CN102326346A - 音频数据传输方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供音频数据传输方法及装置，在本发明的音频数据传输方法中，将需要传输的音频数据分割成基本信道音频数据及用于高信道的服务的追加的音频数据。当基于串行总线的标准的字选择信号选择左信道或右信道时，向已选择的信道传输对应的基本信道音频数据，并且在字选择信号选择其它信道之前的剩余时间内，传输至少一种追加的音频数据，由此，利用如集成电路内置音频总线的2信道支持用串行总线，无需另外的设计变更即可传输如5.1信道的高信道的音频数据。

Description

音频数据传输方法及装置
技术领域
本发明涉及音频数据传输方法及装置，更具体地涉及一种利用如I2S总线的2信道支持用串行总线，无需另外的设计变更即可传输如5.1信道的高信道的音频数据的音频数据传输技术。
背景技术
一般而言，I2S(Inter-IC Sound，集成电路内置音频)表示处理器之间为了收发音频数据而使用的串行总线接口标准。I2S将音频数据与时钟信号分离处理，通过上述音频数据和时钟信号的分离处理，避免发生引起抖动(jitter)的有关时间的错误，因而无需另外采用用于防止抖动的结构。鉴于上述优点，I2S总线被广泛用于当前处理音频数据的各种装置，例如CD播放器、DVD播放器、MP3播放器、移动通信终端、数字电视、音频系统等。
一般而言，I2S总线支持2信道的音频数据的收发。为此，I2S总线包括用于传输LR选择信号的左右时钟(LR Clock)线路、用于传输位时钟(Bit Clock)的位时钟线路以及用于传输音频数据的数据线路，共3个串行总线线路。
为了提供更为优质的服务，近年来的数字音频系统在提供以往的2信道播放环境的同时提供多信道的数字环绕立体声播放环境。但是，由于上述I2S总线只限于支持2信道的音频数据的传输，将无法用于高信道(例如5.1信道)的音频数据的传输。因此，迫切需要利用I2S传输如5.1信道等的多信道音频数据的技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种音频数据传输方法及装置，利用如I2S等用于音频数据传输的串行总线标准，传输如5.1信道的高信道的音频数据，从而提高I2S的兼容性。
为了达到上述目的，本发明从一方面提供一种音频数据传输方法。上述音频数据传送传输方法，包括如下步骤：将需要传输的音频数据分割成基本信道音频数据及用于高信道的服务的追加的音频数据的步骤；生成基于上述串行总线的标准的字选择信号的步骤；当上述字选择信号选择左信道或右信道时，向已选择的上述信道传输对应的基本信道音频数据的步骤；以及从完成上述基本信道音频数据的传输到上述字选择信号选择其它信道之前的剩余时间内，传输至少一种上述追加的音频数据的步骤。
上述串行总线是I2S(Inter IC-Sound，集成电路内置音频)总线，上述基本信道音频数据是2信道音频数据，并且，上述基本信道音频数据包括右信道音频数据及左信道音频数据。
上述高信道是5.1信道，此时，上述追加的音频数据包括右信道环绕立体声(Surround)数据、左信道环绕立体声数据、中心(Center)数据、低频效果(Low Frequency Effects)数据中的至少一种数据。
当上述字选择信号选择上述左信道时，传输至少一种上述追加的音频数据的步骤包括如下步骤：从完成上述基本信道音频数据的传输到上述字选择信号选择右信道之前的剩余时间内，传输至少一种追加的音频数据的步骤。相反，当上述字选择信号选择上述右信道时，传输至少一种上述追加的音频数据的步骤包括如下步骤：从完成上述基本信道音频数据的传输到上述字选择信号选择左信道之前的剩余时间内，传输至少一种追加的音频数据的步骤。
此外，上述音频数据传输方法还包括如下步骤：对上述基本信道音频数据及上述追加的音频数据分别进行封包，以符合上述串行总线的标准的步骤。并且，上述音频数据传输方法还包括如下步骤：从外部接收音频数据的步骤；以及判断已接收的上述音频数据中是否存在用于上述高信道服务的追加的音频数据的步骤。
此外，为了达到上述目的，本发明从另一方面提供一种音频数据传输方法。该音频数据传输方法，利用串行总线来传输数据，包括如下步骤：将需要传输的音频数据分割成基本信道音频数据及用于高信道的服务的追加的音频数据的步骤；以符合上述串行总线的标准的方式构成包括上述基本信道音频数据的音频数据包的步骤；在上述音频数据包中插入上述基本信道音频数据后，在剩余的空白区域中插入上述追加的音频数据的步骤；以及传输包括上述基本信道音频数据及上述追加的音频数据的音频数据包的步骤。
