UAC 音频与 UVC 视频 Function

1. UAC 架构

Host (USB Audio Class driver)
 <-isoc-> f_uac1/f_uac2 (描述符+EP0 class request)
           -> u_audio.c (isoc数据 <-> ALSA PCM)
           -> 虚拟声卡 (本机应用 arecord/aplay 对接)

音频数据不接真实 codec：Host 放音变成本机 PCM capture，本机 playback 变成 Host 的录音源。真正连接硬件 codec 的是f_uac1_legacy（需板级 codec，较少用）。

关键入口

函数	位置	职责
g_audio_setup()	u_audio.c:1426	创建 ALSA card/PCM，连接 uac 参数
u_audio_start_capture()	u_audio.c:594	Host->设备 方向 isoc OUT 流启动
u_audio_start_playback()	u_audio.c:722	设备->Host 方向 isoc IN 流启动
afunc_bind()	f_uac2.c:1033	UAC2 描述符/端点分配
afunc_set_alt()	f_uac2.c:1418	alt 0/1 开关流
afunc_setup()	f_uac2.c:1822	Clock Source/Volume/Mute 等 class request
afunc_disable()	f_uac2.c:1493	断开停流

UAC1 vs UAC2

	UAC1	UAC2
速度	FS 语义（HS 可跑但描述符老）	HS/SS，推荐
时钟模型	无显式 clock entity	Clock Source/Selector，支持多采样率切换
反馈	adaptive/sync	支持显式 feedback EP（异步模式）
Windows	原生	Win10+ 原生

ConfigFS 属性配置采样率（c_srate/p_srate）、位宽（c_ssize/p_ssize）、通道掩码（c_chmask/p_chmask）、音量/静音控制暴露等。修改必须在绑定 UDC 前完成。

音频要点

• isoc 无重传，欠载/过载直接表现为爆音；每包字节数由采样率/包间隔推出，非整数采样率下有 ±1 帧抖动处理；
• 异步模式需 feedback 端点向 Host 报速率，否则长时间播放产生漂移；
• ALSA period/buffer 设置过小会在系统调度抖动时 underrun。

2. UVC 架构

Host (UVC driver, 如Windows相机)
 <-EP0 class-> f_uvc.c (control: PU/CT/SU 请求转发到用户态)
 <-isoc/bulk-> uvc_video.c (payload封装) <- uvc_queue.c(videobuf2)
                                          <- 用户态V4L2 (/dev/videoX 输出设备)

UVC function 把控制与数据都交给用户态：控制请求经 V4L2 event（UVC_EVENT_SETUP/DATA/STREAMON/STREAMOFF）投递给应用，视频帧由应用向/dev/videoX（V4L2 OUTPUT 设备）QBUF。

关键入口

函数	位置	职责
uvc_alloc()	f_uvc.c:1281	实例化 function
uvc_function_bind()	f_uvc.c:800	控制/流接口、端点、V4L2 设备注册
uvc_function_setup()	f_uvc.c:295	class 请求转为 V4L2 event（DELAYED_STATUS）
uvc_function_setup_continue()	f_uvc.c:342	用户应答后恢复 EP0 状态阶段
uvc_function_set_alt()	f_uvc.c:380	alt 0/1 停/起流
uvc_v4l2_open()	uvc_v4l2.c:617	用户态打开 V4L2 节点
uvcg_video_enable()	uvc_video.c:784	组织 request 队列开始推流

ConfigFS 描述符树

UVC 的格式/分辨率/帧率在 configfs 中搭建（uvc_configfs.c）：

functions/uvc.0/
├── control/ (header, processing/terminal)
├── streaming/
│   ├── uncompressed/u/ (格式) └── 360p/720p... (帧)
│   ├── mjpeg/m/...
│   └── header/h -> 链接格式；class/fs|hs|ss -> 链接header
└── streaming_maxpacket / streaming_interval

漏建任一层链接都会 bind 失败。带宽由 maxpacket×burst×interval 决定，1080p MJPEG 以上通常需要 HS isoc 3×1024 或 SS。

UVC 要点

• 应用必须及时处理 STREAMON/OFF 与 setup event，否则 Host 侧超时；
• isoc 模式丢包即丢帧数据，Host 端表现花屏；bulk 模式无带宽保证但不丢；
• SS 下 companion 描述符的 burst 配置直接决定可用带宽。

3. RK3588 配置现状

rockchip_linux_defconfig启用USB_CONFIGFS_F_UVC（相机产品线），rockchip_cpcem_linux_defconfig启用 UAC1/UAC2/HID（音频类产品），electric 仅基础 ACM/MSC/FFS。本树另有自定义f_audio_raw绕开 UAC 标准协议做原始音频传输（见厂商自定义 Function 章）。