CN108834024B - 一种基于1553b总线的航天器音频音量控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种基于1553B总线的航天器音频音量控制方法，包括步骤：将航天器的话音管理器和地面设备一同组成1553B总线通信网，地面设备将各话音终端、航天器头带设备的音量控制系数组帧后上行给话音管理器；话音管理器从地面设备通过所述1553B总线通信网上行的数据帧中解析出各话音终端和航天器头带设备的音量控制系数；话音管理器通过网络和多通道音频串行接口接收话音源码；话音管理器对各路话音源码进行统一调整，及将调整后的话音源码发送给地面设备话音终端、航天器头带设备和航天器话音终端。实现统一配置航天器音频音量，而且，无需更改话音的组帧格式。

Description

一种基于1553B总线的航天器音频音量控制方法及系统

技术领域

本发明涉及航天器音频音量技术领域，具体涉及一种基于1553B总线的航天器音频音量控制方法及系统。

背景技术

随着航天测控技术的发展，视频、话音编解码技术已广泛应到于航天领域。航天器需要与地面、其他航天器等进行音频通话，因为不同航天器和地面设备产生话音数据的终端设备不同，会产生一个突出的问题就是各路话音音量不均衡。

为了使多路不同话音终端产生的话音音量均衡，经常使用方法包括对各路话音二次编码、记忆各路话音音量和各终端自行调整话音音量等。这些常用方法虽然能够音量均衡，但是基本都存在如下几个问题：

1)成本较高；

2)改变音频通信协议，兼容性差；

3)缺乏统一的调度，效果差。

但是航天器内资源宝贵，如果为了解决以上问题而提供额外的空间和时间是得不偿失的。如果无统一的调度，会对其他航天器话音终端产生影响。

发明内容

根据第一方面，一种实施例中提供一种基于1553B总线的航天器音频音量控制方法，包括步骤：

将航天器的话音管理器和地面设备一同组成1553B总线通信网，地面设备按照1553B总线通信网的协议将动态设置的地面设备话音终端、航天器头带设备、航天器话音终端的音量控制系数组帧后上行给话音管理器；

话音管理器从地面设备通过所述1553B总线通信网上行的数据帧中解析出各话音终端和航天器头带设备的音量控制系数；

话音管理器通过网络接收地面设备话音终端和航天器话音终端发送的话音源码网络数据包，并解析出话音源码，及采集航天器头带设备的模拟音频信号转化的话音源码；

话音管理器对采集的各路话音源码通过对应的音量控制系数进行统一调整，及将调整后的话音源码发送给地面设备话音终端、航天器头带设备和航天器话音终端。

一种实施例中，话音管理器对采集来的各路话音源码通过对应的音量控制系数进行统一调整，具体为：将各路话音源码的编码量统一调整为原编码量乘以其自身的音量控制系数。

一种实施例中，还包括对调整后的话音源码进行溢出处理的步骤：

若调整后的话音源码大于允许最大值的编码量时，则将调整后的话音源码更改为编码量的最大值；

若调整后的话音源码小于允许最小值的编码量时，则将调整后的话音源码更改为编码量的最小值。

一种实施例中，地面设备话音终端、航天器头带设备和航天器话音终端的话音源码采取相同的采样精度和采样频率。

根据第二方面，一种实施例中提供一种基于1553B总线的航天器音频音量控制系统，包括话音管理器和地面设备；

话音管理器包括DSP芯片、FPGA芯片和1553B芯片，话音管理器通过1553B芯片与地面设备一同组成1553B总线通信网；话音管理器通过DSP芯片与地面设备话音终端、航天器话音终端网络连接；

地面设备按照1553B总线通信网的协议将动态设置的地面设备话音终端、航天器头带设备、航天器话音终端的音量控制系数组帧后上行给DSP芯片；

DSP芯片从所述地面设备通过1553B总线通信网上行的数据帧中解析出各话音终端和航天器头带设备的音量控制系数；

DSP芯片通过网络接收所述地面设备话音终端和航天器话音终端发送的话音源码网络数据包，并解析出话音源码，FPGA芯片采集航天器头带设备的模拟音频信号转化的话音源码并通过多通道音频串行接口发送给DSP芯片；

