7. 蓝牙音频框架示例 - SBC 回环测试

本示例演示如何使用 lisa_bt_audio_framework 进行 SBC 编解码回环，实现麦克风到扬声器的音频路径。

7.1. 功能说明

SBC 编码：从麦克风录制音频，使用 SBC 编码器进行编码
SBC 解码：将编码后的 SBC 数据解码并播放到扬声器
实时回环：编码和解码在同一设备上进行，形成音频回环

7.2. 硬件连接

板卡需要有 audio0 设备，包括麦克风和扬声器

7.3. 架构说明

[麦克风] -> [录音会话/SBC编码] -> [回环任务] -> [播放会话/SBC解码] -> [扬声器]
              (SBC Encoder)                        (SBC Decoder)

7.3.1. 数据流程

回环任务（Loopback Task）
- 从录音会话获取 SBC 编码数据
- 直接将 SBC 数据喂给播放会话进行解码
- 实现编码->解码的实时回环

7.4. SBC 编解码器参数

采样率：16 kHz
声道：单声道（Mono）
位深：16 位
比特率：自适应
子带数：8
块长度：16
分配方法：Loudness

7.5. 配置说明

7.5.1. prj.conf 配置

# 蓝牙音频框架
CONFIG_LISA_BT_AUDIO_FRAMEWORK=y
CONFIG_LISA_BT_AUDIO_INTERFACE=y
CONFIG_LISA_BT_AUDIO_MAX_SESSIONS=4

# SBC 编解码器
CONFIG_AUDIO_CODEC_SBC=y

# 编码数据缓冲区配置
CONFIG_LISA_BT_AUDIO_ENCODED_RINGBUF_SIZE=8
CONFIG_LISA_BT_AUDIO_ENCODED_PREFILL_SIZE=4

# PCM 环形缓冲区时间配置
CONFIG_LISA_BT_AUDIO_PCM_RINGBUF_TIME_MS_DOWNLINK=200
CONFIG_LISA_BT_AUDIO_PCM_RINGBUF_TIME_MS_UPLINK=200
CONFIG_LISA_BT_AUDIO_PCM_PREFILL_TIME_MS=60

# 工作缓冲区配置
CONFIG_LISA_BT_AUDIO_WORK_BUFFER_TIME_MS=64
CONFIG_LISA_BT_AUDIO_HW_BUFFER_COUNT=3

# 音频驱动
CONFIG_LISA_AUDIO_DEVICE=y
CONFIG_LISA_AUDIO_PLAY_ECHO_ENABLE=y

7.5.2. 线程配置

回环任务：优先级 10，栈大小 2048 字节
编码任务：由框架自动创建和管理
解码任务：由框架自动创建和管理

8. 音频驱动

CONFIG_LISA_AUDIO_DEVICE=y CONFIG_LISA_AUDIO_PLAY_ECHO_ENABLE=y

### 线程优先级

- **透传任务**：优先级 10，栈大小 2048 字节

## 示例内容

1. 初始化蓝牙音频框架
2. 创建录音会话（SBC 编码模式）
3. 创建播放会话（SBC 解码模式）
4. 启动回环任务，实时转发 SBC 编码数据
5. 运行 10 秒后自动停止并清理资源

