CN103533672B - 一种无线卡拉ok系统及其内部数据交互方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线卡拉OK系统，其下位机包括无线通信模块、ARM处理器及DSP处理器。与现有技术相比，本发明摆脱了有线的束缚，避免了传统卡拉OK系统中复杂的接线工作；实现了ARM处理器进行多元化应用开发的目的；（3）采用DSP处理器进行单一的、专业的音效处理、高质量的音视频录制，并可方便地进行联网下载及录音上传，很好地解决了传统卡拉OK系统影音的各种弊端，使得该无线卡拉OK系统更加智能化；（4）该系统可以使得DSP处理器更好地与移动互联网相结合，从而符合了当前电子行业与移动互联相结合的发展趋势。本发明同时公开了一种无线卡拉OK系统内部数据交互方法。

Description

一种无线卡拉OK系统及其内部数据交互方法

技术领域

本发明涉及音响设备及移动互联网技术相结合的技术领域，更具体地涉及一种无线卡拉OK系统及其内部数据交互方法。

背景技术

目前，一方面，随着信息技术、嵌入式技术以及移动互联网的快速发展，智能手机、平板电脑等移动智能终端产品层出不穷，并迅速普及。与此同时，人们的生活观念和休闲娱乐方式也在悄然发生变化，越来越数字化、个性化和智能化。

另一方面，移动互联网是近几年来比较火的一个话题，搭载Android、IOS等智能系统的移动终端在普通大众中迅速普及，进而催生了一个新型的综合业务平台，很多传统的业务都扩展到移动终端平台以寻找新的商机和业务增长点。

再一方面，未来数字家庭的趋势就是各种设备的无线互连，摆脱有线的束缚是人们享受自由移动生活急需解决的问题，随着3G、4G以及WI-Fi无线网络技术的发展和普及，各种无线影音产品正逐步走进大众的生活，人们也会有更多基于无线应用的需求。

然而，目前大多数的卡拉OK前级效果器都是利用DSP核进行算法处理，以达到专业的K歌效果，外围的控制功能是通过单片机进行控制，不能满足多元化的应用开发，也未能与移动互联网更好地结合，不符合当前电子行业与移动互联相结合的发展趋势。

发明内容

本发明的目的是提供一种无线卡拉OK系统，以摆脱现有卡拉OK系统中有线的束缚、满足多元化应用开发，使得DSP处理器更好地与移动互联网相结合，从而符合当前电子行业与移动互联相结合的发展趋势。

本发明的另一目的是提供一种无线卡拉OK系统内部数据交互方法，以使得使用该方法的产品摆脱现有卡拉OK系统中有线的束缚、满足多元化应用开发、更好地与移动互联网相结合，从而符合当前电子行业与移动互联相结合的发展趋势。

为实现上述目的，本发明提供了一种无线卡拉OK系统，包括移动终端、下位机以及外扩设备。其中，下位机包括：

无线通信模块，用于接收移动终端播放的音视频文件；

ARM处理器，用于驱动无线通信模块接收音视频文件，并将音视频文件以消息队列的形式向外发送；

DSP处理器，用于通过双核通信协议接收ARM处理器所传输的音视频文件，对音视频文件进行音效处理，并将处理后的音视频文件传送至外扩设备播放。

与现有技术相比，本发明的无线卡拉OK系统具有以下优点：

（1）采用无线通信模块接收移动终端播放的音视频文件，从而摆脱了有线的束缚，避免了传统卡拉OK系统中复杂的接线工作；

（2）上位机包括ARM处理器及DSP处理器，即双核处理器，且两处理器之间采用双核通信协议进行通信及数据传输，从而实现了ARM处理器进行多元化应用开发的目的；

（3）该上位机采用DSP处理器进行单一的、专业的音效处理、高质量的音视频录制，并可方便地进行联网下载及录音上传，很好地解决了传统卡拉OK系统影音的各种弊端，使得该无线卡拉OK系统更加智能化；

