一种音频传输方法、系统、计算机设备、介质及应用与流程

1.本发明属于数据传输技术领域，尤其涉及一种音频传输方法、系统、计算机设备、介质及应用。


背景技术：

2.目前：目前市场上的音频设备的集成电路内置总线常使用i2s总线，又称为集成电路内置音频总线。该总线是飞利浦公司为数字音频设备之间的音频数据传输而制定的一种总线标准，目前使用非常广泛，它采用了独立的导线传输时钟与数据信号的设计，将数据和时钟信号分离。所以，标准的i2s总线通常由3根串行导线组成，一根是时分多路复用数据线；一根字选择线；一根时钟线。
3.现有技术一：cn201821939725.7一种具有音频单通道全双工通信电路的通信设备。本实用新型提出了一种具有音频单通道全双工通信电路的通信设备，包括：激励器单元、控制单元、单通道音频功率放大器、接收单元、基带单元、电源单元和双工器，其中，所述激励单元与所述控制单元双向连接，所述控制单元与所述接收单元，所述接收单元与基带单元和双工器的接收端连接，所述单通道音频功率放大器与所述双工器的发送端连接，所述基带单元与所述激励器单元连接，所述基带单元进一步与数据终端连接，所述电源单元与所述激励器单元、控制单元、单通道音频功率放大器、接收单元、基带单元和双工器连接以进行供电。
4.本实用新型达到一定的稳定性，同时可靠性也很好。
5.现有技术二：cn201710512532.7一种多功能音频集成系统。一种多功能音频集成系统，包括音频信号输入设备和功放输出设备，所述音频信号输入设备与功放输出设备之间设有音频信号处理的集成电路模块，所述集成电路模块包括信号输入模块、单双通道切换模块、信号放大电路、过载压缩电路、低音通道处理模块、自动静音模块和和功放输出模块，所述信号输入模块的音频信号输入端与单双通道切换模块连接，所述单双通道切换模块包括有单双切换开关、左通道音频处理电路和右通道音频处理电路。本发明通过单双通道切换模块确定单声道和立体声的输出，并在左通道和右通道中设有过载压缩保护，保证音频信号在放大后不出现过高电压，维持音频集成系统的稳定。
6.现有技术三：cn201120510657.4四通道音频处理器。一种四通道音频处理器，其特征在于，包括音频输入模块、输入处理模块、四通道输出处理模块和音频输出模块；音频输入模块，用于接收外界音频信号并输入到输入处理模块；输入处理模块，包括第一和第二输入处理单元，每个输入处理单元设有一个5段参量均衡器，用于对输入的音频信号进行信号选择、初步整体处理和5段参量均衡调节；四通道输出处理模块，包括第一至第四输出处理通道，每条输出处理通道包括依次电连接的一级处理单元、高通滤波器和二级处理单元，一级处理单元设有一个5段参量均衡器，二级处理单元设有一个2段参量均衡器，用于将初步整体处理完的音频信号分成四个通道并根据不同需要进行进一步细节处理；音频输出模块，包括第一至第四通道输出端，分别电连接于上述第一至第四输出处理通道的末端，用于
将第一至第四输出处理通道处理后的音频信号同时输出；音频输入模块、输入处理模块、四通道输出处理模块和音频输出模块依次电性连接。本实用新型的四通道音频处理器，将输入的音频信号分入第一和第二输入处理单元中进行整体的参量均衡调节后，再分别输入第一至第四输出处理通道内分通道进行细化处理和参量均衡调节，使各通道输出的音频信号可以具有不同的音效，从而在输出时达到不同的立体声效果。音频信号处理过程中提供有多个参量均衡器，不仅可以从整体上调整，还可以对各个输出通道进行细化调整，满足了多音效均衡调节的使用需求。
7.现有技术四：cn201720304551.6一种八通道音频处理器。本实用新型公开了一种八通道音频处理器，包括八通道音频处理器本体，所述八通道音频处理器本体的对应两侧均开设有若干个散热孔，所述八通道音频处理器本体的顶部中心处安装有设备箱，所述设备箱的顶部安装有顶板，所述散热孔的一侧安装有挡板，所述挡板的顶部通过电动推杆与所述八通道音频处理器本体的顶部内壁连接，所述电动推杆的一侧安装有plc控制器，所述plc控制器的一侧安装有温度传感器，所述设备箱的内部安装有干燥箱，所述干燥箱的底部开设有若干个通孔，所述设备箱的底部对应两侧均安装有导轨，所述导轨上安装有移动滑块，所述移动滑块的底部安装有散热器，该八通道音频处理器，具有良好的散热效果。
8.在常用的音频数据中，除了单通道，还会有双通道，四通道，六通道，八通道等音频数据。i2s总线解决多通道的方式是提供另外三根数据线，这样总共四根数据线，最多支持八通道音频通信。但是当四数据线i2s总线传输单通道或双通道音频数据时，数据线只有一根在使用，其余几根并没有传输任何数据，是冗余的状态，导致音频传输效率低，浪费资源。
9.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：目前的i2s总线传输单通道或双通道音频数据时音频传输效率低。
10.解决以上问题及缺陷的难度为：目前的i2s总线传输并不兼容在多通道数据线的情况下并行传输单通道或双通道音频数据，解决以上问题需要一种新的传输方式。
11.解决以上问题及缺陷的意义为：本发明传输方式在兼容目前已有的i2s总线传输协议的同时，可以并行传输单通道或双通道音频数据。提升了音频传输效率。


