Овај чланак нуди уграђено решење за дигитални систем емитовања гласа, које може лако да оствари регионалну функцију емитовања система емитовања. Систем је заснован на архитектури руке и усваја метод арбитраже терминала за репродукцију система за контролу реализације регионалног емитовања, а емитовани садржај може се истовремено репродуковати и сачувати.
Етхернет систем дигиталног гласовног емитовања углавном се односи на систем емитовања који користи Етхернет као преносни медиј за пружање аудио услуга. Етхернет се може користити за решавање проблема преноса гласовних сигнала на велике даљине. Омогућава дизајнерима да створе мрежну структуру великих размера како би остварили пренос хиљада дигиталних гласовних сигнала на Етхернету, користећи у потпуности постојеће мрежне ресурсе, избегавајући проблеме поновног постављања линија и остварујући интеграцију радиодифузних и рачунарских мрежа . Решава проблеме лошег квалитета звука, подложности сметњама, сложеног одржавања и управљања и лоше интеракције у традиционалним системима емитовања. Истовремено је могуће одабрати сва, делимична или одређена подручја за усмерено групно емитовање, што пробија ограничење да традиционални радиодифузни системи могу само да емитују јавно емитовање за сва подручја. Постојећи Етхернет системи за дигитално гласовно емитовање углавном користе контролне сигнале за управљање терминалом за емитовање како би се придружили или напустили мултицаст групу у остваривању регионалне функције емитовања. Неопходно је послати контролни сигнал да би се терминал придружио мултицаст групи пре него што се емитовање може реализовати. , Или успоставите сложену табелу мапирања на страни сервера да бисте одржали стање терминала за репродукцију како бисте постигли регионално емитовање, што је сложеније за примену.
1 Структурни дизајн
Овај систем усваја Ц / С структуру, састоји се од два дела завршетка сервера система за емитовање и терминала за емитовање система за емитовање, као што је приказано на слици 1.
Сервер емитованог система имплементиран је на рачунару и то је програм прикупљања, складиштења и преноса гласовних сигнала који реализује ВЦ ++. Овај део прикупља и складишти гласовни сигнал путем микрофона, а затим преноси гласовне податке у Етхернет путем УДП-а да би се остварила мрежна функција преноса гласовних података.
Терминал за репродукцију система за емитовање је уграђени терминал заснован на ЛМ3С8962, који може примати ИП пакете гласовних података који му се шаљу из Етхернета, а чип за декодирање звука МС6336 довршава дигиталну / аналогну конверзију и репродукцију гласовних података
2 Дизајн хардверског терминала система за емитовање
Главни управљачки чип емитованог терминала за систем емитовања усваја микроконтролер ЛМ3С8962 који обезбеђује ЛуминариМицро. Ова серија чипова је први контролер заснован на АРМ ЦортекТМ-М3 са интерним интегрисаним Етхернет контролером. То је први АРМ чип у индустрији који подржава Индустриал Етхернет (ИЕЕЕ) и може лако имплементирати мрежне функције.
Чип за декодер звука користи чип МС6336 који производи МОСА. Чип је 16-битни стерео аудио дигитално-аналогни претварач, а подржани дигитални улазни формати су Ригхт Јустифл-ед, Лефт Јустифиед, И2С. Контролни интерфејс МС6336 прихвата И2Ц магистралу, интерфејс је једноставан за подешавање. ДАЦ део има тачну и стабилну струју, у комбинацији са одличном симетричном методом декодирања, може репродуковати висококвалитетне аудио сигнале.
Главни контролни чип ЛМ3С8962 повезан је на РЈ45 интерфејс преко магнетних компонената и користи се за пријем гласовних података са Етхернета. ЛМ3С8962 пружа управљачке сигнале и сигнале гласовних података за чип аудио декодер МС6336. ЛМ3С8962 подржава функцију И2Ц. ПБ2 и ПБ3 портови пружају И2Ц сат и сигнал података. Ова два пина могу се директно повезати са И2Ц функционим пиновима МС6336, а потребан је и пулл-уп отпор. ЛМ3С8962 не подржава формат уноса података који захтева МС6336. Формат уноса података МС6336 у систему прихвата И2С. Због тога је за пружање гласовних података МС6336 неопходно користити софтвер ГПИО порта ЛМ3С8962 за симулацију формата уноса података И2С који захтева МС6336. У дизајну се за симулацију ове функције користе портови ПА5, ПА6 и ПА7. Три пина одговарају сигналу за одабир И2С канала, сигналу такта и сигналу података. Повежите ова три клинова са И2С функционим пином МС6336.
Хардверска структура терминала за репродукцију Етхернет дигиталног система за емитовање гласа приказана је на слици 2.
