[发明专利]一种低延迟的处理机载以太网音频流的系统和方法

说明书

本发明公开了一种低延迟的处理机载以太网音频流的系统，包括音频模块，所述音频模块通过FPGA模块与接口模块连接；音频模块：接收FPGA模块处理后的模拟音频进行播放；采集模拟音频发送至FPGA模块；FPGA模块：接收音频模块发送的模拟音频进行解码得到数字音频，根据ARINC628P3协议对数字音频进行组包后通过接口模块向外发送；接收接口模块发送的音频数据包，根据ARINC628P3协议进行解包后处理为模拟音频发送到音频模块；接口模块：提供外界与FPGA模块的接口、FPGA模块与外围的接口电路以及设备供电。提供一种低延迟的处理机载以太网音频流的系统，解决处理时延波动过大声音播放会出现卡顿或杂音的问题。

技术领域

本发明涉及一种机载音频数据处理系统，具体涉及一种低延迟的处理机载以太网音频流的系统。

背景技术

机载航电系统交联方式正在由传统的低速协议，如ARINC429、RS485等总线协议，逐渐向百兆/千兆甚至万兆以太网转移。传统的机载或计算机系统中的以太网实现是基于CPU实现的TCP/IP协议栈，其劣势在于TCP/IP协议栈的复杂性以及CPU的调度算法，以太网报文时延取决于CPU的调度，因此时延抖动较大，而ARINC628P3定义的音频处理周期为4ms，且音频播放效果对于处理时延敏感，如果处理时延波动过大声音播放会出现卡顿或杂音，因此如果用传统CPU实现机载系统中的628音频收发很难满足标准的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是机载音频高速处理，目的在于提供一种低延迟的处理机载以太网音频流的系统，解决处理时延波动过大声音播放会出现卡顿或杂音的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种低延迟的处理机载以太网音频流的系统，包括音频模块，所述音频模块通过FPGA模块与接口模块连接；

音频模块：接收FPGA模块处理后的模拟音频进行播放；采集模拟音频发送至FPGA模块；

FPGA模块：接收音频模块发送的模拟音频进行解码得到数字音频，根据ARINC628P3协议对数字音频进行组包后通过接口模块向外发送；接收接口模块发送的音频数据包，根据ARINC628P3协议进行解包后处理为模拟音频发送到音频模块；

接口模块：提供外界与FPGA模块的接口、FPGA模块与外围的接口电路以及设备供电。

系统由以下几个部分组成：

FPGA模块：实现低延迟处理机载基于ARINC628P3协议的以太网音频流；

音频单元：用于播放FPGA模块处理后的数字音频，用于采集模拟音频送至FPGA模块处理后从以太网发送。

接口模块：提供上位机与FPGA模块接口、与外围的接口电路以及设备供电。

外部数据接口包括以太网接口、模拟音频输入/输出接口，主要包含两条数据流：

模拟输入到数字输出：来自外部的模拟音频信号经过接口模块输入至音频单元，由内部送至FPGA模块，再由FPGA进行A/D转换为数字信号实现ARINC628P3协议中应用层到MAC层的组包，经由接口模块的以太网接口；

数字输入到模拟输出：来自外部的满足ARINC628P3协议的音频数据包经过接口模块输入至FPGA模块，经过FPGA完成MAC层到应用层解包操作，并转换至数字信号后D/A转换为模拟音频信号送至音频单元，再由音频单元驱动外部音频播放设备。