一种应用于多格式矩阵的音频矩阵装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型实施例提供一种应用于多格式矩阵的音频矩阵装置，其特征在于，包括：多个用于将音频信号转换为串行数字音频信号的音频模数转换模块、多个用于将所述音频信号解嵌为串行数字音频信号的音频解嵌模块、多个用于选择并调制多路所述串行数字音频信号的音频调制FPGA、用于将所述多路串行数字音频信号切换为一路视频信号并调制所述一路视频信号为多路音频信号的音频切换FPGA、多个用于解调所述多路音频信号的音频解调FPGA、多个用于将所述解调后的音频信号转换为模拟音频信号的音频数模转换模块以及多个用于将所述模拟音频信号进行加嵌的音频加嵌模块。本实用新型具有结构简单，便于生产，成本低廉等特点。
【专利说明】
一种应用于多格式矩阵的音频矩阵装置
技术领域
[0001]本实用新型实施例涉及音频信号处理技术领域，尤其涉及一种应用于多格式矩阵的音频矩阵装置。
【背景技术】
[0002]多格式矩阵中输入的视频信号多种多样，通常由接口芯片转换为同种格式后，只能由专用的切换芯片完成视频层面的同步切换。但是在电视会议等场合、音频数据的输入和切换中多格式矩阵的可靠性比较低，扩展性不够好。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型实施例提供一种应用于多格式矩阵的音频矩阵装置，以克服上述技术问题。
[0004]本实用新型应用于多格式矩阵的音频矩阵装置，包括:
[0005]多个用于将音频信号转换为串行数字音频信号的音频模数转换模块、多个用于将所述音频信号解嵌为串行数字音频信号的音频解嵌模块、多个用于选择并调制多路所述串行数字音频信号的音频调制FPGA、用于将所述多路串行数字音频信号切换为一路视频信号并调制所述一路视频信号为多路音频信号的音频切换FPGA、多个用于解调所述多路音频信号的音频解调FPGA、多个用于将所述解调后的音频信号转换为模拟音频信号的音频数模转换模块以及多个用于将所述模拟音频信号进行加嵌的音频加嵌模块。
[0006]进一步地，所述音频切换FPGA的型号为M21163。
[0007]本实用新型的优点具有如下优势:
[0008]1、音频的板间传输以调制的复合串行数据传输，大大节省了接口数量及PCB走线。同时也提高了传输内容的灵活性。
[0009]2、音频的切换操作在串行数据层面完成，使得逻辑数量不多的FPGA即可以完成较大规模的矩阵切换功能;时分复用复合音频调制解调逻辑都极为简单，因此使用价格低廉的低端FPGA即可以满足音频矩阵系统的要求，同时输入输出板卡的FPGA还可以增加音频效果处理、音频延时、音频特征值提取等更为丰富多样的功能。
[0010]3、音频矩阵采用统一的音频同步时钟保证了音频质量的可靠和音频的净切换。
[0011]4、音频输入输出接口均为使用者提供了加解嵌及模数转换的选择，使得音频矩阵的配置方案更加丰富。另外，本实用新型还具有结构简单，便于生产，成本低廉等特点，适于广泛推广。
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为本实用新型应用于多格式矩阵的音频矩阵装置结构示意图；
[0014]图2为本实用新型应用于多格式矩阵的音频矩阵装置音频模数转换模块电路原理图；
[0015]图3为本实用新型应用于多格式矩阵的音频矩阵装置音频解嵌模块电路原理图；
[0016]图4为本实用新型应用于多格式矩阵的音频矩阵装置音频调制模块电路原理图。
【具体实施方式】
[0017]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0018]图1为本实用新型应用于多格式矩阵的音频矩阵装置结构示意图，如图1所示，本实施例的装置可以包括:
[0019]多个用于将音频信号转换为串行数字音频信号的音频模数转换模块102、多个用于将所述音频信号解嵌为串行数字音频信号的音频解嵌模块101、多个用于选择并调制多路所述串行数字音频信号的音频调制FPGA103、用于将所述多路串行数字音频信号切换为一路视频信号并调制所述一路视频信号为多路音频信号的音频切换FPGA104、多个用于解调所述多路音频信号的音频解调FPGA105、多个用于将所述解调后的音频信号转换为模拟音频信号的音频数模转换模块106以及多个用于将所述模拟音频信号进行加嵌的音频加嵌模块107。
[0020]进一步地，所述音频切换FPGA的型号为M21163。
