使用pyusb控制STM32复合USB设备音频流的可行性及验证方法咨询

核心结论 #

解绑内核驱动后可以通过pyusb控制音频流传输，但无法直接使用Audacity验证控制效果，具体说明和可行方案如下：

pyusb控制音频流的实现说明 #

你把内核USB Audio Class（UAC）驱动解绑后，原本内核占用的UAC接口控制权就释放到了用户态，只要补充必要步骤就可以通过pyusb实现音频流控制：

• 你当前使用的解绑代码可以正常运行：

  dev = usb.core.find(idVendor=1155, idProduct=22362)
  
  c = 1
  for config in dev:
      for i in range(config.bNumInterfaces):
          if dev.is_kernel_driver_active(i):
              dev.detach_kernel_driver(i)
          print (i)
      c+=1
  

  注意这段代码会解绑设备所有接口的内核驱动，如果你这个复合设备还有其他需要用到系统驱动的接口，建议加判断逻辑，仅解绑UAC对应的接口即可。
• 解绑后需要补充两个必要操作才能正常访问设备：
  • 调用dev.set_configuration()选择设备的目标配置
  • 调用usb.util.claim_interface(interface_number)声明对应UAC接口的控制权
• 完成配置后直接通过pyusb读写UAC接口对应的同步（ISO）传输端点，自行实现UAC协议的流控逻辑，包括采样率匹配、数据包长度控制、同步反馈处理，即可完成音频输入/输出的流传输。
• 额外注意：UAC使用的同步传输在不同平台的pyusb后端支持度有差异，Linux下只要有root权限即可正常使用，Windows下需要先将设备的驱动替换为WinUSB，MacOS需要提前配置好设备访问权限。

无法直接用Audacity验证的原因 #

Audacity是调用系统内置的音频API（比如Linux的ALSA、Windows的WinMM、MacOS的CoreAudio）来枚举可用音频设备的，你解绑了内核UAC驱动后，该设备会从系统的音频设备列表中消失，Audacity无法直接识别到该设备，也就没法直接抓取/播放设备的音频流。

替代验证方案 #

如果需要用Audacity验证pyusb的控制效果，可以采用以下两种方案：

• 方案1：编写用户态虚拟音频设备驱动，将pyusb接收/发送的音频数据转发到虚拟音频设备上，Audacity可以直接对这个虚拟设备进行录制/播放操作，验证效果。
• 方案2：如果只是做功能验证，可以先把pyusb从设备读取到的音频数据存储为标准WAV格式文件，再用Audacity打开文件验证采样率、音质、声道数等参数是否符合预期；发送音频时可以先用Audacity导出WAV文件，再用pyusb读取文件内容发送给USB设备，通过外接耳机/音箱验证输出效果。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Thilak