在上述音频数据包的空白区域中插入上述追加的音频数据的步骤包括如下步骤：根据上述串行总线的标准，考虑各个信道能传输的数据包的长度的步骤。
此外，为了达到上述目的，本发明从又一方面提供一种音频数据传输装置。上述音频数据传输装置，通过串行总线来传输音频数据，包括：音频数据处理部，将需要传输的音频数据分割成基本信道音频数据及用于高信道的服务的追加的音频数据；以及串行总线传输控制部，生成基于上述串行总线的标准的字选择信号，当上述字选择信号选择左信道或右信道时，向已选择的上述信道传输对应的基本信道音频数据，并且在上述字选择信号选择其它信道之前的剩余时间内，传输至少一种上述追加的音频数据。
上述音频数据传输装置还包括从外部接收音频数据的音频数据接收部。此时，上述音频数据是脉冲编码调制(Pulse Code Modulation，PCM)数据。此外，上述串行总线例如是I2S(Inter IC-Sound，集成电路内置音频)总线。
优选地，上述音频数据处理部根据上述串行总线的标准，对上述基本信道音频数据及上述追加的音频数据进行封包。
上述基本信道音频数据是2信道音频数据，例如，上述基本信道音频数据包括右信道音频数据及左信道音频数据等。
此外，上述高信道是5.1信道，上述追加的音频数据包括右信道环绕立体声(Surround)数据、左信道环绕立体声数据、中心(Center)数据、低频效果(Low Frequency Effects)数据中的至少一种数据。
上述串行总线传输控制部，在上述字选择信号选择上述左信道时，传输上述基本信道音频数据，并且在上述字选择信号选择右信道之前的剩余时间内，传输至少一种追加的音频数据。
与此相反，上述串行总线传输控制部在上述字选择信号选择上述右信道时，传输上述基本信道音频数据，并且在上述字选择信号选择左信道之前的剩余时间内，传输至少一种追加的音频数据。
如上所述，根据本发明，利用如I2S的2信道支持用串行总线，无需另外的设计变更即可传输如5.1信道的高信道的音频数据。从而提高串行总线的兼容性。
附图说明
图1是举例图示出由I2S总线传输的信号的波形(Waveform)的时序图；
图2是表示用于实现本发明示例性实施例的音频数据传输方法的传输系统的框图；
图3是表示图2中图示出的音频数据传输装置的结构的框图；
图4是表示图2中图示出的音频数据接收装置的结构的框图；
图5是表示用于说明本发明示例性实施例的音频数据传输方法的流程图；
图6是表示根据本发明的示例性实施例传输音频数据的过程的时序图；
图7是表示用于说明本发明另一示例性实施例的音频数据传输方法的示意图。
具体实施方式
以下，为了本发明所属领域的技术人员容易实施本发明，参照附图对本发明的示例性实施例进行详细的说明。在以下说明的本发明的示例性实施例中，为了内容上的明确性而使用特定的技术术语。但本发明并不限定于特定术语，各个特定术语包括为了达到类似的目的而按照类似的方式运用的所有技术同义词。
图1是举例图示出由I2S(Inter IC Sound)总线传输的信号的波形(Waveform)的时序图。
参照图1，I2S总线使用3个线路传输左右时钟(LRC)、位时钟(BC)及串行音频数据(SAD)。
左右时钟(LRC)表示2信道音频信号中用于区分左(Left)信道或右(Right)信道的字选择信号。例如，如图1所示，当左右时钟(LRC)为低电平时，表示左信道信号，当左右时钟(LRC)为高电平时，表示右信道信号。当然，也可以与之相反地，即在左右时钟(LRC)为高电平时，表示左信道信号，在左右时钟(LRC)低电平时，表示右信道信号，左右时钟(LRC)的每1个周期可传输的位数通常为32～64位。
位时钟(BC)是音频数据的采样时所需的信号。并且，位时钟(BC)用于音频数据的收发时信号之间的同步化，在同步化时，各信号被位时钟(BC)的上升沿(Rising Edge)或下降沿(Falling Edge)中的某一个同步化。此时，使用上升沿或下降沿同步化是可选项。
串行音频数据(SAD)包括以串行形态构成的音频数据包。上述串行音频数据(SAD)在左右时钟的每一个周期，对于左信道及右信道各包括最大32位的音频数据包。但是，实际上在传输2信道的音频数据时，由于在左右时钟的每一个周期内向各个信道插入的音频数据仅达到8位～24位，其余部分将插入无任何意义的虚设数据(Dummy Data)。
例如，在图1中图示出的例子中，在左右时钟的每一个周期内能够插入到各个信道的音频数据包的大小为32位，但是实际插入的音频数据包的大小为16位。因此，在其余16位的区域中，为了保持同步而插入无任何意义的虚设数据。
