【转载】Windows 10：音频驱动程序的新增功能

时间：2023-08-06 21:19:59 来源: 哔哩哔哩

Windows 10：音频驱动程序的新增功能

功能摘要

下面是 Windows 10 中的新音频功能。

实现音频模块通信

低延迟音频改进

(资料图片仅供参考)

信号处理模式和音频类别

硬件卸载的 APO 效果

Cortana 语音激活

适用于音频的 Windows 通用驱动程序

音频驱动程序的资源管理

音频驱动程序的 PNP 重新平衡

低延迟音频改进

音频延迟是创建声音的时间和听到声音的时间之间的延迟。对于以下几个关键方案，低音频延迟非常重要。

Pro Audio

音乐创作和混合

Skype 等通信

虚拟和增强现实

游戏

设备的总延迟是以下组件延迟的总和：

操作系统

音频处理对象

音频驱动程序

音频硬件

在Windows 10已完成减少 OS 延迟的工作。如果不进行任何驱动程序更改，Windows 10中的应用程序将体验毫秒的延迟。此外，如果驱动程序已更新，以利用使用小缓冲区处理音频数据的新低延迟 DDI，则延迟将进一步降低。如果驱动程序支持 3 毫秒的音频缓冲区，则往返延迟约为 10 毫秒。

音频堆栈支持多种数据包大小和动态数据包大小调整，以便根据用户的场景优化延迟和电源之间的权衡。此外，流将优先排序，以确保高优先级流 (例如电话呼叫) 具有专用资源。

为了使音频驱动程序支持低延迟，Windows 10提供了以下 3 项新功能：

[必需]声明每个模式支持的最小缓冲区大小。

[可选，但建议]改进驱动程序与 OS 之间数据流的协调。

[可选，但建议]将驱动程序资源注册 (中断、线程) ，以便在低延迟方案中受 OS 保护。有关详细信息，请参阅低延迟音频。

信号处理模式和音频类别

信号处理模式

驱动程序为每个设备声明支持的音频信号处理模式。

) 应用程序选择的音频类别 (映射到驱动程序) 定义的音频模式 (。 Windows 定义了七种音频信号处理模式。 OEM 和 IHV 可以确定要实现的模式。下表中汇总了这些模式。

模式呈现/捕获说明原始两者原始模式指定不应对流应用任何信号处理。应用程序可以请求完全不动的原始流，并执行自己的信号处理。默认两者此模式定义默认音频处理。电影*呈现电影音频播放媒体*两者大多数媒体流 (默认播放音乐音频)演讲*捕获人类语音捕获 (例如输入 Cortana)通信*两者VOIP 呈现和捕获 (例如 Skype、Lync)通知*呈现铃声、警报、警报等。

音频设备驱动程序至少需要支持原始或默认模式。支持其他模式是可选的。

用于语音、电影、音乐和通信的专用模式。音频驱动程序将能够根据流类型定义不同类型的音频格式和处理。

音频类别

下表显示了 Windows 10 中的音频类别。

为了通知系统音频流的使用情况，应用程序可以选择使用特定音频流类别标记流。 Windows 10有九个音频流类别。

类别说明电影*带有对话框 (的电影、视频替换了 ForegroundOnlyMedia)媒体*媒体播放 (的默认类别替换 BackgroundCapableMedia)游戏聊天*用户之间的游戏内通信 (Windows 10) 中的新类别演讲*语音输入 (例如个人助手) 和输出 (例如导航应用) (Windows 10) 中的新类别沟通VOIP，实时聊天警报闹钟、铃声、通知声音效果哔哔声、小丁声等游戏媒体在游戏音乐中游戏效果球弹跳、汽车引擎声音、子弹等。其他未分类的流

* Windows 10 中的新增功能。

有关详细信息，请参阅音频信号处理模式和音频处理对象体系结构。

硬件卸载的 APO 效果

Windows 10支持硬件卸载的 APO 效果。 ADO 可以加载到卸载引脚的顶部。这允许在软件和硬件中完成音频处理。此外，处理可以动态更改。当有足够的硬件资源时，可以将部分或全部处理从软件 APO 移动到 DSP，然后在 DSP 中的负载增加时移回软件 APO。

有关详细信息，请参阅实现硬件卸载 APO 效果。

Cortana 语音激活 - 语音唤醒

Cortana，个人助手技术在 2013 年的 Microsoft BUILD 开发人员大会上首次被演示。语音激活是一项功能，使用户能够通过说出特定短语“你好小娜”，从各种设备电源状态调用语音识别引擎。 “你好小娜”语音激活 (VA) 功能允许用户快速体验 (例如，Cortana 在其活动上下文 (之外) ，即当前屏幕上的内容) 使用其语音。该功能适用于屏幕关闭、空闲或完全处于活动状态的情况。如果硬件支持缓冲，则用户可以将关键短语和命令短语链接在一起。这改进了用户的语音端到端唤醒体验。有关详细信息，请参阅语音激活。

适用于音频的 Windows 通用驱动程序

Windows 10支持一种适用于电脑的驱动程序模型，以及适用于手机和小屏幕平板电脑的 2：1 和Windows 10。这意味着 IHV 可以在一个平台中开发其驱动程序，并且该驱动程序可在台式机、笔记本电脑、平板电脑、手机) (的所有设备中运行。结果是减少了开发时间和成本。

若要开发通用音频驱动程序，请使用以下工具：

Visual Studio 2015：新的驱动程序设置允许将“目标平台”设置为“通用”以创建多平台驱动程序。

APIValidator：这是一个 WDK 工具，用于检查驱动程序是否通用并突出显示需要更新的调用。

GitHub 中的音频示例：sysvad 和 SwapAPO 已转换为通用驱动程序。有关详细信息和指向 GitHub 示例代码的指针，请参阅适用于音频的通用 Windows 驱动程序。

音频驱动程序的资源管理

在低成本移动设备上创建良好音频体验的一个挑战是，某些设备具有各种并发约束。例如，设备可能最多只能同时播放 6 个音频流，并且仅支持 2 个卸载流。当移动设备上存在活动电话呼叫时，设备可能仅支持 2 个音频流。当设备捕获音频时，设备最多只能播放 4 个音频流。

Windows 10包括一种机制，用于表示并发约束，以确保高优先级音频流和移动电话呼叫能够播放。如果系统没有足够的资源，则会终止低优先级流。此机制仅适用于手机和平板电脑，不适用于台式机或笔记本电脑。

有关详细信息，请参阅音频硬件资源管理。

音频驱动程序的 PNP 重新平衡

PNP 再平衡用于需要重新分配内存资源的某些 PCI 方案。在这种情况下，将卸载某些驱动程序，然后在不同的内存位置重新加载，以便创建可用的连续内存空间。可在两种main方案中触发重新平衡：

PCI 热插拔：用户插入设备，而 PCI 总线没有足够的资源来加载新设备的驱动程序。属于此类别的一些设备示例包括 Thunderbolt、USB-C 和 NVME 存储。在这种情况下，需要重新排列和合并内存资源， (重新平衡) 以支持要添加的其他设备。

PCI 可调整大小的 BAR：在设备驱动程序成功加载到内存中后，它会请求其他资源。一些设备示例包括高端图形卡和存储设备。有关详细信息，请参阅实现 PortCls 音频驱动程序的 PnP 重新平衡。

原文链接：

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信号处理模式和音频类别

信号处理模式

音频类别

硬件卸载的 APO 效果

Cortana 语音激活 - 语音唤醒

适用于音频的 Windows 通用驱动程序

音频驱动程序的资源管理

音频驱动程序的 PNP 重新平衡

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