{
    int      len  = 0;
    uint8_t *recv = NULL;

    while(1) {
        aos_sem_wait(&spi_recv_sem, AOS_WAIT_FOREVER); // 是否有中断过来，通过GIIO来触发中断

        len = spi_resp_len();               // 获取对端发送过来的数据长度
        if (len)
            recv = aos_malloc_check(len);
        else
            continue;

        spi_recv(recv, len);                // 获取实际有效数据

        while (ringbuffer_available_write_space(&spi_ringbuffer) < (len -1)) {
            aos_msleep(100);
        }

        int w_len = ringbuffer_write(&spi_ringbuffer, recv, len-1); // 写入到环形缓冲中
        if (w_len != (len-1)) {
            LOGD(TAG, "spi buffer is full\r\n");
        } else {
            spi_channel_cb(AT_CHANNEL_EVENT_READ, spi_channel_priv);
        }

        if (recv) {
            aos_free(recv);
            recv = NULL;
        }
    }
}

static void *at_spi_init(const char *name, void *config)
{
    int      ret  = 0;

    csi_pin_set_mux(PA16, PA16_SPI0_SCK);                            // 配置管脚复用
    csi_pin_set_mux(PA17, PA17_SPI0_MOSI);
    csi_pin_set_mux(PA18, PA18_SPI0_MISO);
    // csi_pin_set_mux(PA15, PA15_SPI0_CS); // CS
    csi_pin_set_mux(PA15, PIN_FUNC_GPIO); // CS
    csi_pin_set_mux(PA22, PIN_FUNC_GPIO); // INT

    csi_gpio_pin_init(&spi_int_pin, PA22);                           // gpio配置
    csi_gpio_pin_dir(&spi_int_pin,GPIO_DIRECTION_INPUT);
    csi_gpio_pin_mode(&spi_int_pin,GPIO_MODE_PULLNONE);
    csi_gpio_pin_debounce(&spi_int_pin, true);
    csi_gpio_pin_attach_callback(&spi_int_pin, spi_in_int_cb, NULL); // 根据gpio来通知是否存在网络数据
    csi_gpio_pin_irq_mode(&spi_int_pin,GPIO_IRQ_MODE_FALLING_EDGE);
    csi_gpio_pin_irq_enable(&spi_int_pin, 1);

    csi_gpio_pin_init(&spi_cs_pin, PA15);
    csi_gpio_pin_mode(&spi_cs_pin,GPIO_MODE_PULLUP);
    csi_gpio_pin_dir(&spi_cs_pin,GPIO_DIRECTION_OUTPUT);
    CS_HIGH;

    csi_gpio_pin_init(&spi_wakeup_pin, PA25);
    csi_gpio_pin_mode(&spi_wakeup_pin,GPIO_MODE_PULLUP);
    csi_gpio_pin_dir(&spi_wakeup_pin,GPIO_DIRECTION_OUTPUT);
    csi_gpio_pin_write(&spi_wakeup_pin, GPIO_PIN_HIGH);

    ret = csi_spi_init(&spi_handle, 0);
    if (ret < 0) {
        printf("csi spi init failed\r\n");
        return NULL;
    }

    csi_spi_mode(&spi_handle, SPI_MASTER);        // 2601侧作为master
    ret = csi_spi_baud(&spi_handle, 1*1000000);   // 波特率配置默认1M

    LOGD(TAG, "#######################spi speed:%d\r\n", ret);
    csi_spi_cp_format(&spi_handle, SPI_FORMAT_CPOL0_CPHA0);
    csi_spi_frame_len(&spi_handle, SPI_FRAME_LEN_8);
    csi_spi_select_slave(&spi_handle, 0);         // 建立与w800间的spi通信,w800网卡作为slave 0

    aos_task_t task;

    ret = aos_sem_new(&spi_recv_sem, 0);          // 用于gpio中断通知
    // aos_check(ret, NULL);
    ret = aos_task_new_ext(&task, "spi_recv", at_spi_recv_task, NULL, 1536, 9);
    // aos_check(ret, NULL);

    spi_recv_buffer = (char *)aos_malloc_check(SPI_RX_BUFFER_LEN); // 创建环形buffer，用于接收网络数据

    ringbuffer_create(&spi_ringbuffer, spi_recv_buffer, SPI_RX_BUFFER_LEN);

    return (void*)1;
}

at_channel_t spi_channel = {
    .init       = at_spi_init,
    .set_event  = at_spi_set_event,
    .send       = at_spi_send,
    .recv       = at_spi_recv,
};

3.2 网络播放器使用及配置

YoC平台中的播放器可以支持wav、mp3、m4a、amrnb、amrwb、flac、adts等多种音频格式的播放。同时也支持sd卡、http(s)、fifo、mem等多种取流方式。url格式的详细定义如下：

流类型	URL前缀	URL格式
网络流	http(s)://	http(s)://ip:port/xx.mp3
文件流(SD卡)	file://	file:///fatfs0/xx.mp3?avformat=%s&avcodec=%s&channel=%u&rate=%u
内存流	mem://	mem://addr=%u&size=%u&avformat=%s&avcodec=%s&channel=%u&rate=%u
fifo流	fifo://	fifo://tts/1?avformat=%s&avcodec=%s&channel=%u&rate=%u
加密流	crypto://	crypto://http://ip:port/xx.mp3?key=%s&iv=%s
hls流	http(s)://	http(s)://ip:port/xx.m3u8

播放器相关组件详细的设计和使用方法请访问以下链接： https://yoc.docs.t-head.cn/yocbook/Chapter5-%E7%BB%84%E4%BB%B6/%E5%A4%9A%E5%AA%92%E4%BD%93%E6%92%AD%E6%94%BE%E5%99%A8/av.html