（4）该无线卡拉OK系统可以使得DSP处理器更好地与移动互联网相结合，从而符合了当前电子行业与移动互联相结合的发展趋势。

相应地，本发明还提供了一种无线卡拉OK系统内部数据交互方法，包括：

通过无线通信模块接收移动终端播放的音视频文件；

ARM处理器将音视频文件以消息队列的形式向外发送；

DSP处理器通过双核通信协议接收音视频文件；

DSP处理器对音视频文件进行音效处理，并将处理后的音视频文件传送至外扩设备播放。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

图1为本发明无线卡拉OK系统一实施例的结构框图。

图2为本发明无线卡拉OK系统内部数据交互方法一实施例的流程图。

图3为双核数据传输整体框架示意图。

图4为图2所述步骤S203的子流程图。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。

请参考图1，本发明无线卡拉OK系统包括：

移动终端100，用于播放音视频文件；该移动终端100可以是平板电脑等；

上位机200，用于对音视频文件进行处理；

外扩设备300，用于播放经上位机200处理后的音视频文件；以及

麦克风400，用于输入人声至上位机200进行处理，上位机200将人声及经处理得到的伴音传输至移动终端。

具体地，上位机200包括：

无线通信模块20，用于接收移动终端100播放的音视频文件；

ARM处理器21，用于驱动无线通信模块20接收音视频文件，并将音视频文件以消息队列的形式向外发送；

DSP处理器22，用于通过双核通信协议接收ARM处理器所传输的音视频文件，对音视频文件进行音效处理，并将处理后的音视频文件传送至外扩设备播放300。

需要注意的是，本发明的无线卡拉OK系统除了上述部件外，还包括控制模块及为了实现相应功能而设计的外围电路等。

下面，对上位机200的各功能模块做如下描述：

无线通信模块20为WIFI模块，其工作模式包括AP和STA模块。在局域网模式下，能方便的进行组网，从网络上下载KTV，并实现移动互联。

ARM处理器21负责通用任务处理和系统控制，通过LINUX系统上的驱动去控制和管理，以实现无线控制和传输的功能。在开发ARM处理器21时，采用BOOTLOADER的开发，内核的裁减与移植，驱动的开发，上层应用的开发与调试。

DSP处理器22进行复杂算法的运算，实现所有的音效处理，包括高低通滤波，多通道处理，多通道的混音，噪声门，压限，11段图形EQ，多通道多段PEQ，低音管理，增益调节及音量调节，输入灵敏度的管理及延时，声场平衡和声场左右前后移动等所有的音频处理功能，实现传统效果器的功能。在开发DSP处理器22时，其开发方式与传统单核DSP一样，采用C,C+仿真器进行开发调试，方便了之前DSP应用程序的移植。

具体地，ARM处理器21会在片内存储器DDR上划分一部分内存，通过共享内存的方式，进行稳定高速的数据传输和快速通讯。

进一步地，ARM处理器21在共享存储空间创建循环缓冲区。不同的处理都能够读取或者写入循环缓冲区。写指针获取数据缓冲区的空存储空间，当该存储空间被释放之后，相应存储空间可以再次写入。读指针获取缓冲区中读取空间的有效数据。当被释放之后，相应存储空间的数据被标记为无效。通过信号量，时间戳，中断，流偏移地址的机制使数据同步传输。

而对于ARM处理器21和DSP处理器22所构成的双核芯片的外设接口，ARM处理器21和DSP处理器22都可以访问。其中ARM处理器21控制所有外设，通过系统的驱动去控制和管理，DSP处理器22主要进行算法处理，只访问内存。

另外，DSP处理器22的应用程序，也即是算法代码，作为ARM端文件系统的一个文件存在，通过ARM的控制进行程序的下载和DSP芯片的控制。外部RAM空间，是ARM和DSP共享存在的，但是在系统设计的时候，需要把ARM和DSP使用的内存按物理地址严格分开，以及预留出一部分用来交互的内存空间。