此外，为了提供更为优质的服务，近年来的数字音频系统在提供以往的2信道播放环境的同时提供多信道的数字环绕立体声播放环境。但是，如前所述，由于I2S总线只限于支持2信道的音频数据的传输，将无法用于高信道(如5.1信道)的音频数据的传输。因此，需要使用如I2S总线的串行总线传输如5.1信道等的多信道音频数据的技术。
在以下的本发明的示例性实施例中，对使用如I2S总线等串行总线来传输高信道的音频数据的技术进行说明。
图2是表示用于实现本发明示例性实施例的音频数据传输方法的传输系统的框图。
如图2所示，传输系统10包括音频数据传输装置20及音频数据接收装置30。
上述音频数据传输装置20通过特定标准的串行总线来向音频数据接收装置30传输音频数据。例如，上述串行总线是作为用于传输音频数据的串行总线接口标准的I2S(Inter IC Sound，集成电路内置音频)总线等。
上述如I2S总线的串行总线通常支持2信道音频数据的传输，而在本发明示例性实施例的上述音频数据传输装置20中，无需变更串行总线的标准，利用各个不同信道的虚设数据传输区域就能传输高信道(例如5.1信道)的音频数据。
上述传输系统10被设置于需要在装置或处理器之间收发音频数据的多种音频数据处理装置(例如CD播放器、DVD播放器、MP3播放器、音频/扬声器系统、数字电视、移动通信终端)中。
图3是表示图2中图示出的音频数据传输装置20的结构的框图。
如图3所示，音频数据传输装置20包括音频数据接收部22、音频数据处理部24及串行总线传输控制部26。
上述音频数据接收部22执行从外部接收音频数据的功能。上述音频数据例如是脉冲编码调制(Pulse Code Modulation，PCM)数据。
上述音频数据处理部24对由音频数据接收部22接收的音频数据进行分析，判断上述音频数据中是否存在能够提供超过2信道的高信道(例如5.1信道服务)服务的音频数据。在其判断结果中，当包括高信道服务的音频数据时，音频数据处理部24将上述音频数据分割成基本信道音频数据和用于提供高信道服务的追加的音频数据。并且，将上述分割了的基本信道音频数据及追加的音频数据根据符合串行总线标准的形态进行封包。
此时，上述基本信道音频数据是指，2信道音频数据，例如左信道音频数据及右信道音频数据。并且，上述追加的音频数据是指，为了如5.1信道的高信道的音频播放而需要追加的音频数据，例如，上述追加的音频数据包括5.1信道中的左环绕立体声(Surround)数据、右环绕立体声数据、中心(Center)数据、低频效果数据(Low Frequency Effects Data)等。
串行总线传输控制部26生成串行总线传输中所需的信号，例如字(word)选择信号、位时钟等，传输根据字选择信号(例如I2S总线中的左右时钟)封包化了的基本信道音频数据及追加的音频数据。
例如，串行总线传输控制部26生成根据串行总线标准的字选择信号及位时钟，当上述字选择信号选择左信道或右信道时，传输与已选择的信道对应的基本信道音频数据，利用字选择信号选择其它信道之前的剩余时间，代替基本的虚设数据而传输上述已分割的追加的音频数据中的至少一种数据。
图4是表示图2中图示出的音频数据接收装置30的结构的框图。
如图4所示，音频数据接收装置30包括串行总线接收部32、音频数据提取部34、第一数字/模拟转换器(Digital to Analog Converter，DAC)36及第二数字/模拟转换器38。上述音频数据接收装置30例如是音频编解码器(AudioCodec)等。
串行总线接收部32执行如下功能：接收从音频数据传输装置20传输的信号，例如音频数据、位时钟、字选择信号等，并存储在缓存器。上述音频数据中包括封包化了的基本信道音频数据及追加的音频数据。
音频数据提取部34在由上述串行总线接收部32存储的音频数据中，基于上述字选择信号，提取基本信道音频数据和追加的音频数据。并且，将被提取出的该基本信道音频数据及追加的音频数据分别传输给第一数字/模拟转换器36及第二数字/模拟转换器38。
第一数字/模拟转换器36将从音频数据提取部34接收的基本信道音频数据转换为模拟信号后，输出至用于播放基本信道的播放装置。作为等同的概念，第二数字/模拟转换器38将从音频数据提取部34接收的追加的音频数据转换为模拟信号后，输出至播放基本信道外的追加的信道的播放装置。
以上，对包括用于实现本发明示例性实施例的音频数据传输方法的音频数据传输装置的传输系统进行了说明。根据上述音频数据传输装置，使用支持2信道的串行总线，例如使用I2S总线，来传输用于高信道的服务的音频数据。以下，对基于该音频数据传输装置的本发明示例性实施例的音频数据传输方法进行说明。