技术实现要素：

12.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种音频传输方法、系统、计算机设备、介质及应用。
13.本发明是这样实现的，一种音频传输方法，所述音频传输方法包括：
14.第一步，在某个时钟周期t0时刻开始传输，首先让ws(声道选择)信号发生变化。
15.第二步，ws发生变化后，准备该通道需要发送的数据，ws＝0表示接下来传输右声道，ws＝1表示接下来传输左声道。
16.第三步，在下一个时钟周期t0 1时刻的下降沿让四个数据位同步发生变化。接收方会在下一个上升沿时刻进行数据的并行采样。
17.第四步，假设传输四个字节的音频数据，这四个字节从高位到低位分别为r0,r1,r2,r3。在sdata右声道数据r0，r1，r2，r3发生变化的同时ws信号也拉高为1切换到左声道。完成右声道数据的并行传输。
18.第五步，在ws切换到左声道时的下一时刻的下降沿让四个数据位同步发生变化；
接收方会在下一个上升沿时刻进行数据的并行采样。
19.第六步，继续发下一个声道的音频数据，直到全部音频数据发送完成。
20.进一步，在第一步中，ws信号决定了接下来传输音频数据的左右声道。
21.进一步，在第三步中，在下一个时钟周期t0 1时刻的下降沿让四个数据位同步发生变化，这四个数据分别是右声道的r0，r1，r2，r3。
22.进一步，在第四步中，由于ws发生变化的时刻相比较sdata发生变化的时刻总是提前一个时钟周期，所以sdata右声道数据r0，r1，r2，r3发生变化的同时ws信号也拉高为1切换到左声道。
23.进一步，在第五步中，在ws切换到左声道时的下一时刻的下降沿让四个数据位同步发生变化，左声道四个字节的数据从高位到低位分别是l0,l1,l2,l3。。接收方会在下一个上升沿时刻进行数据的并行采样。
24.本发明的另一目的在于提供一种实施所述音频传输方法的音频传输系统，所述音频传输系统包括：
25.信号变化模块，用于在某个时钟周期t0时刻开始传输，首先让ws信号发生变化。
26.发送数据准备模块，用于ws发生变化后，准备该通道需要发送的数据。
27.数据位同步变化模块，用于在下一个时钟周期t0 1时刻的下降沿让四个数据位同步发生变化；接收方会在下一个上升沿时刻进行数据的并行采样。
28.声道切换模块，用于在sdata右声道数据r0，r1，r2，r3发生变化的同时ws信号也拉高为1切换到左声道；在ws切换到左声道时的下一时刻的下降沿让四个数据位同步发生变化；接收方会在下一个上升沿时刻进行数据的并行采样。
29.本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述音频传输方法的步骤。
30.本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述音频传输方法的步骤。
31.本发明的另一目的在于提供一种所述音频传输方法在音频设备中的应用。
32.结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明在物理传输层兼容i2s多通道传输协议，使用和i2s传输相同的导线，具有相同的电气特性。串行数据线总共有四根，在传输多通道音频时和i2s传输协议一样。但是在传输双通道音频时采用并行传输的方式，这样只用两个时钟周期就可以完成双声道4bits的传输。本发明所提供的方法可以在传输单通道或双通道音频数据时使用剩下的几根数据线做并行传输，提升音频传输效率。
附图说明
33.图1是本发明实施例提供的音频传输方法流程图。
34.图2是本发明实施例提供的音频传输系统的结构示意图；
35.图2中：1、信号变化模块；2、发送数据准备模块；3、数据位同步变化模块；4、声道切换模块。
36.图3是本发明实施例提供的i2s传输双通道音频的时序图。
37.图4是本发明实施例提供的本发明传输双通道音频的时序图。
具体实施方式
38.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
39.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种音频传输方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