DSP芯片对采集的各路话音源码通过对应的音量控制系数进行统一调整，及将调整后的话音源码发送给地面设备话音终端、航天器头带设备和航天器话音终端。

一种实施例中，DSP芯片对采集的各路话音源码通过对应的音量控制系数进行统一调整，具体为：

将各路话音源码的编码量统一调整为原编码量乘以其自身的音量控制系数。

一种实施例中，DSP芯片还对调整后的话音源码进行溢出处理：

若调整后的话音源码大于允许最大值的编码量时，则将调整后的话音源码更改为编码量的最大值；

若调整后的话音源码小于允许最小值的编码量时，则将调整后的话音源码更改为编码量的最小值。

依据上述实施例的航天器音频音量控制方法，与现有技术相比，其具有以下有益效果：

(一)统一配置航天器音频音量；

(二)方法易于实现；

(三)无需更改话音的组帧格式。

附图说明

图1为航天器音频音量控制方法流程图；

图2为DSP芯片与PHY芯片接口连接原理图；

图3为PHY芯片与DSP芯片接口连接原理图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

在本发明实施例中，本例提供一种基于1553B总线的航天器音频音量控制方法，其流程图如图1所示，具体包括以下步骤。

S1：将航天器的话音管理器和地面设备一同组成1553B总线通信网，地面设备按照1553B总线通信网的协议将动态设置的地面设备话音终端、航天器头带设备、航天器话音终端的音量控制系数组帧后上行给话音管理器。

具体的，航天器的话音管理器作为总线终端，地面设备作为总线控制器，地面设备按照1553B总线通信网协议将动态配置的地面设备话音终端、航天器头带设备、航天器话音终端的音量控制系数组帧后上行给话音管理器；由于，1553B总线可靠性高，因此，本例将音量控制系数作为关键参数通过1553B总线通信网传输，且该音量控制系数是动态变化的。

S2：话音管理器从地面设备通过1553B总线通信网上行的数据帧中解析出各话音终端和航天器头带设备的音量控制系数。

S3：话音管理器通过网络接收地面设备话音终端和航天器话音终端发送的话音源码网络数据包，并解析出话音源码，及采集航天器头带设备的模拟音频信号转化的话音源码。

具体的，地面设备话音终端、航天器头带设备和航天器话音终端的话音源码采取相同的采样精度和采样频率，话音管理器的DSP芯片通过网络接收地面设备话音终端和航天器话音终端发送的话音源码网络数据包，并且解析出话音源码(PCM)。同时，话音管理器的FPGA芯片采集航天器头带设备的模拟音频信号转化的PCM，及通过多通道音频串行接口(McASP)发送给DSP芯片。

S4：话音管理器对采集的各路话音源码通过对应的音量控制系数进行统一调整，及将调整后的话音源码发送给地面设备话音终端、航天器头带设备和航天器话音终端。

具体的，话音管理器的DSP芯片将各路话音源码的编码量统一调整为原编码量乘以其自身的音量控制系数，即：调整后的话音源码＝原编码量×各路终端自身的音量控制系数。

本例在将调整后的话音源码发送之前还包括对调整后的话音源码进行溢出处理的步骤：

若调整后的话音源码大于允许最大值的编码量时，则将调整后的话音源码更改为编码量的最大值；

若调整后的话音源码小于允许最小值的编码量时，则将调整后的话音源码更改为编码量的最小值。

最后，再将溢出处理好的话音源码发送给地面话音终端、航天器头带设备和航天器话音终端。

通过上述方法能实现统一配置航天器音频音量，如，每次更改音量只需要在地面设备动态更改音量控制系数，并重复以上步骤即可。

基于上述方法，本例还提供一种基于1553B总线的航天器音频音量控制系统，包括话音管理器和地面设备。

本例的话音管理器包括DSP芯片、FPGA芯片和1553B芯片，其中，DSP芯片的型号为TMS320DM642，FPGA芯片的型号为XQVR600-4CB228V，1553B芯片的型号为BU65170；DSP芯片通过PHY芯片(KSZ8041NLJ)收发其他航天器话音终端传输的话音源码网络数据包，DSP芯片与PHY芯片的接口连接原理图如图2所示，PHY芯片与DSP芯片的接口连接原理图如图3所示。

话音管理器通过1553B芯片与地面设备一同组成1553B总线通信网；话音管理器通过DSP芯片与地面设备话音终端、航天器话音终端网络连接；话音管理器通过DSP芯片与航天器头带设备串口连接；如，话音管理器连接了三个航天器话音终端A、B、C、一个地面话音终端D和一个航天器头带设备E，它们的音量控制系数分别配置为0.5，1，1.2，0.9，0.7。地面设备按照1553B总线通信网的协议将这些动态设置的音量控制系数组帧后上行给DSP芯片。

