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深入解析 DAI 与 SAI：Linux 音频驱动中的核心概念

news 来源：原创 2025/4/29 22:48:30

在嵌入式 Linux 音频系统中，DAI（Digital Audio Interface，数字音频接口） 和 SAI（Synchronous Audio Interface，同步音频接口） 是两个容易混淆但又至关重要的概念。很多开发者在调试音频驱动时，经常会遇到 DAI 配置错误、SAI 无法正常工作、Codec 无法识别 等问题。本篇文章将深入浅出地讲解 DAI 和 SAI 的区别与联系，并结合实际案例（i.MX8M Plus + WM8960），帮助你快速理解这两个概念，提高 Linux 音频驱动调试能力。
在这里插入图片描述

1. 什么是 DAI？

DAI（Digital Audio Interface，数字音频接口） 是 Linux ALSA/ASoC 音频框架中的抽象概念，它表示 CPU（SoC）和 Codec 之间的 音频数据传输通道。

简单理解：

DAI 不是一个具体的硬件，而是 ALSA 框架中的软件接口，用于连接 CPU（处理器端）和 Codec（音频编解码芯片）。
DAI 负责管理音频数据的传输格式、时钟关系、通道数等信息，保证音频数据能够正确地在 CPU 和 Codec 之间流动。

在 Linux 内核 ALSA/ASoC 框架 中，DAI 主要有 两种类型：

CPU DAI（CPU 端 DAI）：SoC 端的音频接口（如 I2S、PCM、TDM）。
Codec DAI（音频编解码器端 DAI）：Codec 芯片（如 WM8960）提供的音频接口。

DAI 在 ALSA 代码中的定义

在 ALSA 驱动代码中，snd_soc_dai_driver 结构体用于描述 DAI，例如：

static struct snd_soc_dai_driver wm8960_dai = {
    .name = "wm8960-hifi",
    .playback = {
        .stream_name = "Playback",
        .channels_min = 1,
        .channels_max = 2,
        .rates = SNDRV_PCM_RATE_8000_96000,
        .formats = SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE,
    },
};

这里定义了 WM8960 作为 Codec DAI，它支持 8kHz 到 96kHz 采样率，并使用 16-bit PCM 数据格式。
这个 DAI 需要和 CPU DAI 连接，才能实现音频数据的传输。

2. 什么是 SAI？

SAI（Synchronous Audio Interface，同步音频接口） 是 SoC 端提供的硬件音频外设，用于实现 I2S、TDM、PCM 等音频协议。

SAI 的特点

SAI 是一个具体的硬件外设，由 SoC 提供，通常用于 控制音频数据的时钟、传输方式和数据格式。
SAI 既可以作为主设备（Master），也可以作为从设备（Slave）。
不同 SoC 厂商的 SAI 可能不同，例如：
- NXP i.MX 系列的 SAI（SAI1、SAI2 等）
- STM32 系列的 SAI（SAI1、SAI2）
- 其他厂商可能使用 I2S Controller 代替 SAI

在 i.MX8M Plus SoC 上，SAI 负责 I2S 音频数据的传输，例如：

&sai2 {
    pinctrl-names = "default";
    assigned-clocks = <&clks IMX8MP_CLK_SAI2>;
    assigned-clock-parents = <&clks IMX8MP_CLK_PLL4>;
    status = "okay";
};

这里 sai2 是 i.MX8M Plus 的 第二个 SAI 控制器（SAI2），它负责音频数据的时钟管理和传输。

3. DAI 和 SAI 的关系

如何理解 DAI 和 SAI 的区别？

概念	作用	是否是硬件？
DAI（Digital Audio Interface）	ALSA 框架中的音频数据接口，连接 CPU 和 Codec	❌（软件抽象层）
SAI（Synchronous Audio Interface）	SoC 端提供的音频控制器，控制 I2S/TDM/PCM 数据传输	✅（硬件外设）

DAI 和 SAI 如何协作？

SAI 作为 CPU 端的音频控制器，为 DAI 提供底层数据传输能力。
DAI 作为 ALSA 框架的抽象接口，连接 CPU DAI 和 Codec DAI，形成完整的音频数据通道。
DAI = SAI + 音频协议格式（I2S/PCM/TDM）+ 其他音频控制信息。

4. DAI 和 SAI 的实际应用（i.MX8M Plus + WM8960）

(1) DAI 配置

在 i.MX8M Plus + WM8960 的音频驱动中，SAI 作为 CPU DAI，Codec 作为 Codec DAI，两者通过 DAI Link 连接：

static struct snd_soc_dai_link imx_wm8960_dai = {
    .name = "WM8960",
    .stream_name = "HiFi Playback",
    .cpu_dai_name = "imx-audio-sai2",
    .codec_dai_name = "wm8960-hifi",
    .platform_name = "imx-pcm-audio",
    .codec_name = "wm8960.1-001a",
    .dai_fmt = SND_SOC_DAIFMT_I2S | SND_SOC_DAIFMT_NB_NF,
};

cpu_dai_name = "imx-audio-sai2" → 使用 SAI2 作为 CPU 端 DAI。
codec_dai_name = "wm8960-hifi" → 使用 WM8960 作为 Codec DAI。

(2) 设备树配置

&sai2 {
    pinctrl-names = "default";
    assigned-clocks = <&clks IMX8MP_CLK_SAI2>;
    assigned-clock-parents = <&clks IMX8MP_CLK_PLL4>;
    status = "okay";
};

这部分配置 SAI2 的时钟，确保音频数据能够正确传输。

5. 总结

DAI 是 ALSA/ASoC 框架中的概念，SAI 是 SoC 提供的硬件音频接口。
SAI 作为 CPU 端的音频控制器，为 DAI 提供底层数据传输能力。
在 i.MX8M Plus + WM8960 方案中，SAI2 作为 CPU DAI，WM8960 作为 Codec DAI，它们通过 DAI Link 连接，完成音频数据的传输和播放。