[0021 ]音频模数转换模块电路原理图如图2所示，音频解嵌模块、音频调制FPGA、音频切换FPGA、音频解调FPGA、音频数模转换模块、音频加嵌模块及连接各单元的信号线和同步时钟线。所述音频模数转换模块、音频解嵌模块和音频调制FPGA位于多格式矩阵的输入板;音频切换FPGA位于多格式矩阵的切换板;音频解调FPGA、音频数模转换模块和音频加嵌模块位于多格式矩阵的输出板。模拟音频输入连接输入板的模数转换模块、SDI或HDMI输入连接解嵌模块，两者输出的数字音频与输入音频调制FPGA连接，多组双声道音频可以通过音频调制FPGA调制为一组串行数据与切换板的音频切换FPGA相连。音频切换FPGA解调来自各个输入板的调制音频，在串行层面并行时机按照切换表对音频进行切换，并将切换后的音频数据调制为多组串行数据与各个输出板相连。输出板的音频解调FPGA解调来自切换板的音频数据并分配给音频数模转换模块和音频加嵌模块。音频数模转换模块输出模拟音频信号，音频加嵌模块输出加嵌有音频的SDI或HDMI视频流提供给用户使用。音频调制模块将多路数字音频压缩入I个高频信号通道。多路音频切换单元，支持高达3Gbps的64路高速信号的切换。具体电路图如图4所示。如图3所示，该音频解嵌模块支持SMPTE259/272/292/424规范的SDI信号接入，并解出嵌在视频消隐期的音频数据。
[0022]模拟音频信号输入由输入板的音频模数转换模块转换为24位I2S串行数字音频、SDI或HDMI信号输入由音频解嵌模块解嵌出24位I2S串行数字音频并利用参考时钟进行重采样处理。多组由音频解嵌模块、音频模数转换模块输出的数字音频与音频调制FPGA连接，最高4组24位或6组16位双声道音频由音频调制FPGA选择并调制为I组串行数据输出到切换板的音频切换FPGA。
[0023]音频切换FPGA解调来自所有输入板的调制音频，在数字音频的串行数据层面利用音频并行时钟的时机按照切换表对所有音频进行切换操作，并将切换后的音频数据调制为多组串行数据输出到各个输出板。
[0024]输出板的音频解调FPGA解调来自音频切换FPGA的音频数据并分配给音频数模转换模块和音频加嵌模块。音频数模转换模块输出模拟音频信号，音频加嵌模块输出加嵌有音频的SDI或HDMI视频流。
[0025]音频切换FPGA取得与输出视频同源的音频同步时钟并通过外部电路分配它们到所有输入板和输出板，所有音频信号工作在相同的时钟域。
[0026]其中各输入输出子板的通道数可以灵活变化、矩阵最大规模也可以自由调整。
[0027]本实施例的音频模数转换模块、音频解嵌模块、音频调制FPGA、音频切换FPGA、音频解调FPGA、音频数模转换模块以及音频加嵌模块可以由集成电路工艺制程实现或由印刷电路板实现。
[0028]本实用新型的优点具有如下优势:
[0029]1、音频的板间传输以调制的复合串行数据传输，大大节省了接口数量及PCB走线。同时也提高了传输内容的灵活性。
[0030]2、音频的切换操作在串行数据层面完成，使得逻辑数量不多的FPGA即可以完成较大规模的矩阵切换功能；时分复用复合音频调制解调逻辑都极为简单，因此使用价格低廉的低端FPGA即可以满足音频矩阵系统的要求，同时输入输出板卡的FPGA还可以增加音频效果处理、音频延时、音频特征值提取等更为丰富多样的功能。
[0031]3、音频矩阵采用统一的音频同步时钟保证了音频质量的可靠和音频的净切换。
[0032]4、音频输入输出接口均为使用者提供了加解嵌及模数转换的选择，使得音频矩阵的配置方案更加丰富。另外，本实用新型还具有结构简单，便于生产，成本低廉等特点，适于广泛推广。
[0033]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种应用于多格式矩阵的音频矩阵装置，其特征在于，包括: 多个用于将音频信号转换为串行数字音频信号的音频模数转换模块、多个用于将所述音频信号解嵌为所述串行数字音频信号的音频解嵌模块、多个用于选择并调制多路所述串行数字音频信号的音频调制FPGA、用于将所述多路串行数字音频信号切换为一路视频信号并调制所述一路视频信号为多路音频信号的音频切换FPGA、多个用于解调所述多路音频信号的音频解调FPGA、多个用于将所述解调后的音频信号转换为模拟音频信号的音频数模转换模块以及多个用于将所述模拟音频信号进行加嵌的音频加嵌模块。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述音频切换FPGA的型号为M21163。
【文档编号】H04N5/268GK205584346SQ201521133180
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2015年12月31日
【发明人】程鹏, 代晓巍, 杜文杰
【申请人】大连捷成科技有限公司