基于FPGA和Qt技術(shù)的音頻廣播系統

　　3 終端設計

　　通過(guò)在SoPC中查看并更改SD卡音樂(lè )播放系統的鏈接結構，確定了系統的硬件平臺結構如圖3所示，其主要改動(dòng)為增加了網(wǎng)絡(luò )模塊。

　　如圖3所示，系統通過(guò)使用Nios II軟核來(lái)處理SD卡信息的讀取、發(fā)送數據到音頻解碼模塊以及和服務(wù)器進(jìn)行通信。硬件系統軟件的主要處理流程如圖4所示。

　　如圖4所示，當終端上電后，首先將初始化外部設備，設置初始音量等參數。當完成后，等待SD卡插入并掛載，系統創(chuàng )建支持的播放列表。上述初始化工作完成后，等待服務(wù)器發(fā)送播放命令并解析該播放項在播放列表中的索引值，找到后播放系統中存儲的音頻文件。

　　通常在Nios II軟核上實(shí)現UDP協(xié)議有兩種方式，一種為使用LwIp的方式進(jìn)行處理，另一種方式則為自己實(shí)現該協(xié)議的簡(jiǎn)化版本。本系統因所需的通信量較少，為了簡(jiǎn)化軟核程序采用了自己實(shí)現的方式。自己實(shí)現UDP協(xié)議主要需要注意的問(wèn)題有兩點(diǎn)：① ARP協(xié)議的實(shí)現;② UDP報文的組包和解包操作。組包流程為首先組成UDP數據包，然后組成Ip報文最終生成以太網(wǎng)中傳輸的以太網(wǎng)幀。這些報文格式都可以很容易地通過(guò)相關(guān)標準得到。同時(shí)，在調試系統UDP實(shí)現情況時(shí)，可通過(guò)WireShark網(wǎng)絡(luò )監測軟件對通信過(guò)程發(fā)送的信息進(jìn)行監控，提高開(kāi)發(fā)效率。

　　在UDP基本通信完成后，設定通信中服務(wù)器端命令報文的格式為：@@命令內容@;終端命令報文的格式為：@@終端序列@命令內容@。服務(wù)器程序和終端通過(guò)解析命令幀中的命令內容進(jìn)行通信。

　　音頻編解碼芯片WM8731使用I2C協(xié)議進(jìn)行控制，在系統工作過(guò)程中，Nios II軟核首先將檢測音頻DAC控制模塊中的FIFO是否滿(mǎn)，如果檢測結果為非滿(mǎn)，則Nios II軟核將通過(guò)Avalon總線(xiàn)讀取512字節數據到FIFO中。音頻DAC控制模塊采用48 KHz的采樣頻率將數據送到音頻解碼模塊。目前系統實(shí)現所支持的文件格式只有采用48 KHz采樣頻率和16bit采樣深度的wav格式文件。所支持的SD卡文件格式為FAT格式。

　　3 總結

　　本文介紹了一種使用軟硬件相結合實(shí)現的網(wǎng)絡(luò )定時(shí)音頻廣播系統，在A(yíng)ltera原有項目資源的基礎上通過(guò)擴展實(shí)現網(wǎng)絡(luò )通信UDP協(xié)議、通信協(xié)議制定、服務(wù)器程序設計進(jìn)行設計。從上文中可以看出，本文所實(shí)現的平臺目前功能還比較單一，有待于借助網(wǎng)絡(luò )平臺的優(yōu)勢對系統進(jìn)一步擴展，增加如視頻監控、在線(xiàn)點(diǎn)播、流媒體播放等構成真正意義上的IP廣播方案。

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