一种接口处理装置的制作方法

1.本发明属于通信技术领域；具体涉及一种电台接口处理装置。


背景技术：

2.目前传统电台等信道设备仍沿用原普通的四线音频，rs422/rs232串口和部分并口进行数据通信，在复杂使用环境中需要接口处理装置进行以上信号的交换，实现各类电台与信道设备的组合功能，传统接口处理装置采用专用接口对电台进行接入，只能实现一对一的接入，电路设计单一、复杂，后期的维护成本还是维护难度都是比较高的，而且整个电路的可靠性也会下降。本发明根据传统电台的接口种类进行划分，实现了接入装置接口的标准化，能灵活的进行接口数据的交换，并能根据实际需求进行接口的剪裁，大幅提升了接口装置的使用便利性。


技术实现要素：

3.针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种接口处理装置，所述接口处理装置包括：cpu模块、fpga模块、音频接入模块、串口接入模块和并口接入模块；
4.所述音频接入模块将外部输入的多路音频信号经由所述fpga模块传输至所述cpu模块进行数据处理；
5.所述串口接入模块将外部输入的多路串口信号经由所述fpga模块传输至所述cpu模块进行数据处理；
6.所述并口接入模块将外部输入的多路并口信号经由所述fpga模块传输至所述cpu模块进行数据处理；
7.所述音频接入模块包括多个音频接口，所述串口接入模块多个串口接口，所述并口接入模块包括多个并口接口，其中，1个音频接口、1个串口接口和1个并口接口组成所述接口处理装置的1个设备接口，所述接口处理装置包括多个设备接口。
8.优选地，所述fpga模块包括音频处理模块、串口处理模块、并口处理模块、控制/数据模块和管理模块。
9.优选地，所述控制/数据模块由local bus控制单元和pcie核单元组成，提供所述cpu模块与所述fpga模块之间的控制与数据接口。
10.优选地，所述管理模块由信号采集单元与ipmb通信单元组成，所述信号采集单元采集板卡的温度状态，所述ipmb通信单元对所述接口处理装置进行远程监控。
11.优选地，所述音频处理模块由数据采样单元，编解码单元，交换单元和选择器组成。
12.优选地，所述串口处理模块由串口选择单元、串口ip核与串口交换单元组成。
13.优选地，所述并口处理模块由并口输入单元，并口输出单元和并口交换单元组成。
14.优选地，所述音频接入模块由音频切换单元、音频滤波单元、音频驱动单元和
codec单元组成。
15.优选地，所述串口接入模块由串口切换单元和电平转换单元组成。
16.优选地，所述并口接入模块由输入电平转换单元和输出控制单元组成。
17.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：
18.(1)该装置能实现音频，串口，并口的接入和装置内交换功能，同时也能将以上接口信息进行转换成数字信号交由进行网络交换，实现数据的跨装置传输。该装置能将各类接口繁杂的电台接入进行标准化接入后进行灵活的数据交换，大幅降低了接口设计的复杂程度，电路设计简单，可靠性高，能够较好的兼容老设备接入需求，并实现平滑升级。另外该装置采用全国产化芯片，能够解决进口芯片禁运等卡脖子问题。
19.(2)本发明的国产化电台接口处理装置包括cpu模块、fpga模块、音频接入模块、串口接入模块和并口接入模块，可以根据需求设计音频，串口和并口数量，并能灵活进行数据交换，能够采用标准化接口对电台进行接入。
附图说明
20.图1是本发明装置和电台设备连接框图；
21.图2是本发明接口处理装置组成框图；
22.图3是本发明装置控制/数据模块组成框图；
23.图4是本发明本发明装置管理模块组成框图；
24.图5是本发明装置音频处理模块组成框图；
25.图6是本发明本发明装置串口处理模块组成框图；
26.图7是本发明装置并口处理模块组成框图；
27.图8是本发明装置音频接入模块组成框图；
28.图9是本发明装置串口接入模块组成框图；
29.图10是本发明装置并口接入模块组成框图。
具体实施方式
30.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
31.实施例：
32.传统电台的音频、串口和并口数量并不统一，如图1中所示，是本发明装置和电台设备连接框图；本发明电台接口处理装置根据其音频、串口和并口种类将每个接口设计为一个设备接口，该接口具备1组音频、1组串口和1组并口，在实际使用中可以根据电台不同接口的数量进行连接。如电台设备1含2组串口，因此可以连接接口处理装置的2个设备接口。
