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南开大学化学与讯息工学院的深入研究技术人员张林铮、叶宇煌、黄荣铭，在2019年第8期《日立关键技术》月刊上投书声称（科学论文开头为“基于STM32音频适配器元件的其设计与做到”），迄今我们处在一个音频中子星的时代，各种新兴音频关键技术如涌现般消失，成形多种音频接口标准共处的局势，因此音频适配器的安全性视为一个醒目原因。本文指出一种基于STM32，相结合高速音频处理过程CPU对端子适配器的4K视频流同步投LVDS适配器的设计方案，并配上相同PDF的码流开展次测试证明。经过次测试，该设计方案能做到音频路由的分开负载，同时拥护音频表达式傅立叶，超出预料其设计敦促，为超高清代IPTV的推动吹捧。随着音频关键技术的高速的发展，人们对音频密度的敦促也愈来愈较高。从原先的黑白或者彩色建模音频，到如今当今的全高清1080p、以及正要推动的超高清代4K编解码器，各种新科技迅速的消失，成形了多代的设备、各种标准共处的局势。在享有各种音频的同时，相同的的设备也给人们的岗位和日常生活造成了了很多便利。一般而言一种的设备拥护的音频适配器依赖于，如果音频适配器不也就是说，就都会造成了诸多原因，负面影响应用程序乐趣。因此本文其设计的音频适配器元件的框架带有极其重要含义。适配器元件称做就是必须做到相同音频适配器间的入轨也就是说，将一种音频接口标准的视频信号变换视为另外一种音频接口标准频率，变换流程之中还可以做到音频解像度、情调空间内、色深等变换，以实现相同的设备对视频信号的敦促。本文主要做到端子适配器投LVDS适配器，播放器负载配上I2S接口协议，监视系统配上了I2C适配器来操控仅供CPU。端子适配器是一种拥护低成本的高速传输全高清音频和多声道音频资料的仅供电子化适配器，含有编解码器版权法机能（Audio）。迄今常用的端子 2.0接口标准相比之下于则有HDMI1.4规范减弱了对4K音频的拥护，电线运动速度由10.2Gbps/t降低到18Gbit/t，必须拥护色度 4:4:4的4K_60Hz的音频传送。LVDS适配器是一种电源供应器的频域频率传送方式也，也是一种低电平规范，它可以让频率在频域封装支线或者平衡状态光缆前面以几百传输速度/t的运动速度传送，带有电源供应器、微控制器、低噪声、高速传输等特色。I2S汇流排是飞利浦公司订制的播放器链路的一种汇流排规范，它改用三环旧制，由位计时支线（SCK）、扬声器可选择支线（MA）、串行数据线（EX）分成。该适配器将数据信号和计时频率单独传送，不必要由于经度造成了的噪声。音频适配器元件的做到是通过STM32操纵接口来操控音频仅供CPU做到读取端子频率转成一路视频信号（LVDS频率）和一路播放器频率（I2S频率），同时STM32检查IP读取视频格式讯息，并在显示屏显示屏前面推测出来，并检查按钮读取情形，根据读取指示配有音频仅供CPU的负载音频PDF和可选择负载的适配器，STM32通过I2C适配器做到与音频仅供CPU无线电通信。该控制系统由交互大部分、STM32操纵大部分、音频处理过程CPU大部分、驱动程序大部分分成，控制系统主体框图如图1下图。控制系统的操纵主要是对音频处理过程CPU开展一些调用缓存配有，检查按钮读取和音频读取频率PDF，得到关的资料开展判别，根据读取敦促开展配有CPU负载。所以配上SS的公司的STM32F103前传CPU作为本控制系统操纵。该前传CPU是基于Cortex安M3文件系统的32位微处理器显示卡，而RBT6不属于该前传之中MBCPU，片内Player为128kB，片内SSD为20kB，控制系统MOD可以超出72MHz，带有多样的中门水资源，实现本系统工程需求量，并配上I2C2（GPIOB.10、GPIOB.11）适配器作为CPU操控通信接口。控制系统的驱动程序大部分由端子_ES适配器、LVDS_NX适配器、I2S_NX适配器分成。控制系统的音频资料变换处理过程大部分改用专门从事的音频处理过程CPU来顺利完成，配上的音频处理过程CPU敦促如下：CPU含有HDM2.0规范读取适配器、拥护Top安plug、拥护HDCP1.4/2.2、拥护多种视频格式读取并能对读取视频格式开展检查级联、最高者可拥护到4K解像度的音频读取、必须将一路端子频率转成一路LVDS视频信号和一路I2S播放器频率负载。因此，控制系统配上冲绳索喜的公司生产线的某款高效能、微控制器的音频仅供处理过程CPU，该CPU广为应用IPTV、小数点数码电视等，相较其他音频仅供处理过程CPU，生产成本低，可以提高控制系统应用程序其设计效率。控制系统交互大部分由按钮大部分和显示屏推测大部分分成，按钮大部分配上4×4乘积滑鼠，通过GPIOA.2安 GPIOA.5侧和操纵接口连接起来，操纵接口数据分析按钮读取的指示，对音频处理过程CPU做附加的配有。显示屏推测大部分配上2.8寸的TFTLCD显示屏作为推测，解像度为320×240，LCD传动装置接口是ILI9320，16位的80并行接口，拥护65k紫色推测，用FSMC适配器连接起来操控。