3.2.1 网络播放器在2601芯片上的应用

网络播放器典型代码解析如下：

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static player_t *g_player;

static void _player_event(player_t *player, uint8_t type, const void *data, uint32_t len)
{
    int rc;
    UNUSED(len);
    UNUSED(data);
    UNUSED(handle);
    LOGD(TAG, "=====%s, %d, type = %d", __FUNCTION__, __LINE__, type);

    switch (type) {
    case PLAYER_EVENT_ERROR:      // 播放出错事件
        rc = player_stop(player);
        break;

    case PLAYER_EVENT_START: {    // 开始播放事件
        media_info_t minfo;
        memset(&minfo, 0, sizeof(media_info_t));
        rc = player_get_media_info(player, &minfo);  // 获取媒体时长、大小等信息
        LOGD(TAG, "=====rc = %d, duration = %llums, bps = %llu, size = %u", rc, minfo.duration, minfo.bps, minfo.size);
        break;
    }

    case PLAYER_EVENT_FINISH:     // 播放结束事件
        player_stop(player);      // 停止播放
        break;

    default:
        break;
    }
}

player_t *get_player_demo()
{
    if (!g_player) {
        ply_conf_t ply_cnf;

        player_conf_init(&ply_cnf);               // 初始化播放器默认配置
        ply_cnf.vol_en         = 1;               // 使能数字音量功能
        ply_cnf.vol_index      = 160;             // 0~255
        ply_cnf.event_cb       = _player_event;   // 播放事件回调函数
        ply_cnf.period_num     = 12;              // 底层音频输出缓冲周期，用于控制音频输出缓冲大小
        ply_cnf.cache_size     = 32 * 1024;       // 网络时的播放缓冲大小

        g_player = player_new(&ply_cnf);          // 创建播放器
    }

    return g_player;
}

3.2.2 网络播放器相关宏配置

鉴于2601的硬件资源比较受限，而网络播放器又提供了很多的功能。所以不太可能将播放器提供的所有功能都能够包含进去。此时就需要开发根据具体产品需要开启或配置相关功能。例程中典型宏定义配置如下：

婵犵數濮伴崹鐓庘枖濞戞氨鐭撻柟缁㈠枛閺勩儵鏌ㄩ悤鍌涘

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CONFIG_AEFXER_IPC=0                     #音效处理，2601不涉及
CONFIG_AEFXER_SONA=0                    #音效处理，2601不涉及
CONFIG_AO_MIXER_SUPPORT=0               #混音播放，默认关闭
CONFIG_ATEMPOER_IPC=0                   #核间变速播放，2601不涉及
CONFIG_ATEMPOER_SONIC=1                 #变速播放
CONFIG_AV_AO_CHANNEL_NUM=1              #单声道音频输出
CONFIG_AV_PROBE_SIZE_MAX=1024           #音频格式探测最大长度
CONFIG_AV_SAMPLE_NUM_PER_FRAME_MAX=80   #控制wav音频帧的最大采样数
CONFIG_AV_STREAM_INNER_BUF_SIZE=256     #stream内部buf大小，用于性能优化
CONFIG_DECODER_ADPCM_MS=0               #adpcm_ms解码
CONFIG_DECODER_ALAW=0                   #alaw解码
CONFIG_DECODER_AMRNB=0                  #amrnb解码
CONFIG_DECODER_AMRWB=0                  #amrwb解码
CONFIG_DECODER_FLAC=0                   #flac解码
CONFIG_DECODER_IPC=0                    #核间解码，2601不涉及
CONFIG_DECODER_MULAW=0                  #ulaw解码
CONFIG_DECODER_OPUS=0                   #opus解码
CONFIG_DECODER_PCM=1                    #pcm裸流解码
CONFIG_DECODER_PVMP3=1                  #mp3解码
CONFIG_DECODER_SPEEX=0                  #speex解码
CONFIG_DEMUXER_ADTS=0                   #adts解复用
CONFIG_DEMUXER_AMR=0                    #amr解复用
CONFIG_DEMUXER_ASF=0                    #asf解复用
CONFIG_DEMUXER_FLAC=0                   #flac解复用
CONFIG_DEMUXER_MP3=1                    #mp3解复用
CONFIG_DEMUXER_MP4=0                    #mp4解复用
CONFIG_DEMUXER_OGG=0                    #ogg解复用
CONFIG_DEMUXER_RAWAUDIO=0               #rawaudio解复用
CONFIG_DEMUXER_TS=0                     #ts解复用
CONFIG_DEMUXER_WAV=0                    #wav解复用
CONFIG_EQXER_IPC=0                      #量化器，2601不涉及
CONFIG_EQXER_SILAN=0                    #量化器，2601不涉及
CONFIG_FFTXER_IPC=0                     #fft变换，2601不涉及
CONFIG_FFTXER_SPEEX=0                   #fft变换，2601不涉及
CONFIG_PLAYER_TASK_STACK_SIZE=2048      #播放器任务栈大小
CONFIG_RESAMPLER_IPC=0                  #核间音频重采样    
CONFIG_RESAMPLER_SPEEX=0                #speex重采样
CONFIG_STREAMER_CRYPTO=0                #加密流
CONFIG_STREAMER_FIFO=0                  #队列流
CONFIG_STREAMER_FILE=0                  #文件流
CONFIG_STREAMER_HLS=0                   #http live stream
CONFIG_STREAMER_HTTP=1                  #http网络流
CONFIG_STREAMER_MEM=1                   #内存流
CONFIG_WEB_CACHE_TASK_STACK_SIZE=2048   #网络流缓冲任务栈大小