## 编译

```{eval-rst}
.. include:: /sample_build.rst

8.1. 烧录

编译完成后，使用 SDK tools 目录下的 cskburn 工具烧录固件:

./tools/burn/cskburn -s /dev/ttyUSB0 -b 3000000 0x0 build/arcs.bin -C arcs

Note

烧录参数说明：

-s /dev/ttyUSB0：串口设备路径，需要根据实际情况修改 - Linux 系统：通常是 /dev/ttyUSB0 或 /dev/ttyACM0 - 可通过 ls /dev/tty* 命令查看可用串口设备 - 不同开发板或 USB 转串口芯片可能使用不同的设备名
-b 3000000：烧录波特率（3Mbps）
0x0：烧录起始地址
build/arcs.bin：编译生成的固件路径
-C arcs：芯片类型

注意事项：

确保开发板已正确连接到电脑
如果无法识别串口设备，请检查 USB 连接线是否正常，或尝试其他 USB 端口

8.2. 预期输出

程序启动后会：

初始化蓝牙音频框架
创建录音会话（SBC 编码模式）
创建播放会话（SBC 解码模式）
启动回环任务，实时转发 SBC 编码数据
运行 10 秒后自动停止并清理资源

8.2.1. 日志输出示例

I/bt_audio_sample [0:00:00.100] BT Audio Framework Sample - SBC Loopback
I/bt_audio_sample [0:00:00.101] =========================================
I/bt_audio_sample [0:00:00.105] BT audio framework initialized, version: 1.0.0
I/bt_audio_sample [0:00:00.150] Capture session created and started (SBC encode mode)
I/bt_audio_sample [0:00:00.200] Playback session created and started (SBC decode mode)
I/bt_audio_sample [0:00:00.201] Sample running... Press Ctrl+C to stop
I/bt_audio_sample [0:00:00.201] Recording -> SBC Encode -> SBC Decode -> Playback
I/bt_audio_sample [0:00:00.210] SBC loopback task started
...
I/bt_audio_sample [0:00:10.000] Cleaning up...
I/bt_audio_sample [0:00:10.201] SBC loopback task stopped
I/bt_audio_sample [0:00:10.500] Sample finished

8.3. API 使用说明

8.3.1. 1. 初始化框架

bt_audio_error_t ret = bt_audio_framework_init();

8.3.2. 2. 创建编码会话（录音）

bt_audio_session_config_t capture_config = {
    .profile = BT_PROFILE_HFP,
    .codec_type = BT_CODEC_SBC,               // SBC 编解码器
    .direction = BT_AUDIO_DIR_CAPTURE,        // 录音方向
    .interface_name = "lisa_audio",
    .passthrough_mode = false,                // 编解码模式
    .event_callback = capture_event_callback,
    .user_data = NULL,
};

bt_audio_session_handle_t capture_session;
bt_audio_session_create(&capture_config, &capture_session);

8.3.3. 3. 启动编码会话

bt_audio_codec_config_t codec_config = {
    .codec_type = BT_CODEC_SBC,
    .format = {
        .sample_rate = 16000,     // 16kHz
        .channels = 1,            // 单声道
        .bits_per_sample = 16,
    },
    .bitrate = 0,                 // 自适应比特率
};

bt_audio_session_start(capture_session, &codec_config);

8.3.4. 4. 创建并启动解码会话（播放）

// 配置和启动类似编码会话，但 direction = BT_AUDIO_DIR_PLAYBACK

8.3.5. 5. SBC 数据传输

从录音会话获取 SBC 编码数据：

uint8_t buffer[512];
size_t read_size;
bt_audio_session_get_encoded_data(capture_session, buffer, sizeof(buffer), &read_size);

向播放会话喂入 SBC 编码数据：

bt_audio_session_feed_encoded_data(playback_session, buffer, read_size);

8.3.6. 6. 清理资源（正确顺序）

// 1. 先停止会话（停止硬件和线程）
bt_audio_session_stop(capture_session);
bt_audio_session_stop(playback_session);

// 2. 通知回环任务退出
g_running = false;

// 3. 等待任务完全退出
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(200));

// 4. 销毁会话
bt_audio_session_destroy(capture_session);
bt_audio_session_destroy(playback_session);

// 5. 反初始化框架
bt_audio_framework_deinit();

8.4. 注意事项

音频设备：确保板卡有 audio0 设备，包括麦克风和扬声器
编解码模式：passthrough_mode = false 表示启用 SBC 编解码
缓冲区配置：根据实际需求调整 ringbuf 大小
清理顺序：必须按照正确顺序清理资源，避免 ringbuf full 警告
延迟：SBC 编解码会引入一定延迟（约 100-200ms）

8.5. SBC vs mSBC

特性	SBC	mSBC
采样率	灵活（16/32/44.1/48 kHz）	固定 16 kHz
比特率	可变	固定（约 64 kbps）
用途	A2DP 音乐传输	HFP 语音通话
帧时长	可变	固定 7.5ms
子带数	4 或 8	固定 8
块长度	4/8/12/16	固定 15

8.6. 扩展建议

不同参数：尝试不同的采样率、比特率和声道配置
性能测试：测量编解码延迟和 CPU 占用
音质对比：对比 SBC、mSBC 和 PCM 透传的音质差异
多会话：同时运行多个编解码会话
文件录制：将编码后的 SBC 数据保存到文件

8.7. 参考文档

lisa_bt_audio_framework 组件文档
SBC 编解码器文档
SBC 规范

8.8. 故障排查

8.8.1. 问题：没有音频输出

可能原因：

音频设备未正确初始化
麦克风或扬声器硬件问题
SBC 编解码器未正确配置

解决方法：

检查 CONFIG_AUDIO_CODEC_SBC=y 是否已设置
查看日志中的错误信息
测试硬件是否正常

8.8.2. 问题：音频断续或有噪音

可能原因：

缓冲区配置不足
系统负载过高
编解码错误

解决方法：

增加 PCM ringbuf 时间配置
增加编码数据 ringbuf 大小
提高任务优先级
检查 SBC 编解码器返回值

8.8.3. 问题：程序退出时有 ringbuf full 警告

原因：清理顺序不正确，会话停止前任务就已退出

解决方法：按照正确的清理顺序操作（见上文第 6 节）

8.8.4. 问题：编译错误

解决方法：

确认 prj.conf 中已启用 SBC 相关配置
检查 SDK 版本
确认依赖组件已正确配置

8.9. 许可证

SPDX-License-Identifier: Apache-2.0