用来推测意味着读取的模拟信号端口号、读取音频表达式、播放器表达式和负载的音频表达式、播放器表达式等控制系统平衡状态讯息。价格昂贵特指的微处理器AMD游戏平台开发计划生存环境主要有两种，分别是Keil MDK和XM。而Keil MDK v5是迄今针对AMD前传的单片机，尤为对AMD Cortex安R前传文件系统单片机效能最佳的一款功能强大GUI。所以本次系统工程配上Keil uVision5为软件工程生存环境，控制系统主体软件工程分作调用和操控两个大部分。3.1 控制系统调用大部分软件工程控制系统调用主要是对STM32和音频仅供CPU开展调用，codice_的调用决定性表达式见表1。STM32的调用：在Keil MDK v5设立的建筑工程之中可以单独采用SS的公司编撰的重启编译器份文件startup_ STM32f10x_TA.t来开展操控CPU调用，这个份文件之前配有好CPU控制系统codice_的调用、中断向量注记、配有控制系统计时等，应用程序即可配有自己采用的关的接口。此次采用的STM32水资源有GPIOA、GPIOB、停止操控、systick时钟、I2C2适配器等。首先开展NVIC_PriorityGroupConfig( )调用，设立控制系统停止可用性为配对4，姪可用性为0，16个进占可用性。配有systick时钟的表达式，codice_SysTick_Init( )表达式并设立停止一段时间间隔时间为1ms，用做反应时间表达式时钟。codice_RCC_APB1PeriphClockCmd( )和RCC_ APB2PeriphClockCmd( )表达式对装载在APB1和APB2汇流排前面的中门I2C2和GPIOA、GPIOB侧的计时开展使能。然后codice_KEY_Init( )和显示屏_Init( )表达式调用按钮和显示屏推测接口，之后codice_Kai_I2C_ Init( )表达式，对操控通信接口I2C2开展调用。音频仅供CPU调用：由STM32通过I2C操控适配器，对音频仅供CPU的缓存开展读写操作顺利完成CPU的调用配有。主要有控制系统计时、锁相环、关机复辟、适配器化学表达式配有等。后来codice_hdmirx_ root( )、lvdstx_root( )、i2stx_root( )三个Qt库函数，分别对CPU的读取和负载IP开展调用，从而顺利完成整个控制系统的调用加载。3.2 监视系统大部分软件工程控制系统的操控大部分编译器包含IP平衡状态检查、音频PDF检查、滑鼠检查、负载操控四个接口。1）IP平衡状态检查（1）IP平衡状态检查接口。在控制系统调用顺利完成后来，由于端子适配器敦促即插即用和系统配置需要增量负载，所以系统工程敦促同步检查读取IP平衡状态，为更进一步的自动化和负载配有给予表达式。IP平衡状态检查接口图表如图2下图。（2）IP平衡状态检查新方法。首先，将意味着IP读取平衡状态now_open_state和年前一个一段时间的IP读取平衡状态pre_open_state都复置零，并表述一个IP时钟表达式open_state_tick，该表达式随着计时频率，每1ms启动时降低1（由控制系统systick时钟停止激活），每200ms周而复始一次IP检测时间判别。然后codice_库函数getrx_open_state(Companyamp;open_state)来得到意味着IP读取平衡状态，如果意味着IP有频率网络连接则复置now_open_ state=1，将now_open_state和上一个一段时间IP读取平衡状态pre_open_state开展非常；如果不等于，则指明意味着IP读取平衡状态转变，对显示屏推测的控制系统读取平衡状态开展修正，并通告操纵接口认真附加的处理过程。之后将now_open_state表达式给pre_open_state，同时修正IP的open_state_tick表达式，继续前进下一次IP平衡状态检查即将来临。四个读取IP都认真举例来说的IP平衡状态检查处理过程。2）音频PDF检查（1）音频检查接口。在实际上应用领域之中，应用程序都会随机开展音频PDF操作加载，因此在IP平衡状态检查后来，必需时进行读取音频PDF平衡状态的检查。音频PDF平衡状态检查之中牵涉的库函数见表2。（2）音频PDF检查的新方法和IP检查新方法相似。首先特征两个构造躯system_player和system_ audio，system_player用来放置读取音频的端口号、解像度、滤波PDF、帧赴援以及情调空间信息；system_audio用来放置播放器的端口号、滤波Hz、定量小数点、扬声器数等。表述一个音频平衡状态一段时间图案表达式JS_state_tick，该表达式随着控制系统计时频率每1ms启动时降低1，每200ms音频PDF检查一次。