[發明專利]一種基于FPGA實現PCM音頻播放裝置及系統及方法

有效

• 申請號: 201610103952.5
• 申請日: 2016-02-25
• 公開（公告）號: CN107122320B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 盛利
• 申請（專利權）人: 邦彥技術股份有限公司
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40;G11C7/16
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 唐致明

本發明公開了一種基于FPGA實現PCM音頻播放裝置及系統及方法。本發明主要完成播放音頻信號，播放信號從音頻服務器經FPGA的邏輯處理后，發送到寬帶數據總線播放。本發明降低錄音系統組成的復雜度、而且放音通道可復用，降低系統成本，系統容量大，數據播放穩定，不易出現語音數據丟失現象，輸出側不間斷的將數據從雙口RAM中取出送往寬帶總線送往目的用戶，實現了將經過高速緩沖后的數據沒有停頓的送往用戶。本發明可廣泛應用于各種PCM音頻播放系統。

技術領域

本發明涉及數字化音頻播放領域，尤其涉及一種PCM音頻播放裝置及系統及方法。

背景技術

PCM：Pulse Code Modulation，脈沖編碼調制。對于聲音波形的處理通常采用的是脈沖代碼調制編碼，即PCM編碼。PCM通過抽樣、量化、編碼三個步驟將連續變化的模擬信號轉換為數字編碼。

目前，市面上提供的錄音系統通常是在電話線路上增加錄音設備，對音頻在錄音服務器上存儲及供回放調聽，該方案存在以下缺陷：

1.放音系統設備多，系統復雜；

2.放音通道功能單一，造成通道資源浪費；

3.系統容量小，由于放音緩沖區的容量是有限的，緩沖區總有可能寫滿而產生溢出或數據覆蓋造成數據的丟失。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種低成本、高效率、大容量、數據傳輸穩定的音頻播放裝置及系統及方法。

本發明所采用的技術方案是：

一種基于FPGA實現PCM音頻播放裝置，包括音頻數據放送模塊、放音選擇控制器、通道數據寄存器、第一雙口RAM和第二雙口RAM；所述音頻數據放送模塊用于在放音選擇控制器的控制下，將來自通道數據寄存器的數據輸出到寬帶總線上；所述放音選擇控制器用于控制音頻數據放送模塊讀取通道數據寄存器的數據并到轉送到寬帶總線上；所述通道數據寄存器用于緩存來自兩個雙口RAM的多路通道數據；所述第一雙口RAM和第二雙口RAM中交錯被寫入和讀出通道數據，即當第一雙口RAM被寫入數據時，第二雙口RAM被讀出數據，當第二雙口RAM被寫入數據時，第一雙口RAM被讀出數據。

優選的，其還包括輸入數據流選擇模塊，所述輸入數據流選擇模塊用于接收來自CPU的輸入數據并選擇數據存入第一雙口RAM或第二雙口RAM。

優選的，所述放音控制器包括時鐘模塊、計數器、相等比較器和控制信息，所述控制信息包括播放使能信息、總線選擇信息、起始時隙信息，所述音頻數據放送模塊包括總線選擇器、鎖存控制寄存器，所述時鐘模塊用于為計數器和鎖存控制寄存器提供時鐘信號，所述總線選擇器根據總線選擇信息選擇輸出數據到對應的寬帶總線，所述起始時隙信息和計數器數值經過相等比較器比較后控制鎖存寄存器從第一雙口RAM或第二雙口RAM中讀取相應數據到通道數據寄存器中，所述通道數據寄存器輸出數據到總線選擇器。

優選的，所述時鐘模塊提供19.44M的時鐘信號。

一種基于FPGA實現PCM音頻播放系統，其包括寬帶總線、音頻播放裝置、CPU、音頻服務器，所述寬帶總線的輸入端與音頻播放裝置的輸出端連接，所述音頻播放裝置的輸入端與CPU的輸出端連接，所述CPU的輸入端與音頻服務器的輸出端連接。

一種基于FPGA實現PCM音頻播放方法，其應用于音頻播放系統，其特征在于，所述方法包括步驟：

S1，通過CPU從音頻服務器中讀取數據并交錯寫入數據到兩個雙口RAM中；

S2，通道數據寄存器交錯從兩個雙口RAM中讀取數據；

S3，通過放音選擇控制器控制音頻數據放送模塊將數據送到對應的寬帶總線上。

本發明的有益效果是：