数字音频流的处理和音频输出的FPGA程序设计(2)
4 基于FPGA的AES/EBU音频流解码18
4.1 采样模块19
4.2 定位模块23
4.3 解码模块25
4.4 FIFO模块28
5 基于FPGA的音频信号数模转换30
5.1 UDA1341TS芯片的L3接口(L3-interface)及其控制30
5.2 I2S音频信号传输34
6 系统调试结果35
6.1 系统硬件部分37
6.2 调试结果39
结论41
致谢42
参考文献43
1 绪论
当今数字音频技术已经渐趋成熟，数字音频设备的应用也越来越广泛，涉及到多个播出领域,包括音响工程、节目制作等。数字连接可以是透明音质的，不会在数-模相互转换中产生劣化,但数字音频信号的传输是一件更为复杂的事[1]。必须同时具备一个数据通信信道和一个共用的时钟同步；互连要求音频格式能够被发送和接收设备双方识别出来；数据流通常都是单向的，从一点指向另一点，并且连续流动，传输两个或多个音频通道及辅助数据，通常采用串联形式[2]。
数字音频接口的例子有：SDIF-2、AES3(AES/EBU)、S/PDIF和AES10(MADI)等。AES3/EBU 数字音频标准由美国音频工程学会（Audio Engineering Society）和欧洲广播联盟（European Broadcast Union）于1985年共同提出，现已成为数字音频接口的主流标准，广播电视行业中的应用尤为普遍。此外，大量民用产品和专业音频数字设备都支持AES接口标准[3]。
1986年，美国波士顿的WGBH-FM与WGBX-TV进行了广播与电视的节目联播，把立体声数字音频信号当作电视信号来编码。经过这次试验，广播工业开发了数字音频广播（Digital Audio Broadcasting）技术，也就是继调幅、调频的传统模拟广播之后的第三代广播，用数字化的方法来传送音频信号。迄今为止，数字化传输在我国省级以上的电台中已经基本实现了。
随着广播电视数字化的快速发展，避免“停播、错播、插播”是广播电台发射系统安全播出应该解决的最重要的问题。如果还像以前那样安排人员去监听监看这些节目中的内容，将带来相当大的工作量，而且效率和准确性都无法得到保证[4]。国外已有部分系统实现了远程自动监控,不需要技术人员轮流值班。而国内目前己经开始使用信号自动监测系统，但相关的产品并没有得到普及。广播电视行业的监测系统大多只能对音频音量的高低有无作简单的监测，监测手段基本上停留在对广播开路信号场强、调制度的监测,以及对节目录音的检测。这样虽然能够对节目最终播出的效果进行检查和判断,却无法及时发现问题所在,因而实现的只是对系统片面的监测[5]。因此很多广播中心都希望根据自身需求自主研发新的自动监测系统。
1.1 课题背景
1.1.1 国内外现有系统
1.1.2 研究现状
1.2 本文研究内容与结构安排
本课题利用FPGA从AES流中甄别出有用音频的数字信息和音频数据，将这些信息和数值音频数据输入到音频处理芯片中，输出模拟音频。并且实现了四路并行工作，可同时收听四路不同的广播信号，使高效监听成为可能。
第一章首先介绍课题背景，即发展现状和行业需求，并说明了课题工作内容；
第二章具体说明了AES/EBU音频流的格式，及I2S音频传输总线标准；
第三章说明了本课题的总体设计思路，包括信号处理部分的电平转换、解码、D/A转换模块和与之配套的供电模块、时钟模块；
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