需要注意的是，在共享内存区域内分配或释放内存，分配的内存地址可以在不同的地址空间内转换。消息的发送接收都通过消息队列实现，消息接受者从消息队列接收信息，而消息发送者将数据写入到消息队列中，一个消息队列只可以有一个接受者，但可以有多个发送者。通过消息的机制进行同步通讯。

相应地，请参考图2，本发明无线卡拉OK系统内部数据交互方法包括：

S201，通过无线通信模块接收移动终端播放的音视频文件；

S202，ARM处理器将音视频文件以消息队列的形式向外发送；

S203，DSP处理器通过双核通信协议接收音视频文件；

S204，DSP处理器对音视频文件进行音效处理，并将处理后的音视频文件传送至外扩设备播放;

S205，麦克风输入人声至DSP处理器；

S206，DSP处理器对人声处理后以得到伴音，并将人声及伴音传输至ARM处理器；

S207，ARM处理器将人声及伴音通过无线通信模块回传至移动终端。

请参考图3，双核通信协议的原理是：ARM处理器在片内存储器上分配共享内存，开辟ping buffer和pong buffer的内存区域。ARM处理器往ping buffer中准备数据，当完成时往pong buffer中准备数据，并通知DSP处理器ping buffer中有数据可以读取。当pongbuffer中的数据填满时，通知DSP处理器pong buffer中有数据可以读取，并重新往pingbuffer中准备数据。DSP处理器以同样的方式玩ping pong buffer准备数据并通知ARM。但是，由于涉及到两个程序对共享资源的同时访问，所以在设计时需要考虑程序安全和同步的问题，这里主要是通过集成程序的互斥和同步机制来解决。

具体地，请参考图4，DSP处理器通过双核通信协议接收,音视频文件具体包括：

S2031，ARM处理器在片内存储器上分配共享内存，并将共享内存划分为第一区域和第二区域；即开辟ping buffer和pong buffer的内存区域。

S2032，ARM处理器写消息至第一区域，并在完成后向第二区域写数据，同时向DSP处理器发送中断信号SYSCFG_CHIPINT2；即ARM处理器往ping buffer中准备数据，当完成时往pong buffer中准备数据，并通知DSP处理器ping buffer中有数据可以读取。当pongbuffer中的数据填满时，通知DSP处理器pong buffer中有数据可以读取，并重新往pingbuffer中准备数据。

S2033，DSP处理器进行中断处理并读取共享区域内的消息；

S2034，判断共享区域内的消息是否被标志，若是，则执行S2035，反之，则执行S2036；

S2035，处理共享内存内的消息并清除标志；

S2036，进入DSP处理器主循环，运行DSP程序；

S2037，DSP处理器读取ARM所传输的音视频文件。

需要说明的是，图4所描述的是ARM处理器到DSP处理器的通信流程。相应地，DSP处理器到ARM处理器的通信流程为：DSP处理器写消息到共享内存，然后发送消息中断SYSCFG_CHIPINT2，ARM处理器进入中断处理。ARM处理器读取共享内存的消息，进行消息的各种处理。

从以上描述可以看出，本发明的无线卡拉OK系统及其内部数据交互方法，具有以下优点：

（1）采用无线通信模块接收移动终端播放的音视频文件，从而摆脱了有线的束缚，避免了传统卡拉OK系统中复杂的接线工作；

（2）上位机包括ARM处理器及DSP处理器，即双核处理器，且两处理器之间采用双核通信协议进行通信及数据传输，从而实现了ARM处理器进行多元化应用开发的目的；

（3）该上位机采用DSP处理器进行单一的、专业的音效处理、高质量的音视频录制，并可方便地进行联网下载及录音上传，很好地解决了传统卡拉OK系统影音的各种弊端，使得该无线卡拉OK系统更加智能化；