图5是表示用于说明本发明示例性实施例的音频数据传输方法的流程图，其举例图示出利用支持2信道的I2S总线来传输5.1信道的音频数据的过程。
如图5所示，首先，音频数据传输装置20接收音频数据(步骤S1)。优选地，上述音频数据是脉冲编码调制数据。
接着，音频数据传输装置对已接收的音频数据进行分析，判断上述音频数据中是否包括用于提供5.1信道服务的音频数据。此时，如果包括用于提供5.1信道服务的音频数据，则音频数据传输装置将上述音频数据分割成2信道音频数据及用于5.1信道服务的追加的音频数据(步骤S2)。并且，将分割的2信道音频数据及追加的数据根据I2S总线标准来进行封包。
上述2信道音频数据包括例如左信道音频数据及右信道音频数据。并且，上述追加的音频数据包括为了5.1信道的服务而需要的音频数据，例如左环绕立体声数据、右环绕立体声数据、中心数据、低频效果数据等。
接着，音频数据传输装置在生成作为串行总线数据传输所需的字选择信号的左右时钟及位时钟等后，根据左右时钟(即，通过串行总线传输数据所需的字选择信号)来传输封包化了的基本信道音频数据及追加的音频数据(步骤S3至S8)。
例如，首先，假如作为字选择信号的左右时钟选择左信道时(步骤S3)，音频数据传输装置则利用串行音频数据传输线路，来传输作为对应左信道的基本信道音频信号的左信道音频数据(步骤S4)，在左右时钟选择右信道之前的剩余时间内，传输追加的音频数据，例如左环绕立体声数据、中心数据等(步骤S5)。
随后，当左右时钟电平转变而选择右信道时(步骤S6)，音频数据传输装置则利用串行音频数据传输线路，传输作为对应右信道的基本信道音频信号的右信道音频数据(步骤S7)，在左右时钟选择左信道之前的剩余时间内，传输追加的音频数据，例如右环绕立体声数据、低频效果数据等(步骤S8)。
图6是表示根据本发明的示例性实施例传输音频数据的过程的时序图，其假设左右时钟的每一个周期内可传输的位数为64位，各个信道可传输32位。并且，假设在作为字选择信号的左右时钟为低电平时，表示选择了左信道，而在高电平时，表示选择了右信道。但这只是实施本发明的一例，而并非为限定事项。
如图6所示，当作为字选择信号的左右时钟为表示左信道的选择的低电平时，传输16位的左信道音频数据，接着在可传输追加的16位数据的剩余时间内，传输8位的左环绕立体声数据及8位的中心数据。
接着，当左右时钟转变为表示右信道的选择的高电平时，传输16位的右信道音频数据，接着在可传输追加的16位的剩余时间内，传输8位的右环绕立体声数据及8位的低频效果数据。
以上对本发明的示例性实施例进行了说明。根据上述公开的技术，利用支持2信道的串行总线，无需总线标准的变更即可传输如5.1信道等高信道的音频数据。此外，在上述实施例中，举出将基本信道音频数据和追加的音频数据封包成相互独立的数据包并传输的例子。作为本发明的另一示例性实施例，以下对将基本信道音频数据及追加的音频数据构成为一个串行形态的数据包并传输的例子进行说明。
图7是表示用于说明本发明另一示例性实施例的音频数据传输方法的示意图，其举例图示出利用支持2信道的I2S总线来传输5.1信道的音频数据的过程。
如图7所示，首先，音频数据传输装置20接收音频数据(步骤S11)。优选地，上述音频数据是脉冲编码调制数据。
接着，音频数据传输装置对已接收的音频数据进行分析，判断上述音频数据中是否包括用于提供5.1信道服务的音频数据。此时，如果包括用于提供5.1信道服务的音频数据，音频数据传输装置则将上述音频数据分割成2信道音频数据及用于5.1信道服务的追加的音频数据(步骤S12)。
接着，音频数据传输装置在构成包括上述已分割的2信道音频数据的I2S标准的音频数据包后(步骤S13)，考虑向信道可插入的数据包的长度，在上述音频数据包中插入上述基本信道音频数据后剩余的空白区域(即剩余区域)中，插入至少一种追加的音频数据(步骤S14)。
接着，音频数据传输装置根据作为字选择信号的左右时钟，将包括上述基本信道音频数据及上述追加的音频数据的音频数据包传输给音频数据接收装置30(步骤S15)。
以上参照示例性实施例对本发明进行了说明，应当理解，本发明不限于所揭露的实施例，相反，在不超出权利要求书中记载的本发明的精神和所附权利要求的范围内，能够进行多样的修改及等同排列来实施本发明。

Claims (17)

1.一种音频数据传输方法，利用串行总线来传输数据，其特征在于，包括如下步骤：
将需要传输的音频数据分割成基本信道音频数据及用于高信道的服务的追加的音频数据的步骤；
生成基于所述串行总线的标准的字选择信号的步骤；
当所述字选择信号选择左信道或右信道时，向已选择的所述信道传输对应的基本信道音频数据的步骤；以及
