一種應用于多格式矩陣的音頻矩陣裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型實施例提供一種應用于多格式矩陣的音頻矩陣裝置，其特征在于，包括：多個用于將音頻信號轉換為串行數字音頻信號的音頻模數轉換模塊、多個用于將所述音頻信號解嵌為串行數字音頻信號的音頻解嵌模塊、多個用于選擇并調制多路所述串行數字音頻信號的音頻調制FPGA、用于將所述多路串行數字音頻信號切換為一路視頻信號并調制所述一路視頻信號為多路音頻信號的音頻切換FPGA、多個用于解調所述多路音頻信號的音頻解調FPGA、多個用于將所述解調后的音頻信號轉換為模擬音頻信號的音頻數模轉換模塊以及多個用于將所述模擬音頻信號進行加嵌的音頻加嵌模塊。本實用新型具有結構簡單，便于生產，成本低廉等特點。
【專利說明】
一種應用于多格式矩陣的音頻矩陣裝置
技術領域
[0001]本實用新型實施例涉及音頻信號處理技術領域，尤其涉及一種應用于多格式矩陣的音頻矩陣裝置。
【背景技術】
[0002]多格式矩陣中輸入的視頻信號多種多樣，通常由接口芯片轉換為同種格式后，只能由專用的切換芯片完成視頻層面的同步切換。但是在電視會議等場合、音頻數據的輸入和切換中多格式矩陣的可靠性比較低，擴展性不夠好。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型實施例提供一種應用于多格式矩陣的音頻矩陣裝置，以克服上述技術問題。
[0004]本實用新型應用于多格式矩陣的音頻矩陣裝置，包括:
[0005]多個用于將音頻信號轉換為串行數字音頻信號的音頻模數轉換模塊、多個用于將所述音頻信號解嵌為串行數字音頻信號的音頻解嵌模塊、多個用于選擇并調制多路所述串行數字音頻信號的音頻調制FPGA、用于將所述多路串行數字音頻信號切換為一路視頻信號并調制所述一路視頻信號為多路音頻信號的音頻切換FPGA、多個用于解調所述多路音頻信號的音頻解調FPGA、多個用于將所述解調后的音頻信號轉換為模擬音頻信號的音頻數模轉換模塊以及多個用于將所述模擬音頻信號進行加嵌的音頻加嵌模塊。
[0006]進一步地，所述音頻切換FPGA的型號為M21163。
[0007]本實用新型的優點具有如下優勢:
[0008]1、音頻的板間傳輸以調制的復合串行數據傳輸，大大節省了接口數量及PCB走線。同時也提高了傳輸內容的靈活性。
[0009]2、音頻的切換操作在串行數據層面完成，使得邏輯數量不多的FPGA即可以完成較大規模的矩陣切換功能;時分復用復合音頻調制解調邏輯都極為簡單，因此使用價格低廉的低端FPGA即可以滿足音頻矩陣系統的要求，同時輸入輸出板卡的FPGA還可以增加音頻效果處理、音頻延時、音頻特征值提取等更為豐富多樣的功能。
[0010]3、音頻矩陣采用統一的音頻同步時鐘保證了音頻質量的可靠和音頻的凈切換。
[0011]4、音頻輸入輸出接口均為使用者提供了加解嵌及模數轉換的選擇，使得音頻矩陣的配置方案更加豐富。另外，本實用新型還具有結構簡單，便于生產，成本低廉等特點，適于廣泛推廣。
【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1為本實用新型應用于多格式矩陣的音頻矩陣裝置結構示意圖；
[0014]圖2為本實用新型應用于多格式矩陣的音頻矩陣裝置音頻模數轉換模塊電路原理圖；
[0015]圖3為本實用新型應用于多格式矩陣的音頻矩陣裝置音頻解嵌模塊電路原理圖；
[0016]圖4為本實用新型應用于多格式矩陣的音頻矩陣裝置音頻調制模塊電路原理圖。
【具體實施方式】
[0017]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0018]圖1為本實用新型應用于多格式矩陣的音頻矩陣裝置結構示意圖，如圖1所示，本實施例的裝置可以包括:
[0019]多個用于將音頻信號轉換為串行數字音頻信號的音頻模數轉換模塊102、多個用于將所述音頻信號解嵌為串行數字音頻信號的音頻解嵌模塊101、多個用于選擇并調制多路所述串行數字音頻信號的音頻調制FPGA103、用于將所述多路串行數字音頻信號切換為一路視頻信號并調制所述一路視頻信號為多路音頻信號的音頻切換FPGA104、多個用于解調所述多路音頻信號的音頻解調FPGA105、多個用于將所述解調后的音頻信號轉換為模擬音頻信號的音頻數模轉換模塊106以及多個用于將所述模擬音頻信號進行加嵌的音頻加嵌模塊107。
[0020]進一步地，所述音頻切換FPGA的型號為M21163。