33.如图2所示，是本发明接口处理装置组成框图，本发明接口处理装置主要由cpu模块、fpga模块、音频接入模块、串口接入模块和并口接入模块组成。实现音频、串口和并口的
接入和处理，其中fpga模块包括音频处理模块、串口处理模块、并口处理模块、控制/数据模块和管理模块；音频接入模块用于将外部的多路音频的输入信号传输到fpga模块的音频处理模块，串口接入模块用于将外部的多路串口的输入信号传输到fpga模块的串口处理模块，并口接入模块用于将外部的多路并口的输入信号传输到fpga模块的并口处理模块。
34.本发明cpu模块依据该芯片的需求搭建外围电路，主要包括程序存储器(flash)、随机存储器(ram)、复位电路、以太网电路(phy)、看门狗电路(wdt)组成，该模块用于实现国产操作系统的运行，提供用户操作界面和各类接口。
35.如图3所示是本发明装置控制/数据模块组成框图，控制/数据模块主要由local bus控制单元和pcie核单元组成，提供cpu与fpga之间的控制与数据接口，优选地，通过pciex4总线和cpu模块通信，实现数据的收发控制。
36.如图4所示是本发明装置管理模块组成框图，管理模块负责采集设备接口板的环境温度、电源电压、板号状态；可远程控制设备接口板的上电、复位；
37.管理模块由信号采集单元与ipmb通信单元组成，信号单元采集板卡的温度状态，ipmb通信单元通过i2c总线对接口处理装置进行远程监控。
38.如图5所示是本发明装置音频处理模块组成框图，音频处理模块由数据采样单元，编解码单元，交换单元和选择器组成：
39.其中，数据采样单元对音频数字信号进行多频率采样，包括8khz，16khz，24khz，48khz，96khz五种采样模式，涵盖窄带至宽带音频的全部频段；
40.选择器实现音频数据方向选择，可以选择将数据交由编解码单元处理后提供至cpu处理，或者选择交由音频交换单元进行本地交换；
41.编解码单元用于g.711a与g.711u编解码处理，将数字音频进行处理后通过pcie总线交由cpu进行下一步voip网络化处理；
42.交换单元用于将数字音频进行音频输入与输出的交叉连接，能够实现任意音频之间的本地数据交换功能。
43.如图6所示是本发明装置串口处理模块组成框图，串口处理模块由串口选择单元、串口ip核与串口交换单元组成，实现串口数据的回环、交换和数据通信：
44.其中，串口选择单元实现串口数据方向选择，可以选择将数据交由ip处理后提供至cpu处理，或者选择交由串口交换单元进行本地交换；
45.串口ip核实现rs422与rs232串口的控制与数据传输；
46.串口交换单元用于将串口输入与输出的交叉连接，能够实现任意串口之间的本地数据交换功能。
47.如图7所示是本发明装置并口处理模块组成框图，并口处理模块由并口输入单元，并口输出单元和并口交换单元组成，实现并口输入状态数据采集，并口输出状态驱动控制和并口交换功能：
48.其中，并口输入单元用于将采集的并口输入信号上报至cpu，主要包括高电平与低电平两种状态；
49.并口输出单元提供并口输出操作接口，能够控制并口的输出电平状态，主要包括高电平，低电平和高阻三种状态；
50.并口交换单元用于将并口进行输入与输出的交叉连接，能够实现任意并口之间的
本地数据交换功能。
51.如图8所示是本发明装置音频接入模块组成框图，音频接口模块由音频切换单元、音频滤波单元、音频驱动单元和codec单元组成：
52.其中，音频切换单元用于宽带与窄带的音频选择控制；
53.音频滤波单元分别对输入的宽带与窄带进行滤波；
54.音频驱动单元对音频进行阻抗控制并提供单端转差分功能；
55.codec单元完成a/d和d/a转换。
56.如图9所示是本发明装置串口接入模块组成框图，串口接入模块由串口切换单元和电平转换单元组成：
57.其中，串口切换单元用于rs422与rs232的串口选择控制；
58.电平转换单元完成串口电平的转换，提供fpga进行处理。
59.如图10所示是本发明装置并口接入模块组成框图，并口接入模块由输入电平转换单元和输出控制单元组成：
60.其中，输入电平转换单元将并口输入电平进行数字转换后交由fpga进行处理；
61.输出控制单元用于控制并口输出电平。
62.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。