从完成所述基本信道音频数据的传输到所述字选择信号选择其它信道之前的剩余时间内，传输至少一种所述追加的音频数据的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述串行总线是集成电路内置音频总线。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基本信道音频数据是2信道音频数据，包括右信道音频数据及左信道音频数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述高信道是5.1信道，所述追加的音频数据包括右信道环绕立体声数据、左信道环绕立体声数据、中心数据、低频效果数据中的至少一种数据。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述字选择信号选择所述左信道时，传输至少一种所述追加的音频数据的步骤包括如下步骤：
从完成所述基本信道音频数据的传输到所述字选择信号选择右信道之前的剩余时间内，传输至少一种追加的音频数据的步骤。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述字选择信号选择所述右信道时，传输至少一种所述追加的音频数据的步骤包括如下步骤：
从完成所述基本信道音频数据的传输到所述字选择信号选择左信道之前的剩余时间内，传输至少一种追加的音频数据的步骤。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：
对所述基本信道音频数据及所述追加的音频数据分别进行封包，以符合所述串行总线的标准的步骤。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：
从外部接收音频数据的步骤；以及
判断已接收的所述音频数据中是否存在用于所述高信道服务的追加的音频数据的步骤。
9.一种音频数据传输方法，利用串行总线来传输数据，其特征在于，包括如下步骤：
将需要传输的音频数据分割成基本信道音频数据及用于高信道的服务的追加的音频数据的步骤；
以符合所述串行总线的标准的方式构成包括所述基本信道音频数据的音频数据包的步骤；
在所述音频数据包中插入所述基本信道音频数据后，在剩余的空白区域中插入所述追加的音频数据的步骤；以及
传输包括所述基本信道音频数据及所述追加的音频数据的音频数据包的步骤。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述音频数据包的空白区域中插入所述追加的音频数据的步骤包括如下步骤：
根据所述串行总线的标准，考虑各个信道能传输的数据包的长度的步骤。
11.一种音频数据传输装置，通过串行总线来传输音频数据，其特征在于，包括：
音频数据处理部，将需要传输的音频数据分割成基本信道音频数据及用于高信道的服务的追加的音频数据；以及
串行总线传输控制部，生成基于所述串行总线的标准的字选择信号，当所述字选择信号选择左信道或右信道时，向已选择的所述信道传输对应的基本信道音频数据，并且在所述字选择信号选择其它信道之前的剩余时间内，传输至少一种所述追加的音频数据。
12.根据权利要求11所述的音频数据传输装置，其特征在于，还包括从外部接收音频数据的音频数据接收部，所述音频数据是脉冲编码调制数据。
13.根据权利要求11所述的音频数据传输装置，其特征在于，所述串行总线是集成电路内置音频总线。
14.根据权利要求11所述的音频数据传输装置，其特征在于，所述音频数据处理部根据所述串行总线的标准，对所述基本信道音频数据及所述追加的音频数据进行封包。
15.根据权利要求11所述的音频数据传输装置，其特征在于，所述基本信道音频数据是2信道音频数据，包括右信道音频数据及左信道音频数据。
16.根据权利要求11所述的音频数据传输装置，其特征在于，所述高信道是5.1信道，所述追加的音频数据包括右信道环绕立体声数据、左信道环绕立体声数据、中心数据、低频效果数据中的至少一种数据。
17.根据权利要求11所述的音频数据传输装置，其特征在于，所述串行总线传输控制部，在所述字选择信号选择所述左信道时，传输所述基本信道音频数据，并且在所述字选择信号选择右信道之前的剩余时间内，传输至少一种追加的音频数据，在所述字选择信号选择所述右信道时，传输所述基本信道音频数据，并且在所述字选择信号选择左信道之前的剩余时间内，传输至少一种追加的音频数据。
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