然后codice_库函数getrx_JS_state (Companyamp;rx_JS_ state)表达式来得到意味着读取的音频平衡状态rx_JS_ state，将rx_JS_state. player_Format和上个读取的音频状态变量pre_rx_JS_state.player_Format开展非常，如果不等于，则指出读取的音频平衡状态遭遇了发生变化，这时将音频平衡状态图案表达式rx_JS_state_mode复置1，同时codice_getrx_player_ Format((hdmirx_player*)Companyamp;(vform.htx))表达式得到意味着读取的视频格式讯息并修正显示屏平衡状态推测；将rx_JS_state.audio_Format和上个播放器图案状态变量pre_rx_JS_state.audio_Format开展非常。如果不等于，则指出读取的播放器平衡状态遭遇了发生变化，将播放器平衡状态图案表达式rx_JS_state_mode复置1，codice_hdmirx_get_audio_Format(((hdmirx_player*)Companyamp;(vform. htx))表达式得到意味着读取的音频格式讯息并修正显示屏平衡状态推测。月里将rx_JS_state表达式给pre_rx_JS_state，继续前进下一次播放器检查即将来临。3）滑鼠检查滑鼠设立16个按钮，分作0—9按键十个、lvds方向键、i2s方向键、暂停基团、确定基团、上下基团。STM32的所有GPIO侧都拥护从外部停止机能，滑鼠检查改用从外部停止形式激活。停止处理函数验证迅捷视频格式指示并表达式给构造躯团体vform.sys，验证音频和播放器IP可选择指示并分别表达式给表达式lvds、i2s。4）负载操控检查负载操控接口根据一些图案表达式个数，来codice_库函数做到负载机能，采用的库函数本表见表3。当rx_JS_mode_state=1、lvds=0、i2s=0时，codice_库函数lvdstx_base_player_for安mat ((lvdstx_player*)Companyamp; (vform.sys))设立lvds音频负载PDF，codice_库函数lvdstx_player_mute(Companyamp;tx_mute)和i2stx_audio_mute (Companyamp;tx_mute)敞开控制系统的LVDS适配器和I2S适配器负载并修正显示屏推测平衡状态讯息；当rx_JS_mode_state=1、lvds=1、i2s=1时，即控制系统关停LVDS适配器和I2S适配器负载并修正显示屏推测平衡状态讯息。控制系统主体图表如图3下图，关机后来，首先该系统STM32和HV2CPU开展调用加载，STM32通过I2C适配器输入HV2的IP平衡状态缓存来检查读取IP波动情形，月里检查读取音频PDF平衡状态，并修正显示屏推测的读取PDF讯息。然后根据平衡状态图案表达式和按钮读取同意负载IP，并配有负载PDF；之后敞开负载并修正显示屏推测的负载PDF讯息。首先架设测试环境，用一个数码电视播映相同的次测试码流开展次测试。配上一个4K/60p的次测试码流用数码电视开展播映并通过端子适配器负载，将其网络连接元件的端子适配器读取侧，读取播放器滤波Hz为48kHz，滤波小数点为20bit。用电子电路次测试负载IP的时域。实际上测到的播放器I2S适配器负载时域和音频LVDS适配器负载时域如图4和所示5下图。月里，按着LVDS数据流和I2S数据流规范验证波形图给予负载的资料，与读取的音频数据流开展对比，给予负载解像度4K/ 60P，负载播放器带宽为48kHz，滤波小数点为20bit，对比读取的音频资料推知元件控制系统情况下岗位，然后装配4K/30p、4K/25p、4K/24p等相同码流开展次测试并数据分析对比。本次系统工程设计方案CPU配上意法半导体的公司的STM32F103RBT6CPU、索喜的公司的某款音频仅供处理过程CPU、按钮接口，显示屏推测接口、适配器接口等，顺利完成音频适配器元件的系统工程。经过一系列次测试对比，该设计方案做到端子适配器投LVDS适配器负载以及音频的分开负载，拥护各种特指解像度读取最高者拥护至4K解像度。在开展适配器变换的同时该元件还必须做到相同适配器间的音频德国联邦国防军表达式变换，从而更多的彻底解决适配器也就是说原因，超出预料其设计的最终目标。该元件安全性较高、价格便宜、应用软件，能有效率彻底解决IPTV应用领域之中音频适配器的兼容性问题，在IPTV多方面应用领域广为，格外研究工作与推动。
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【气电转换器】国际化的音频适配器元件设计图，助力超高清代IPTV的的发展
核心提示：南开大学化学与讯息工学院的深入研究技术人员张林铮、叶宇煌、黄荣铭，在2019年第8期《日立关键技术》月刊上投书声称（科学论文开头为“基于STM32音频适配器元件的其设计与做到”），迄今我们处在一个音频中子星的时代，各种新兴音频关键技术如涌现
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