3 Дизајн софтвера система за емитовање
Софтвер система за емитовање подељен је у два дела: сервер софтвер за емитовање и софтвер терминала за емитовање.
Овај дизајн остварује репродукцију гласовних података у реалном времену, тако да је потребно загарантовати перформансе преноса гласовних података у реалном времену, али захтеви за интегритет података нису превише строги и мала количина губитка пакета неће утицати на укупни ефекат репродукције, тако да гласовни подаци система Пренос прихвата УДП режим преноса. Истовремено, систем ради у локалној мрежи и мало је привремених корисника. Због тога се усваја статичка алокација ИП адреса ради поједностављења реализације софтвера терминала за репродукцију.
3.1 Прикупљање, чување и пренос гласовних података на серверској страни емитованог система
Прикупљање гласовних података имплементирано је помоћу функција АПИ-ја за аудио нивоа ВАВЕ на ниском нивоу. Да не би дошло до губитка гласовних података, дизајн користи двоструко међуспремништво за чување гласовних података. Процес примене приказан је на слици 3.
Када се један бафер за снимање напуни, систем одмах шаље други бафер за снимање на уређај за снимање да настави са снимањем, а апликативни програм треба да прочита податке из пуног бафера за снимање и обради их. Затим позовите функцију вавеИнАддБуффер да бисте поново доделили бафер уређају за снимање ради рециклирања.
Да би се спречио губитак гласовних података у процесу снимања, није довољно једноставно користити двоструко међуспремништво. Такође треба напоменути да када је један бафер попуњен, апликација ће обрађивати податке у баферу, а други Бафер се користи за снимање, а време обраде података мора бити мање од времена потребног да други бафер буде потпуно снимљено, иначе први бафер није поново додељен уређају за снимање након што се други бафер напуни, што ће проузроковати губитак гласовних података. Када је брзина узорковања гласовног сигнала велика, одговарајуће повећање величине бафера може ефикасно да реши овај проблем.
Да бисте емитовани садржај сачували за каснију употребу, емитовани садржај је потребно сачувати у ВАВ датотеци. ВАВ датотеке имају фиксни формат заглавља. Пре него што сачувате гласовне податке, потребно је да поставите заглавље ВАВ датотеке, јер у супротном сачувана ВАВ датотека не може да се репродукује. Сваки пут када се ме успремник за снимање напуни, прво пронађите крај ВАВ датотеке, а затим заузврат упишите прикупљене податке на крај датотеке. Када се заврши читав поступак емитовања, сви гласовни подаци се чувају у ВАВ датотеци схватајући чување гласовних података.
Када се бафер за снимање напуни, потребно је прикупљене гласовне податке послати путем мреже. У дизајну, прво користите класу Цсоцкет за креирање сокета, а затим требате само енкапсулирати прикупљене податке у ИП пакет и послати их. Брзина узорковања гласовног сигнала у овом дизајну је 44.1 кХз, 16-битни двоканални. Да би се избегао губитак гласовних података, величина ме успремника за снимање је постављена на 1024Б.
3.2 Реализација регионалног емитовања
Важна примена Етхернет система за дигитално гласовно емитовање није само реализација емитовања целог подручја, већ и локална функција емитовања, односно емитовање на назначени терминал. Због тога се УДП мултицаст пакет користи за пренос података у мрежном преносу гласовних ИП пакета података. Користећи мултицаст пакете за пренос података, сви терминали укључени у групу у локалној мрежи могу да приме податке, реализујући целокупно емитовање подручја. Да би се реализовала функција локалног емитовања, структура се додаје испред гласовних података у дизајну, као што је приказано доле, а конфигурациона датотека се користи за чување ИП адресе сваког терминала система.
02 Дизајн хардверског терминала система за емитовање
Главни управљачки чип емитованог терминала за систем емитовања усваја микроконтролер ЛМ3С8962 који обезбеђује ЛуминариМицро. Ова серија чипова је први контролер заснован на АРМ ЦортекТМ-М3 са интерним интегрисаним Етхернет контролером. То је први АРМ чип у индустрији који подржава Индустриал Етхернет (ИЕЕЕ) и може лако имплементирати мрежне функције.
Чип за декодер звука користи чип МС6336 који производи МОСА. Чип је 16-битни стерео аудио дигитално-аналогни претварач, а подржани дигитални улазни формати су Ригхт Јустифл-ед, Лефт Јустифиед, И2С. Контролни интерфејс МС6336 прихвата И2Ц магистралу, интерфејс је једноставан за подешавање. ДАЦ део има тачну и стабилну струју, у комбинацији са одличном симетричном методом декодирања, може репродуковати висококвалитетне аудио сигнале.
