Audio HAL 1.0 vs 2.0 (HIDL 기반 HAL)

Audio HAL 1.0 vs 2.0 (HIDL 기반 HAL)

개요

Android의 오디오 시스템은 다양한 하드웨어 장치와 상호작용하며 오디오 데이터를 처리하는 중요한 역할을 합니다. 이러한 과정에서 하드웨어와의 인터페이스를 담당하는 Audio HAL (Hardware Abstraction Layer) 은 중요한 구성 요소입니다. Android의 HAL은 버전에 따라 그 구조와 동작 방식이 다소 달라지는데, 특히 Android 8.0(Oreo)부터 도입된 HIDL(Hardware Interface Definition Language) 기반의 HAL 은 기존의 Audio HAL 1.0 과는 구조적으로 큰 차이를 보입니다.

본 포스팅에서는 기존의 Audio HAL 1.0 과 Audio HAL 2.0(HIDL 기반 HAL) 의 차이점을 비교하고, 각 버전의 특징과 장단점을 살펴보겠습니다.

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Audio HAL의 역할

Audio HAL은 Android의 오디오 프레임워크와 하드웨어 드라이버 사이에서 중간 계층 역할을 합니다. 주요 기능은 다음과 같습니다:

• 오디오 장치 초기화 및 관리: 오디오 장치(스피커, 마이크, 블루투스 오디오 등)를 관리
• 오디오 스트림 처리: 오디오 데이터를 주고받는 역할 수행
• 오디오 포맷 변환 및 설정: 다양한 오디오 형식 변환 및 설정 지원
• 전력 관리: 오디오 하드웨어의 전력 소모를 최적화

이제 HAL 1.0과 2.0의 차이점을 살펴보겠습니다.

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Audio HAL 1.0 (Legacy HAL)

1. 구조 및 동작 방식

Audio HAL 1.0은 기존의 C 기반 HAL 인터페이스를 사용하며, 직접 shared library(.so) 파일을 생성하여 오디오 프레임워크에서 이를 로드하는 방식으로 동작합니다.

HAL 1.0의 구조는 다음과 같습니다:

1. audio_hw_device 구조체 정의
2. HAL 인터페이스를 구현한 C 파일 작성
3. 프레임워크에서 dlopen()을 사용하여 HAL 모듈 로드
4. HAL 인터페이스를 통해 오디오 하드웨어와 직접 통신

2. 주요 특징

• C 언어 기반
• Binder IPC를 사용하지 않음 (직접 함수 호출 방식)
• 동적 라이브러리 로딩(dlopen()) 방식 사용
• 구현 방식이 하드웨어 제조사에 따라 다를 수 있음
• Framework에서 직접 HAL을 호출하는 구조

3. 장단점

장점	단점
비교적 간단한 구현	구조적 확장성이 부족함
퍼포먼스가 빠름 (IPC 없음)	Vendor-specific 구현이 많아 유지보수가 어려움
직접 함수 호출 방식으로 오버헤드가 적음	Android의 업데이트 시 호환성 유지가 어려움

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Audio HAL 2.0 (HIDL 기반 HAL)

1. 구조 및 동작 방식

Android 8.0부터 기존의 HAL 1.0 구조를 대체하기 위해 HIDL(Hardware Interface Definition Language) 기반의 HAL 2.0이 도입되었습니다. HIDL은 Android의 Vendor Interface(표준화된 인터페이스) 를 정의하는 방식으로, 기존의 직접 함수 호출 방식이 아니라 Binder IPC 기반의 HAL 아키텍처 를 사용합니다.

HAL 2.0의 구조는 다음과 같습니다:

1. HIDL 인터페이스 정의 (.hal 파일 사용)
2. Interface 구현 (.cpp 또는 .java 파일 작성)
3. Service 등록 (registerAsService() 호출)
4. Binder IPC를 통한 호출 및 실행

2. 주요 특징

• HIDL을 사용하여 인터페이스를 명확히 정의
• Binder IPC 기반 통신 방식 도입 (더 나은 보안 및 모듈화 지원)
• HAL 인터페이스가 system과 vendor 영역으로 분리됨
• Android 버전 업그레이드 시 HAL의 호환성이 향상됨
• 동적 로딩 방식이 아닌 서비스 기반 구조

3. 장단점

장점	단점
모듈화된 구조로 유지보수가 용이함	Binder IPC를 사용하여 성능 오버헤드 발생 가능
Android 업데이트와의 호환성 향상	HAL 1.0에 비해 개발이 복잡함
보안성 강화 (직접 메모리 접근 차단)	기존 HAL 1.0을 2.0으로 포팅해야 하는 부담

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Audio HAL 1.0 vs 2.0 비교 정리

구분	Audio HAL 1.0	Audio HAL 2.0
인터페이스	C 언어 기반	HIDL 기반
통신 방식	직접 함수 호출	Binder IPC 사용
로딩 방식	동적 라이브러리 로딩(dlopen())	Service 등록 후 IPC 통신
보안성	낮음 (직접 호출)	높음 (메모리 접근 제한)
유지보수	어려움	용이
Android 업데이트 호환성	낮음	높음
성능	빠름 (오버헤드 적음)	비교적 느림 (IPC 사용)

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결론

Audio HAL 1.0과 2.0은 각각의 장단점이 존재하지만, Android 8.0 이후부터는 HAL 2.0(HIDL 기반 HAL)이 표준으로 자리 잡았습니다.

HAL 1.0은 퍼포먼스가 우수하지만 유지보수와 Android 버전 업그레이드 시 문제가 발생할 가능성이 큽니다. 반면, HAL 2.0은 모듈화된 구조와 호환성을 갖추고 있으며, 보안성도 강화되어 최신 Android 버전에서는 필수적인 요소로 자리 잡고 있습니다.

따라서, 새로운 오디오 하드웨어를 개발하거나 Android 최신 버전을 타겟으로 개발할 경우, HIDL 기반 HAL을 사용하는 것이 권장됩니다. 기존 HAL 1.0을 사용하고 있다면, HAL 2.0으로의 마이그레이션을 고려하는 것이 좋습니다.