（4）该无线卡拉OK系统可以使得DSP处理器更好地与移动互联网相结合，从而符合了当前电子行业与移动互联相结合的发展趋势。

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (6)

1.一种无线卡拉OK系统，包括移动终端、下位机以及外扩设备，其特征在于，所述下位机包括：

无线通信模块，用于接收所述移动终端播放的音视频文件；

ARM处理器，用于驱动所述无线通信模块接收所述音视频文件，并将所述音视频文件以消息队列的形式向外发送；

DSP处理器，用于通过双核通信协议接收所述ARM处理器所传输的所述音视频文件，对所述音视频文件进行音效处理，并将处理后的所述音视频文件传送至所述外扩设备播放，所述无线通信模块为WIFI通信模块，所述通过双核通信协议接收所述ARM处理器所传输的所述音视频文件具体包括：

所述ARM处理器在片内存储器上分配共享内存，并将所述共享内存划分为第一区域和第二区域；

所述ARM处理器写消息至所述第一区域，并在完成后向所述第二区域写数据，同时向所述DSP处理器发送中断信号；

所述DSP处理器进行中断处理并读取所述共享区域内的消息；具体为：ARM处理器往第一区域中准备数据，当完成时往第二区域中准备数据，并通知DSP处理器第一区域中有数据可以读取；当第二区域中的数据填满时，通知DSP处理器第二区域中有数据可以读取，并重新往第一区域中准备数据；

判断所述共享区域内的消息是否被标志；

根据判断结果处理所述共享内存内的消息并清除所述标志；

所述DSP处理器读取所述ARM处理器所传输的所述音视频文件。

2.如权利要求1所述的无线卡拉OK系统，其特征在于，所述音效处理包括高低通滤波、多通道混音处理、噪声门处理、压限处理、低音处理、增益调节、音量调节及输入灵敏度管理及延时处理。

3.如权利要求1或2所述的无线卡拉OK系统，其特征在于，还包括：

麦克风，用于输入人声至所述DSP处理器。

4.一种无线卡拉OK系统内部数据交互方法，其特征在于，包括：

通过无线通信模块接收移动终端播放的音视频文件；

ARM处理器将所述音视频文件以消息队列的形式向外发送；

DSP处理器通过双核通信协议接收所述音视频文件；

所述DSP处理器对所述音视频文件进行音效处理，并将处理后的所述音视频文件传送至外扩设备播放，其特征在于，所述无线通信模块为WIFI通信模块，其特征在于，所述DSP处理器通过双核通信协议接收所述音视频文件具体包括：

所述ARM处理器在片内存储器上分配共享内存，并将所述共享内存划分为第一区域和第二区域；

所述ARM处理器写消息至所述第一区域，并在完成后向所述第二区域写数据，同时向所述DSP处理器发送中断信号；

所述DSP处理器进行中断处理并读取所述共享区域内的消息；具体为：ARM处理器往第一区域中准备数据，当完成时往第二区域中准备数据，并通知DSP处理器第一区域中有数据可以读取；当第二区域中的数据填满时，通知DSP处理器第二区域中有数据可以读取，并重新往第一区域中准备数据；

判断所述共享区域内的消息是否被标志；

根据判断结果处理所述共享内存内的消息并清除所述标志；

所述DSP处理器读取所述ARM处理器所传输的所述音视频文件。

5.如权利要求4所述的无线卡拉OK系统内部数据交互方法，其特征在于，所述音效处理包括高低通滤波、多通道混音处理、噪声门处理、压限处理、低音处理、增益调节、音量调节及输入灵敏度管理及延时处理。

6.如权利要求4或5所述的无线卡拉OK系统内部数据交互方法，其特征在于，还包括：

麦克风输入人声至所述DSP处理器；

所述DSP处理器对所述人声处理后以得到伴音，并将所述人声及伴音传输至所述ARM处理器；

所述ARM处理器将所述人声及伴音通过所述无线通信模块回传至所述移动终端。