DSP芯片从地面设备通过1553B总线通信网上行的数据帧中解析出各话音终端和航天器头带设备的音量控制系数；

地面设备和航天器的PCM采取相同的采样精度16bit和采样频率32kHz，另外，DSP芯片中定义无符号短整型数组(uns igned short)存放PCM的编码数据，DSP芯片通过网络接收地面设备话音终端和航天器话音终端发送的话音源码网络数据包，并解析出话音源码，FPGA芯片采集航天器头带设备的模拟音频信号转化的话音源码并通过多通道音频串行接口发送给DSP芯片；DSP芯片对采集的各路话音源码通过对应的音量控制系数进行统一调整，即，A的编码数据×0.5，B的编码数据×1，C的编码数据×1.2，D的编码数据×0.9，E的编码数据×0.7,调整后的编码数据大于0xffff，即将编码数据赋值为0xffff。因为是无符号型数据，不会存在负值溢出的情况。最后，将统一调整后的话音源码按协议要求发送给地面设备话音终端、航天器头带设备和航天器话音终端。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (5)

1.一种基于1553B总线的航天器音频音量控制方法，其特征在于，包括步骤：

将航天器的话音管理器和地面设备一同组成1553B总线通信网，所述地面设备按照1553B总线通信网的协议将动态设置的地面设备话音终端、航天器头带设备、航天器话音终端的音量控制系数组帧后上行给所述话音管理器；

所述话音管理器从所述地面设备通过所述1553B总线通信网上行的数据帧中解析出各话音终端和航天器头带设备的音量控制系数；

所述话音管理器通过网络接收所述地面设备话音终端和航天器话音终端发送的话音源码网络数据包，并解析出话音源码，及采集航天器头带设备的模拟音频信号转化的话音源码；

所述话音管理器对采集的各路话音源码通过对应的音量控制系数进行统一调整，及将调整后的话音源码发送给地面设备话音终端、航天器头带设备和航天器话音终端，其中，所述话音管理器对采集来的各路话音源码通过对应的音量控制系数进行统一调整，具体为：将各路话音源码的编码量统一调整为原编码量乘以其自身的音量控制系数。

2.如权利要求1所述的航天器音频音量控制方法，其特征在于，还包括对调整后的话音源码进行溢出处理的步骤：

若调整后的话音源码大于允许最大值的编码量时，则将调整后的话音源码更改为编码量的最大值；

若调整后的话音源码小于允许最小值的编码量时，则将调整后的话音源码更改为编码量的最小值。

3.如权利要求1所述的航天器音频音量控制方法，其特征在于，所述地面设备话音终端、航天器头带设备和航天器话音终端的话音源码采取相同的采样精度和采样频率。

4.一种基于1553B总线的航天器音频音量控制系统，其特征在于，包括话音管理器和地面设备；

所述话音管理器包括DSP芯片、FPGA芯片和1553B芯片，所述话音管理器通过所述1553B芯片与所述地面设备一同组成1553B总线通信网；所述话音管理器通过所述DSP芯片与地面设备话音终端、航天器话音终端网络连接；

所述地面设备按照1553B总线通信网的协议将动态设置的地面设备话音终端、航天器头带设备、航天器话音终端的音量控制系数组帧后上行给所述DSP芯片；

所述DSP芯片从所述地面设备通过所述1553B总线通信网上行的数据帧中解析出各话音终端和航天器头带设备的音量控制系数；

所述DSP芯片通过网络接收所述地面设备话音终端和航天器话音终端发送的话音源码网络数据包，并解析出话音源码，所述FPGA芯片采集航天器头带设备的模拟音频信号转化的话音源码并通过多通道音频串行接口发送给所述DSP芯片；

所述DSP芯片对采集的各路话音源码通过对应的音量控制系数进行统一调整，及将调整后的话音源码发送给地面设备话音终端、航天器头带设备和航天器话音终端，其中，所述DSP芯片对采集的各路话音源码通过对应的音量控制系数进行统一调整，具体为：将各路话音源码的编码量统一调整为原编码量乘以其自身的音量控制系数。

5.如权利要求4所述的航天器音频音量控制系统，其特征在于，所述DSP芯片还对调整后的话音源码进行溢出处理：

若调整后的话音源码大于允许最大值的编码量时，则将调整后的话音源码更改为编码量的最大值；

若调整后的话音源码小于允许最小值的编码量时，则将调整后的话音源码更改为编码量的最小值。

Images