CN206004845U - 应急广播音频编转码器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种应急广播音频编转码器，包含音频输入单元、音频输出单元、系统管理模块及与系统管理模块相连的系统交互模块，还包含FPGA及音频编转码模块；其中，系统管理模块及音频编转码模块分别与FPGA通信连接，音频输入单元的输出与FPGA的输入相接，音频输出单元的输入与FPGA的输出相接；所述FPGA用于实现接收数据的缓存、选择及复用功能，并将所接受的数据转为TS流格式后输出。本实用新型的有益效果在于，扩展了音频转码的并行处理数量，丰富了音频编转码器的应用功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及广播系统的音频处理装置，尤其涉及应急广播音频编转码器。
背景技术
广播电视是现代重要的传媒手段，在广播电视的音频信号传输过程中，需要用到音频转码器对音频信号进行转码，中国专利文件：CN201860394U提出了一种数字音频转码器，以解决音频转码效率低，易丢失数据及易失真的问题；但该方案由于采取DSP作为主要处理单元，其串行处理方式不利于扩展，同时该方案存在传输距离短、缺少远程控制功能的缺陷，也没有实现将音频信号转为适于MPEG2标准的TS流格式输出，为了解决以上问题，有必要提出一种新的音频编转码器。
实用新型内容
针对现有技术中所存在的不足，本实用新型提供了应急广播音频编转码器，其目的在于扩展音频转码的并行处理数量，丰富音频编转码器的应用功能。
为实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：
应急广播音频编转码器，包含音频输入单元、音频输出单元、系统管理模块及与系统管理模块相连的系统交互模块，还包含FPGA及音频编转码模块；其中，系统管理模块及音频编转码模块分别与FPGA通信连接，音频输入单元的输出与FPGA的输入相接，音频输出单元的输入与FPGA的输出相接；所述FPGA用于实现接收数据的缓存、选择及复用功能，并将所接受的数据转为TS流格式后输出。
进一步的，还包含管理网络模块；所述管理网络模块的输出与系统管理模块的输入相连，管理网络模块包含有管理网络接口并实现与外部网络连接通信的功能。
进一步的，还包含串行接口及数据采集模块；所述的数据采集模块连接于串行接口输出端与FPGA的输入端之间，用于实现串行数据的电平转换及数据传输。
进一步的，还包含业务网络模块；所述业务网络模块包含业务网络接口及以太网控制器，业务网络接口用于与外部网络连接，并与以太网控制器、FPGA顺序相连；其中，FPGA包含TS流或串行数据的IP加载处理功能，并通过以太网控制器实现加载后数据流的输出。
进一步的，所述的音频输入单元包含音频输入接口及音频采集模块，音频采集模块连接于音频输入接口的输出端与FPGA的输入端之间，用于将模拟音频信号进行采样编码，并以I2S格式输出至FPGA。
进一步的，音频输入接口、音频采集模块及音频编转码模块的数量分别在1-20个之间。
进一步的，音频输出接口包含ASI接口，且通过驱动芯片与FPGA的LVDS接口相连。
进一步的，所述的音频编转码模块包含嵌入式处理器。
本实用新型基于FPGA及音频编转码模块实现多路音频扩展的数据处理及音频数据的TS流标准化，其网络接口、串行接口增加了参数配置的方式与业务数据的处理，丰富了音频编转码器的应用功能。
相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：
⑴、处理能力强，能支持多路模拟音频同时编码或多路网络音频并发转码，且统一为TS流格式输出；
⑵、支持业务数据，可将业务数据经过业务网络接口或串行接口转化为标准TS流；
⑶、模块化设计，有利于后期业务扩展与技术指标提升。
附图说明
图1为实施例的逻辑原理框图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型中的技术方案进一步说明。
一种应急广播音频编转码器，包含音频输入单元、音频输出单元、管理网络模块、FPGA、音频编转码模块、业务网络模块、系统管理模块及与系统管理模块相连的系统交互模块；其中，系统管理模块及音频编转码模块分别与FPGA通信连接，音频输入单元的输出与FPGA的输入相接，音频输出单元的输入与FPGA的输出相接；所述FPGA用于实现接收数据的缓存、选择及复用功能，并将所接受的数据转为TS流格式后输出；所述管理网络模块的输出与系统管理模块的输入相连，管理网络模块包含有管理网络接口并实现与外部网络连接通信的功能；所述业务网络模块包含业务网络接口及以太网控制器，业务网络接口用于与外部网络连接，并与以太网控制器、FPGA顺序相连；其中，FPGA包含TS流或串行数据的IP加载处理功能，并通过以太网控制器实现加载后数据流的输出；为方便理解本方案，如图1所示，以数据复用功能子模块、TS流封装模块及网络业务数据模块表示FPGA对应实现的功能及逻辑关系；数据复用功能子模块实现数据缓存、选择以及复用，利用FPGA内部的多个缓存FIFO，高速轮询，完美解决了多路数据异步与并发的问题；TS流封装模块基于状态机思想，实现PES、TS组包等，采用带优先级的高速轮询实现PSI/SI实时插入、多路复用等以实现符合MPEG2标准的数据流格式。
系统管理模块负责对整个系统进行控制管理，主芯片采用STM32单片机，软件架构采用UCOSII实时操作系统和LWIP网络协议栈，既可以通过外部的管理网络模块进行数据收发，实现Web界面参数配置，又可以通过系统交互模块实现参数配置，获取到参数后，单片机采用统一的通信格式与FPGA通信，FPGA再进行译码并配置各个模块；业务网络模块中的以太控制器采用LAN9221芯片，实现业务载荷的IP传输；网络业务数据模块由基于FPGA内部的NIOS II软核处理器实现，通过对LAN9221芯片进行配置，依靠一个简单的网络协议栈进行数据收发，将接收到的音频和业务数据，发往数据复用功能子模块，同时将数字复用功能子模块传输过来的TS流IP输出。