40.如图1所示，本发明提供的音频传输方法包括以下步骤：
41.s101：在某个时钟周期t0时刻开始传输，首先让ws(通道选择)信号发生变化。
42.s102：ws发生变化后，准备该通道需要发送的数据，ws＝0表示接下来传输右声道，ws＝1表示接下来传输左声道。
43.s103：在下一个时钟周期t0 1时刻的下降沿让四个数据位同步发生变化。接收方会在下一个上升沿时刻进行数据的并行采样。
44.s104：在sdata右声道数据r0，r1，r2，r3发生变化的同时ws信号也拉高为1切换到左声道。
45.s105：在ws切换到左声道时的下一时刻的下降沿让四个数据位同步发生变化；接收方会在下一个上升沿时刻进行数据的并行采样。
46.s106：继续发下一个音频数据。
47.在本发明中接收方并行采样数据后会进行并转串操作。
48.本发明提供的音频传输方法业内的普通技术人员还可以采用其他的步骤实施，图1的本发明提供的仅仅是一个具体实施例而已。
49.如图2所示，本发明提供的音频传输系统包括：
50.信号变化模块1，用于在某个时钟周期t0时刻开始传输，首先让ws信号发生变化。
51.发送数据准备模块2，用于ws发生变化后，准备该通道需要发送的数据。
52.数据位同步变化模块3，用于在下一个时钟周期t0 1时刻的下降沿让四个数据位同步发生变化；接收方会在下一个上升沿时刻进行数据的并行采样。
53.声道切换模块4，用于在sdata右声道数据r0，r1，r2，r3发生变化的同时ws信号也拉高为1切换到左声道；在ws切换到左声道时的下一时刻的下降沿让四个数据位同步发生变化；接收方会在下一个上升沿时刻进行数据的并行采样。
54.下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述。
55.本发明提供的音频传输方法的i2s在音频传输中主要有三类信号：
56.(1)串行时钟sclk，也叫做位时钟bclk，即对应数字音频的每一位数据，都会有一个脉冲。sclk的频率＝2x采样频率x采样位数。
57.(2)字选择线ws，用于切换左右声道的数据。ws的频率＝采样频率。0表示传输的是左声道数据，1表示传输的是右声道。
58.(3)串行数据sdata，i2s格式的信号无论有多少位有效数据，数据的最高位总是出现在lrck变化(也就是一帧开始)后的第2个sclk脉冲处。这就使得接收端与发送端的有效位数可以不同。如果接收端能处理的有效位数少于发送端，可以放弃数据帧中多余的低位
数据；如果接收端能处理的有效位数多于发送端，可以自行补足剩余的位。这种同步机制使得数字音频设备的互连更加方便，而且不会造成数据错位。
59.多通道的音频传输如图3所示，会有另外三根数据线传输其余通道，图中所示为i2s传输双通道音频，每个声道传输4bits的情况。可以看到剩下三个数据通道并没有被利用，数据传输总共要8个时钟周期才能完成传输。
60.如图4所示，是本发明的传输双通道音频数据的时序图。
61.本发明提供的音频传输方法具体包括以下步骤：
62.步骤一：在某个时钟周期t0时刻开始传输，首先让ws信号发生变化，ws信号决定了接下来传输音频数据的左右声道。
63.步骤二：ws发生变化后，准备该通道需要发送的数据，ws＝0表示接下来传输右声道，ws＝1表示接下来传输左声道。在图4示例中首先传输右声道数据。
64.步骤三：在下一个时钟周期t0 1时刻的下降沿让四个数据位同步发生变化，这四个数据分别是右声道的r0，r1，r2，r3。接收方会在下一个上升沿时刻进行数据的并行采样。
65.步骤四：由于ws发生变化的时刻相比较sdata发生变化的时刻总是提前一个时钟周期，所以sdata右声道数据r0，r1，r2，r3发生变化的同时ws信号也拉高为1切换到左声道。
66.步骤五：在ws切换到左声道时的下一时刻的下降沿让四个数据位同步发生变化，这四个数据分别是左声道的l0，l1，l2，l3。接收方会在下一个上升沿时刻进行数据的并行采样。
67.步骤六：继续发下一个音频数据。
68.应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、cd或dvd
‑
rom的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
69.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。