一种fpga大型音频通道路由矩阵的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种音频矩阵，尤其涉及一种FPGA大型音频通道路由矩阵。
【背景技术】
[0002]现有的音频处理器(比如DSP)能处理的音频数据通道数有限，而且接口有限，无法接收数量巨大的音频通道，更没办法实现音频通道的矩阵路由；现有的音频通道路由都采用传统的DSP进行直接处理，能处理的路数非常少，且延时大；如果是几个级联起来处理音频通道，硬件成本将剧增，而且在技术方面更难的实现，不仅仅在硬件系统上很复杂，软件也是难以实现，能处理的通道数非常有限，更加致命的是音频(声音)的延时也是成倍的增加，这样的音频处理器就算做出来了，也是一个让用户无法接受的一个结果。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是需要提供一种能够实现路由交换，降低成本降低技术难度且能够使得灵活性大大提高的大型音频通道矩阵，并提供其路由方法。
[0004]对此，本实用新型提供一种FPGA大型音频通道路由矩阵，包括:FPGA路由矩阵模块、模拟输入模块、模拟输出模块、DSP模块、网络音频模块、级联模块和控制模块，所述模拟输入模块、模拟输出模块、DSP模块、网络音频模块、级联模块和控制模块分别与所述FPGA路由矩阵模块相连接;其中，所述FPGA路由矩阵模块内部包括控制寄存器和用于实现路由配置的RAM。
[0005]本实用新型的进一步改进在于，所述模拟输入模块、模拟输出模块和DSP模块的数量均为两个以上。
[0006]本实用新型的进一步改进在于，所述两个以上的模拟输入模块、模拟输出模块和DSP模块均通过可插拔接口与所述FPGA路由矩阵模块相连接。
[0007]本实用新型的进一步改进在于，所述模拟输入模块和模拟输出模块均为六个，所述DSP模块的数量为八个。
[0008]本实用新型的进一步改进在于，所述模拟输入模块和模拟输出模块集成于同一块模拟板内。
[0009]本实用新型的进一步改进在于，所述FPGA路由矩阵模块还包括第一先进先出缓冲模块和第二先进先出缓冲模块，所述模拟输入模块通过第一先进先出缓冲模块连接至所述FPGA路由矩阵模块的RAM，所述RAM通过第二先进先出缓冲模块连接至所述模拟输出模块。
[0010]本实用新型的进一步改进在于，所述FPGA路由矩阵模块还包括用于实现数据输入的第三先进先出缓冲模块和用于实现数据输出的第四先进先出缓冲模块，所述DSP模块分别通过所述第三先进先出缓冲模块和第四先进先出缓冲模块与所述RAM相连接。
[0011]本实用新型的进一步改进在于，所述FPGA路由矩阵模块还包括用于实现数据输入的第五先进先出缓冲模块和用于实现数据输出的第六先进先出缓冲模块，所述网络音频模块分别通过所述第五先进先出缓冲模块和第六先进先出缓冲模块与所述RAM相连接。
[0012]本实用新型的进一步改进在于，所述FPGA路由矩阵模块还包括用于实现数据输入的第七先进先出缓冲模块和用于实现数据输出的第八先进先出缓冲模块，所述级联模块分别通过所述第七先进先出缓冲模块和第八先进先出缓冲模块与所述RAM相连接。
[0013]本实用新型的进一步改进在于，所述控制模块为ARM或控制处理器。
[0014]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:通过FPGA交换矩阵处理大型音频通道矩阵的路由，使得其灵活性大大提高，延时达到微秒级，能够处理的音频通道数达到600*600以上，同时还降低了成本;在此基础上，相对于传统的固有电路设计，后续改进和升级不再需要修改电路，只需修改控制指令或者约束文件就能够实现，大大缩短了产品的研发周期和升级周期，可控性更高。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型一种实施例的系统结构示意图；
[0016]图2是本实用新型一种实施例的系统结构图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明:
[0018]实施例1:
[0019]如图1所示，本例提供一种FPGA大型音频通道路由矩阵，包括:FPGA路由矩阵模块、模拟输入模块、模拟输出模块、DSP模块、网络音频模块、级联模块和控制模块，所述模拟输入模块、模拟输出模块、DSP模块、网络音频模块、级联模块和控制模块分别与所述FPGA路由矩阵模块相连接;其中，所述FPGA路由矩阵模块内部包括控制寄存器和用于实现路由配置的鹽。
[0020]本例所述FPGA路由矩阵模块为通过FPGA芯片实现的音频交换矩阵，所述FPGA路由矩阵模块将接收到的数据按顺序排列，然后在FPGA路由矩阵模块内部开辟一个用于实现路由配置的RAM以存储路由配置信息，所述RAM中的路由配置信息通过所述控制模块写入至FPGA路由矩阵模块中，所述FPGA路由矩阵模块收到所述控制寄存器的解析指令后送到RAM中存储起来。所述网络音频模块为用于实现网络音频传输的DANTE模块，所述FPGA路由矩阵模块根据控制模块发过来的控制命令进行路由配置，从而实现音频通道的矩阵交换，所述控制模块可以采用ARM或其他控制处理器，比如单片机;所述模拟输入模块、模拟输出模块、DSP模块、网络音频模块和级联模块优选采用11S格式或TDM格式与FPGA路由矩阵模块实现数据的通信。
[0021]比如:RAM的路由配置地址O存的是I，那么意味着输出O通道的数据来自输入I通道的；配置RAM的地址3存的是2，那么意味着输出3通道的数据来自输入2通道的。如此类推就可以实现路由矩阵的功能。
[0022]首先在RAM里面设置有地址循环的读指针，把这个读指针作为配置RAM的读地址，那么配置RAM中相应读出来的数据就是RAM的读地址，那么相对应读指针读出来的数据就是相应的通道数据。如此类推，这样就能够实现路由矩阵交换，简而言之，就是对应输出通道需要什么通道的数据就读相应地址的数据。比如，读指针为8时，从配置RAM中读出来的数据是2，那么输出8通道的数据就来自RAM地址2中的数据，也就是输入2通道的数据。如此类推就可以实现数据的任意读取，从而实现数据的矩阵交换。
[0023]本例所述模拟输入模块和模拟输出模块以模拟板的形式可插拔装载，并且可以通过多台CSAP(插卡式音频处理器)设备进行级联，进而形成大规模的FPGA大型音频通道阵列，灵活搭配，满足各种使用场合;本例相当于提供了一种插卡式的音频处理器，其整个系统有几百路的音频通道需要任意交换。相反的，如果像现有技术那样采用DSP做音频通道交换，一个DSP显然是做不到几百路矩阵交换的，如果用多个DSP处理音频通道交换，那么其灵活性又大大降低，而且延时大大升高，成本也剧增。用ARM等处理器来实现音频通道交换的难度就更大了。
[0024]本例采用FPGA路由矩阵处理音频通道交换，提出FPGA大型音频通道路由矩阵的路由方法，此方法在插卡式音频处理器中实现了600*600的大型音频通道矩阵路由，使得音频处理器的配置相当灵活，而且成本大大降低;在此基础上，音频数据在FPGA路由矩阵模块中的延时更是做到了微秒级。
[0025]现有技术中，一般都采用传统的技术，利用额外的DSP专门做音频路由，而且能处理的路数有限、延时大、不灵活且成本高。与