Главни контролни чип ЛМ3С8962 повезан је на РЈ45 интерфејс преко магнетних компонената и користи се за пријем гласовних података са Етхернета. ЛМ3С8962 пружа управљачке сигнале и сигнале гласовних података за чип аудио декодер МС6336. ЛМ3С8962 подржава функцију И2Ц. ПБ2 и ПБ3 портови пружају И2Ц сат и сигнал података. Ова два пина могу се директно повезати са И2Ц функционим пиновима МС6336, а потребан је и пулл-уп отпор. ЛМ3С8962 не подржава формат уноса података који захтева МС6336. Формат уноса података МС6336 у систему прихвата И2С. Због тога је за пружање гласовних података МС6336 неопходно користити софтвер ГПИО порта ЛМ3С8962 за симулацију формата уноса података И2С који захтева МС6336. У дизајну се за симулацију ове функције користе портови ПА5, ПА6 и ПА7. Три пина одговарају сигналу за одабир И2С канала, сигналу такта и сигналу података. Повежите ова три клинова са И2С функционим пином МС6336.
Хардверска структура терминала за репродукцију Етхернет дигиталног система за емитовање гласа приказана је на слици 2.
3 Дизајн софтвера система за емитовање
Софтвер система за емитовање подељен је у два дела: сервер софтвер за емитовање и софтвер терминала за емитовање.
Овај дизајн остварује репродукцију гласовних података у реалном времену, тако да је потребно загарантовати перформансе преноса гласовних података у реалном времену, али захтеви за интегритет података нису превише строги и мала количина губитка пакета неће утицати на укупни ефекат репродукције, тако да гласовни подаци система Пренос прихвата УДП режим преноса. Истовремено, систем ради у локалној мрежи са мање привремених корисника. Због тога је усвојена статичка алокација ИП адреса ради поједностављења реализације софтвера терминала за репродукцију.
3.1 Прикупљање, чување и пренос гласовних података на серверској страни емитованог система
Прикупљање гласовних података имплементирано је помоћу функција АПИ-ја за аудио нивоа ВАВЕ на ниском нивоу. Да не би дошло до губитка гласовних података, дизајн користи двоструко међуспремништво за чување гласовних података. Процес примене приказан је на слици 3.
Када се један бафер за снимање напуни, систем одмах шаље други бафер за снимање на уређај за снимање да настави са снимањем, а апликативни програм треба да прочита податке из пуног бафера за снимање и обради их. Затим позовите функцију вавеИнАддБуффер да бисте поново доделили бафер уређају за снимање ради рециклирања.
Да би се спречио губитак гласовних података у процесу снимања, није довољно једноставно користити двоструко међуспремништво. Такође треба напоменути да када је један бафер попуњен, апликација ће обрађивати податке у баферу, а други Бафер се користи за снимање, а време обраде података мора бити мање од времена потребног да други бафер буде потпуно снимљено, иначе први бафер није поново додељен уређају за снимање након што се други бафер напуни, што ће проузроковати губитак гласовних података. Када је брзина узорковања гласовног сигнала велика, одговарајуће повећање величине бафера може ефикасно да реши овај проблем.
Да бисте емитовани садржај сачували за каснију употребу, емитовани садржај је потребно сачувати у ВАВ датотеци. ВАВ датотеке имају фиксни формат заглавља. Пре него што сачувате гласовне податке, потребно је да поставите заглавље ВАВ датотеке, јер у супротном сачувана ВАВ датотека не може да се репродукује. Сваки пут када се ме успремник за снимање напуни, прво пронађите крај ВАВ датотеке, а затим заузврат упишите прикупљене податке на крај датотеке. Када се заврши читав поступак емитовања, сви гласовни подаци се чувају у ВАВ датотеци схватајући чување гласовних података.
Када се бафер за снимање напуни, потребно је прикупљене гласовне податке послати путем мреже. У дизајну, прво користите класу Цсоцкет за креирање сокета, а затим требате само енкапсулирати прикупљене податке у ИП пакет и послати их. Брзина узорковања гласовног сигнала у овом дизајну је 44.1 кХз, 16-битни двоканални. Да би се избегао губитак гласовних података, величина ме успремника за снимање је постављена на 1024Б.
3.2 Реализација регионалног емитовања
Важна примена Етхернет система за дигитално гласовно емитовање није само реализација емитовања целог подручја, већ и локална функција емитовања, односно емитовање на назначени терминал. Због тога се УДП мултицаст пакет користи за пренос података у мрежном преносу гласовних ИП пакета података. Користећи мултицаст пакете за пренос података, сви терминали укључени у групу у локалној мрежи могу да приме податке, реализујући целокупно емитовање подручја. Да би се реализовала функција локалног емитовања, структура се додаје испред гласовних података у дизајну, као што је приказано доле, а конфигурациона датотека се користи за чување ИП адресе сваког терминала система.