如图1所示，本实施例还包含串行接口及数据采集模块；所述的数据采集模块连接于串行接口输出端与FPGA的输入端之间，用于实现串行数据的电平转换及数据传输；具体的，串行接口包含2路RS232接口，数据采集模块包含MAX3232芯片，用于对2路串行信号进行电平转换与处理后传输至FPGA。
所述的音频输入单元包含音频输入接口及音频采集模块，音频采集模块连接于音频输入接口的输出端与FPGA的输入端之间；音频输入接口为12路双声道模拟音频RCA输入接口，音频采集模块为对应数量的PCM1808芯片，通过对12路模拟音频进行PCM编码并实现I2S格式输出至FPGA。
音频编转码模块基于高性能的嵌入式处理器AM3354，其数量至少为2个；音频的编码功能采用读取PCM样值直接编码的方法，而转码功能采用先解码再编码的方法；整个音频编转码模块基于嵌入式处理器，搭载开源Linux操作系统，性能强大，所传递或处理数据直接作用于FPGA的数据复用功能子模块；音频编转码模块的核心软件部分基于开源的FFMPEG编解码方案，首先对其进行裁剪，提取出MPEG-1/2LayerIII解码和MPEG-1/2LayerII编码相关代码，然后进行代码优化最终满足要求实时性要求。
音频输出接口包含两路ASI接口，且通过对应的驱动芯片LMH0202与FPGA的LVDS接口相连，采用硬件描述语言实现8B10B编码，负责将并行TS流转换为串行TS流以实现高速输出。
本实实施例基于FPGA及音频编转码模块实现多路音频扩展的数据处理及音频数据的TS流标准化，其网络接口、串行接口增加了参数配置的方式与业务数据的处理，丰富了音频编转码器的应用功能。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.应急广播音频编转码器，包含音频输入单元、音频输出单元、系统管理模块及与系统管理模块相连的系统交互模块，其特征在于：还包含FPGA及音频编转码模块；其中，系统管理模块及音频编转码模块分别与FPGA通信连接，音频输入单元的输出与FPGA的输入相接，音频输出单元的输入与FPGA的输出相接；所述FPGA用于实现接收数据的缓存、选择及复用功能，并将所接受的数据转为TS流格式后输出。
2.如权利要求1所述的应急广播音频编转码器，其特征在于：还包含管理网络模块；所述管理网络模块的输出与系统管理模块的输入相连，管理网络模块包含有管理网络接口并实现与外部网络连接通信的功能。
3.如权利要求1或2所述的应急广播音频编转码器，其特征在于：还包含串行接口及数据采集模块；所述的数据采集模块连接于串行接口输出端与FPGA的输入端之间，用于实现串行数据的电平转换及数据传输。
4.如权利要求3所述的应急广播音频编转码器，其特征在于：还包含业务网络模块；所述业务网络模块包含业务网络接口及以太网控制器，业务网络接口用于与外部网络连接，并与以太网控制器、FPGA顺序相连；其中，FPGA还包含TS流或串行数据的IP加载处理功能，并通过以太网控制器实现加载后数据流的输出。
5.如权利要求4所述的应急广播音频编转码器，其特征在于：所述的音频输入单元包含音频输入接口及音频采集模块，音频采集模块连接于音频输入接口的输出端与FPGA的输入端之间，用于将模拟音频信号进行采样编码，并以I2S格式输出至FPGA。
6.如权利要求5所述的应急广播音频编转码器，其特征在于：所述音频输入接口、音频采集模块及音频编转码模块的数量分别在1-20个之间。
7.如权利要求6所述的应急广播音频编转码器，其特征在于：所述音频输出接口包含ASI接口，且通过驱动芯片与FPGA的LVDS接口相连。
8.如权利要求7所述的应急广播音频编转码器，其特征在于：所述的音频编转码模块包含嵌入式处理器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201621074780.5U CN206004845U (zh) | 2016-09-23 | 2016-09-23 | 应急广播音频编转码器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201621074780.5U CN206004845U (zh) | 2016-09-23 | 2016-09-23 | 应急广播音频编转码器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206004845U true CN206004845U (zh) | 2017-03-08 |
Family
ID=58193468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201621074780.5U Active CN206004845U (zh) | 2016-09-23 | 2016-09-23 | 应急广播音频编转码器 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN206004845U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110033780A (zh) * | 2019-04-07 | 2019-07-19 | 西安电子科技大学 | 基于FFmpeg和EMIF驱动的音视频数据传输方法 |
| CN113660493A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-11-16 | 天津津航计算技术研究所 | 一种实时多路h.265视频实时解压显示的方法 |
| CN115904697A (zh) * | 2022-09-30 | 2023-04-04 | 深圳市拔超科技股份有限公司 | 一种基于fpga实现的earc控制方法、装置 |
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2016
- 2016-09-23 CN CN201621074780.5U patent/CN206004845U/zh active Active
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