[0021 ]音頻模數轉換模塊電路原理圖如圖2所示，音頻解嵌模塊、音頻調制FPGA、音頻切換FPGA、音頻解調FPGA、音頻數模轉換模塊、音頻加嵌模塊及連接各單元的信號線和同步時鐘線。所述音頻模數轉換模塊、音頻解嵌模塊和音頻調制FPGA位于多格式矩陣的輸入板;音頻切換FPGA位于多格式矩陣的切換板;音頻解調FPGA、音頻數模轉換模塊和音頻加嵌模塊位于多格式矩陣的輸出板。模擬音頻輸入連接輸入板的模數轉換模塊、SDI或HDMI輸入連接解嵌模塊，兩者輸出的數字音頻與輸入音頻調制FPGA連接，多組雙聲道音頻可以通過音頻調制FPGA調制為一組串行數據與切換板的音頻切換FPGA相連。音頻切換FPGA解調來自各個輸入板的調制音頻，在串行層面并行時機按照切換表對音頻進行切換，并將切換后的音頻數據調制為多組串行數據與各個輸出板相連。輸出板的音頻解調FPGA解調來自切換板的音頻數據并分配給音頻數模轉換模塊和音頻加嵌模塊。音頻數模轉換模塊輸出模擬音頻信號，音頻加嵌模塊輸出加嵌有音頻的SDI或HDMI視頻流提供給用戶使用。音頻調制模塊將多路數字音頻壓縮入I個高頻信號通道。多路音頻切換單元，支持高達3Gbps的64路高速信號的切換。具體電路圖如圖4所示。如圖3所示，該音頻解嵌模塊支持SMPTE259/272/292/424規范的SDI信號接入，并解出嵌在視頻消隱期的音頻數據。
[0022]模擬音頻信號輸入由輸入板的音頻模數轉換模塊轉換為24位I2S串行數字音頻、SDI或HDMI信號輸入由音頻解嵌模塊解嵌出24位I2S串行數字音頻并利用參考時鐘進行重采樣處理。多組由音頻解嵌模塊、音頻模數轉換模塊輸出的數字音頻與音頻調制FPGA連接，最高4組24位或6組16位雙聲道音頻由音頻調制FPGA選擇并調制為I組串行數據輸出到切換板的音頻切換FPGA。
[0023]音頻切換FPGA解調來自所有輸入板的調制音頻，在數字音頻的串行數據層面利用音頻并行時鐘的時機按照切換表對所有音頻進行切換操作，并將切換后的音頻數據調制為多組串行數據輸出到各個輸出板。
[0024]輸出板的音頻解調FPGA解調來自音頻切換FPGA的音頻數據并分配給音頻數模轉換模塊和音頻加嵌模塊。音頻數模轉換模塊輸出模擬音頻信號，音頻加嵌模塊輸出加嵌有音頻的SDI或HDMI視頻流。
[0025]音頻切換FPGA取得與輸出視頻同源的音頻同步時鐘并通過外部電路分配它們到所有輸入板和輸出板，所有音頻信號工作在相同的時鐘域。
[0026]其中各輸入輸出子板的通道數可以靈活變化、矩陣最大規模也可以自由調整。
[0027]本實施例的音頻模數轉換模塊、音頻解嵌模塊、音頻調制FPGA、音頻切換FPGA、音頻解調FPGA、音頻數模轉換模塊以及音頻加嵌模塊可以由集成電路工藝制程實現或由印刷電路板實現。
[0028]本實用新型的優點具有如下優勢:
[0029]1、音頻的板間傳輸以調制的復合串行數據傳輸，大大節省了接口數量及PCB走線。同時也提高了傳輸內容的靈活性。
[0030]2、音頻的切換操作在串行數據層面完成，使得邏輯數量不多的FPGA即可以完成較大規模的矩陣切換功能；時分復用復合音頻調制解調邏輯都極為簡單，因此使用價格低廉的低端FPGA即可以滿足音頻矩陣系統的要求，同時輸入輸出板卡的FPGA還可以增加音頻效果處理、音頻延時、音頻特征值提取等更為豐富多樣的功能。
[0031]3、音頻矩陣采用統一的音頻同步時鐘保證了音頻質量的可靠和音頻的凈切換。
[0032]4、音頻輸入輸出接口均為使用者提供了加解嵌及模數轉換的選擇，使得音頻矩陣的配置方案更加豐富。另外，本實用新型還具有結構簡單，便于生產，成本低廉等特點，適于廣泛推廣。
[0033]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。
【主權項】
1.一種應用于多格式矩陣的音頻矩陣裝置，其特征在于，包括: 多個用于將音頻信號轉換為串行數字音頻信號的音頻模數轉換模塊、多個用于將所述音頻信號解嵌為所述串行數字音頻信號的音頻解嵌模塊、多個用于選擇并調制多路所述串行數字音頻信號的音頻調制FPGA、用于將所述多路串行數字音頻信號切換為一路視頻信號并調制所述一路視頻信號為多路音頻信號的音頻切換FPGA、多個用于解調所述多路音頻信號的音頻解調FPGA、多個用于將所述解調后的音頻信號轉換為模擬音頻信號的音頻數模轉換模塊以及多個用于將所述模擬音頻信號進行加嵌的音頻加嵌模塊。2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述音頻切換FPGA的型號為M21163。
【文檔編號】H04N5/268GK205584346SQ201521133180
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2015年12月31日
【發明人】程鵬, 代曉巍, 杜文杰
【申請人】大連捷成科技有限公司