струцт СТРИНГ
{Стринг ИПНО1;
Стринг ИПНО2;
...
Стринг ИПНО9;
Стринг ИПНО10};
Када је потребно извршити регионално емитовање на одређеним терминалима, изаберите одговарајуће бројеве ових терминала на табли серверске стране система за емитовање (као што је приказано на слици 4). Тренутно се ИП адреса изабраног терминала чита из конфигурационе датотеке и додељује одговарајућој променљивој у структури. Када терминал прими ИП мултицаст пакет, прво просуђује да ли структура има исту променљиву као и његова сопствена ИП адреса, ако постоји, онда се подаци примају и репродукују, ако не, подаци се одбацују, реализујући на тај начин подручје Броадцаст функцију. У поређењу са методом коришћења контролног сигнала за управљање терминалом за репродукцију за придруживање или излазак из групе за вишеструко слање или за динамичко одржавање сложене табеле мапирања за примену функције регионалног емитовања. Овом методом није потребно интерактивно управљати терминалом за репродукцију пре сваког емитовања, нити треба динамички пратити стање терминала. Потребно је уписати одговарајућу ИП адресу терминала у конфигурациону датотеку када се терминал први пут придружи систему. Функција је једноставна за имплементацију.
3.3 Реализација софтверског терминала за емитовани систем
Терминал за емитовање система за емитовање подељен је на два дела, део за пријем аудио података користи се за пријем гласовних података и њихово чување и прослеђивање, а аудио декодер остварује Д / А конверзију и репродукцију гласовног сигнала. Дио за пријем аудио података прихвата Соцкет програмирање за примање гласовних података са Етхернета. Након пријема пакета гласовних података, прво мора да процени да ли је пакет података сам за себе. Терминал упоређује променљиву члана структуре СТРИНГ у ИП пакету са сопственом ИП адресом и ако је било која променљива члана једнака својој ИП адреси, податке складишти у пакету, а у супротном их одбацује.
Гласовни подаци се примају и чувају у кружном реду. Због поремећаја УДП преноса података, пакете гласовних података треба сортирати након пријема гласовних података на крају пријема гласовних података како би се осигурала секвенцијална обрада гласовних података и тачна обнова Гласовни сигнал. Истовремено, како би се избегло мрежно треперење, подаци се обрађују сваки пут када у кружном реду има најмање 5 пакета.
Формат за унос података МС6336 у дизајну прихвата И2С формат. Будући да ЛМ3С8962 не подржава овај формат података, усвојена је софтверска симулација за реализацију И2С функције путем ГПИО порта. Да би се гласовни сигнал у потпуности обновио, неопходно је осигурати да је време сигнала И2С строго и тачно, а конверзију између високог и ниског нивоа спроводи програм одлагања. И2С временски дијаграм приказан је на слици 5.
Тактна фреквенција емитованог терминала емитованог система је 40 МХз, а време за слање сваког бита података је 600 нс израчунато из брзине узорковања. ЛМ3С8962 пружа гласовне податке МС6336 и остварује серијски пренос преко ГПИО порта према тачки узорковања. Свака тачка узорковања садржи четири бајта, а поступак слања података тачке узорковања приказан је на слици 6.
4 Анализа резултата
Величина пакета гласовних података који систем преноси путем Етхернета је 1024Б. Да би се избегло мрежно треперење, терминал започиње емитовање када прима 5 пакета података. Време кашњења емитовања је око 30 мс, што задовољава функционалне индикаторе. Сервер страна може истовремено да контролише рад 10 терминала за емитовање. Одабиром одговарајућег броја терминала на страни сервера могу се успешно реализовати функције целокупног емитовања и локалног емитовања система емитовања.
КСНУМКС Закључак
Полазећи од стварних потреба, дизајнирамо и имплементирамо Етхернет систем дигиталног емитовања гласа. Експериментални резултати показују да терминал за репродукцију система одлучује да ли ће емитовање гласа извршити како би се реализовало регионално емитовање је једноставан и ефикасан начин за остваривање глобалног емитовања и регионалног емитовања гласовних сигнала. Терминал системског плејера усваја софтверску симулацију ГПИО порта како би реализовао функцију И2С, која може прецизно реализовати И2С време, завршити пренос података гласовног сигнала и реализовати емитовање гласовног сигнала у реалном времену. Структура дизајна је разумна и може лако да оствари проширење функција, попут временског емитовања, репродукције музике, даљинског управљања, праћења у реалном времену итд. Овај дизајн има важан практични значај и пружа основу за решавање великих и сложених Етхернет емитовања системима.
Наша друга производ:
