wm8960修改MCLK时钟

问题出现的背景：

最近两天遇到了一个iMX6的项目定制WM8960音频芯片播放声音出现砰砰声的问题。

此问题出现在客户的批量产品上，一共检验280台，喇叭噪音大的有10多台，噪音小的有50多台。砰砰声比较大的板子更换音频芯片后测试正常，但换下来的音频芯片在公司自己的6Q-C底板上面无杂音。

前期判断：

以上述信息来看的话，就是这个现象不是必出的，而且和硬件有一定的关联性，由于客户定制做好的板子比较多，单靠硬件去排查解决的话不现实，还是希望能在软件上通过一些手段将这个问题解决或者规避掉。

因为自己对音频这块不是很熟悉，完全不知道如何下手。

刚开始排查的时候，同事提醒有可能是音频芯片的DAPM部分的问题，所谓DAPM，也就是Dynamic Audio Power Management动态音频电源管理，就是通过音频使用过程中用户所使用的音频路径bybass，动态控制路径上的门开关来实现诸如如果使用MIC录音，Speaker放音的时候，就关闭掉Line in通道的输入和HeadPhone放音的路径。这样才来实现节能的功能。

初期猜想是DAPM控制的时候，有一些控制没有做好，导致客户的定制版使用speaker放音的时候，别的通路开关串进去了杂音信号。

因为在6Q-C的Linux4.1.15的系统上测试speaker也有轻微可以接受的砰砰声，而3.0.35系统上没有。李哥说这两个系统的区别就是当时调Linux3.0.35的音频的时候关掉了DAPM的功能，所以理所当然的想到如果把Linux4.1.15系统上音频的DAPM也关掉。

前期验证结果：

依照判断在Linux4.1.15文件系统中通过amixer命令查看到有很多的amixer contents，这些都是可以控制的ALSA音频的API接口，可以控制音频芯片上的各种组件的开关，增益，或者MUX通路选择。这些内容以后有机会还会进行详细说明。

由于对音频这一部分还不很熟悉，所以我将这些全部打开进行测试，结果砰砰声问题仍然存在。

不知道是测试方法问题是否使此次验证生效，不过这次尝试也就失败了。

后期李哥排查：

之后让李哥协助排查，李哥拿到板子之后发现砰砰声不止出现在音频的播放开始和结尾，播放过程中也有出现。所以开始怀疑是音频芯片工作不正常导致，芯片工作不正常的原因有两个，一是电源不正常，二是时钟不正常。所以先开始排查时钟问题。

首先介绍一下WM8960的时钟分频：

具体的一些名词解释和关系可以参照上一篇文章《音频的IIS引脚的理解》一起来看。

通过上面那个图，我们知道系统需要的SYSCLK为11.2896MHz，而设定的MCLK是与其关联的。

我们硬件上给了MCLK时钟之后，然后在驱动里面告诉我们设定的值，驱动自己会通过设定PLL和分频的值使其达到或者接近SYSCLK，来保证音频部分的时钟正常工作。

首先我们先排查砰砰声的问题是否是PLL锁相环的问题。

修改音频平台驱动文件：linux-4.1.15/sound/soc/fsl/imx-wm8960.c 第660行

static int imx_wm8960_probe(struct platform_device *pdev)
{
    ...
    ...
    codec_clk = devm_clk_get(&codec_dev->dev, NULL);
    if (IS_ERR(codec_clk)) {
            ret = PTR_ERR(codec_clk);
            dev_err(&codec_dev->dev, "failed to get codec clk: %d\n", ret);
            goto fail;
    }

    data->clk_frequency = clk_get_rate(codec_clk);
    ...
    ...

将

    data->clk_frequency = clk_get_rate(codec_clk);

里面的 codec_clk 改为11.2896MHz*2=22579200Hz

    data->clk_frequency = clk_get_rate(22579200);

此值是MCLK的时钟，原本通过devm_clk_get函数从设备树中动态获取，但是我们现在手动在代码中指定，这样系统就会认为给定的MCLK时钟为22579200，是SYSCLK需要的11.2896MHz的2倍，可以通过SYSCLKDIV[1:0]的2分频获得，这样就不会选择PLL锁相环的路径。

绕过锁相环验证结果：

经过这个方法验证，发现砰砰声依然存在，不是PLL锁相环的问题。

再次验证：

这次，我们将时钟的怀疑点放在了时钟的源头上，也就是MCLK提供的时钟上。

首先我们通过以上内容知道，当LRC需要44.1KHz频率时钟的时候，SYSCLK为11.2896MHz，这次我们让LRC工作在22.05KHz频率时钟模式下，这个时候的SYSCLK则对应减半，变为5.6448MHz，然后我们可以将MCLK时钟设置为24M的四分数即6MHz模式下，这样5.6448MHz和6MHz较为接近也可以正常工作。

首先修改文件系统的/etc/asound.conf 第239行

将

pcm.asymed{
type asym
playback.pcm "dmix_44100"
capture.pcm "dsnoop_44100"
}

改为

pcm.asymed{
type asym
playback.pcm "dmix_22050"
capture.pcm "dsnoop_44100"
}

这样就让LRC工作在22.05KHz频率时钟模式下了。

然后修改时钟，通过修改时钟文件：linux-4.1.15/arch/arm/mach-imx/clk-imx6q.c 第868行

添加一行内容：

    imx_clk_set_rate(clk[IMX6QDL_CLK_CKO2_PODF], 6000000);

这样就将MCLK设置为了6MHz，然后修改上文提到的linux-4.1.15/sound/soc/fsl/imx-wm8960.c 第660行，修改为

    data->clk_frequency = clk_get_rate(5644800);

这样修改的结果是，既降低了MCLK的时钟，又避免使用了PLL锁相环。

降低MCLK时钟验证结果：

经过这个方法验证，发现砰砰声没有了，确认了是MCLK的时钟问题，不知道是MCLK时钟不稳还是WM8960芯片接受24MHz时钟的时候无法处理。

后续：

问题已经找到，就是MCLK时钟太高的问题，但是为了做测试将时钟设置为6MHz也难免过低，于是我们测试将其设置为12HMz情况下再次测试

此时就可以将LRC工作在44.1KHz频率时钟下了，不用再次修改文件系统的/etc/asound.conf 了，这时的SYSCLK为11.2896MHz，我们可以将MCLK修改为24MHz的二分数12MHz。

同样通过修改时钟文件：linux-4.1.15/arch/arm/mach-imx/clk-imx6q.c 第868行

添加一行内容：

    imx_clk_set_rate(clk[IMX6QDL_CLK_CKO2_PODF], 12000000);

这样就将MCLK设置为了12MHz，因为我们排除了PLL锁相环的问题，所以可以不用在驱动代码中指定时钟频率，可以让锁相环自由去分频倍频去将12MHz变成SYSCLK需要的更准确的11.2896MHz

然后修改上文提到的linux-4.1.15/sound/soc/fsl/imx-wm8960.c 第660行，修改为原来的值

    data->clk_frequency = clk_get_rate(codec_clk);

经过这个方法验证，砰砰声变得很轻微可以接受了，暂时通过这个方法解决。