传统的现场音频传输技术是利用模拟线缆加配线架来搭建传输系统,其连接繁琐且配置复杂。随着数字音频技术和网络技术的迅猛发展,出现了利用IP网络传输现场实时音频的Audio-over-IP技术。利用IP网络传输现场实时音频在传输容量、网络配置和资源共享上有很大优势。另外,利用IP网络传输实时音频还提供了一个可扩充的平台,以适应未来高清音质实时音频、数据共享等领域的发展。研究基于IP的实时音频传输技术具有重要的实际意义。
IP网络传输实时音频具有众多优势,然而却存在时钟不匹配、延时不确定等问题,时钟同步和低延时一直是专业音频领域首要解决的问题。本文设计了一种基于IP的实时音频传输方案,以亚微秒级时钟同步和低延时为目标,在软硬件平台上对其进行了研究和实现。具体的工作内容如下:
1.研究分析了 Audio-over-IP技术的相关原理,设计了一种基于 IP的实时音频传输方案。为完成高精度的时钟同步,方案采用了IEEE1588标准的PTP精确时钟协议,且采用了硬件支持 PTP时间戳获取的技术。为实现低延时的音频传输,方案采用了RTP协议来传输数据,针对音频系统的需求对音频数据进行了RTP封包设计。
2.设计了基于以上方案的实时音频传输系统硬件平台。硬件平台以ARM9微处理器芯片S3C2440A为核心,以DM9000E作为网络MAC扩展。平台中增加了硬件支持IEEE1588标准的DP83640芯片作为PTP的硬件支持模块。为产生同步音频时钟设计了DP83640+FPGA的音频时钟产生模块。在硬件平台的基础上设计了音频传输系统中关键芯片的驱动。
3.完成了实时音频传输系统的软件设计。设计了时钟精确同步协议PTP的状态检测程序,主从时钟节点的同步程序。设计了RTP传送和接收音频数据的程序,完成了对音频数据的RTP封装程序,RTP数据包的乱序处理程序。
本文最终验证了所设计方案的有效性,实现了足够满足专业音频需求的亚微秒级时钟同步,实现了性能良好的实时数据传输。
|
楼主
