一种高速和低速复合的音视频双向传输系统的制作方法

本发明涉及音视频传输，具体涉及一种高速和低速复合的音视频双向传输系统。

背景技术：

1、在音视频传输领域中，标准传输接口需要配合标准线缆使用。标准接口一般由主通路和辅助通路组成，主通路和辅助通路是相互独立的，分布在特定线缆中不同的线束上。主通路用来传输音视频数据，辅助通路用来传输控制信号和辅助数据。辅助通路用来完成上下游芯片的信息交互。采用主通路和辅助通路配合的传输方式，其优点是系统结构清晰，实现起来比较简单，缺点是需要更多的线缆，成本显著增加，同时也限定了传输线缆的类别。在采用双绞线、车载线传输的场景下，没有辅助通路，上下游芯片无法进行通信和监测。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种高速和低速复合的音视频双向传输系统。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种高速和低速复合的音视频双向传输系统，包括发送器和接收器，所述发送器和接收器配合设有双向传输电路，所述双向传输电路具有由发送器至接收器传输方向的高速通道和双向的低速通道两种信道，其中，所述系统在正常工作时，所述双向传输电路的在传输信道上表现为全双工模式，在全双工模式下：

3、所述发送器用以接收标准协议的音视频数据和生成辅助数据，并对标准协议音视频数据进行处理，并在处理后与辅助数据一同处理成高速包数据，然后经由双向传输电路的高速通道发送至接收器；

4、所述接收器用以接收发送器发送的音视频数据和辅助数据，并对接收的音视频数据和辅助数据分别进行处理，以将接收的音视频数据恢复成标准协议的音视频数据，然后发送给下游的标准协议设备；同时依据对辅助数据的处理结果和内容生成反馈的辅助数据，并将反馈的辅助数据处理成低速包数据，然后经由双向传输电路的低速通道发送至发送器；

5、所述发送器还用以接收接收器发送的反馈的辅助数据，并对其接收的反馈的辅助数据进行处理，以获得反馈的辅助数据。

6、进一步的，所述系统在启动或模式切换控制时，所述双向传输电路的信道表现为半双工模式，在半双工模式下：

7、所述发送器用以生成辅助数据，并将辅助数据处理成低速包数据，然后由双向传输电路的低速通道发送至接收器；

8、所述接收器对接收的辅助数据进行处理，依据对辅助数据的处理结果和内容生成反馈的辅助数据，并将反馈的辅助数据处理成低速包数据，然后经由双向传输电路的低速通道将发送至发送器。

9、进一步的，所述发送器包括：

10、标准协议音视频数据接收模块，用以接收外部输入的标准协议的音视频信号，并对标准协议的音视频信号进行解析处理，以获得视频数据和音频数据；

11、第一视频处理模块，用以将标准协议音视频数据接收模块解析出的视频数据恢复成标准格式和数据，然后对标准格式和数据进行视频处理；

12、第一音频处理模块，用以将标准协议音视频数据接收模块解析出的音频数据恢复成连续的码流，同时生成音频时钟；

13、第一辅助数据处理模块，用以依据当前的状态生成辅助数据，或者对接收器发送的反馈的辅助数据进行响应，并在全双工模式下将辅助数据转化成适用于高速组包组帧模块的数据包，在半双工模式下将辅助数据转化成适用于第一低速发送模块的数据包；

14、高速组包组帧模块，用以在全双工模式下接收第一视频处理模块、第一音频处理模块和辅助数据处理模块发送的数据，并按照具体的数据包结构和数据帧结构对其接收的数据进行组包和组帧形成高速包数据；

15、高速发送模块，用以接收高速组包组帧模块发送的数据进行冗余检验、加扰和编码，然后发送至双向传输电路，以通过双向传输电路的高速通道发送至接收器；

16、第一低速发送模块，用以在半双工模式下对接收第一辅助数据处理模块输出的数据进行编码，然后发送至双向传输电路，以通过双向传输电路的低速通道发送至接收器；

17、第一低速接收模块，用以从双向传输电路的低速通道接收反馈的辅助数据，并对其接收的反馈的辅助数据进行处理，然后发送至第一辅助数据处理模块。

18、进一步的，所述接收器包括：

19、高速接收模块，用以在全双工模式下从双向传输电路的高速通道接收数据，并根据数据帧结构和数据包结构对接收的数据进行解码、解扰、校验，以解析获得视频数据、音频数据和辅助数据；

20、第二视频处理模块，用以将高速接收模块解析获得的视频数据恢复成标准视频格式和数据，然后对标准格式和数据进行视频处理；

21、第二音频处理模块，用以将高速接收模块解析获得的音频数据恢复成连续的码流，同时生成音频时钟；

22、标准协议组包组帧模块，用以将第二视频处理模块和第二音频处理模块输出的数据按照标准协议要求进行组包和组帧；

23、标准协议音视频数据发送模块，用以将标准协议组包组帧输出的数据进行纠错检验、加扰和编码，然后发送至下游的标准协议设备；

24、第二低速接收模块，用以在半双工模式下从双向传输电路的低速通道接收数据，按照约定的解码方式对接收到的数据进行解码，以获得在半双工模式下发送器发送的辅助数据；

25、第二辅助数据处理模块，用以接收高速接收模块和第二低速接收模块输出的辅助数据，然后对接收到的辅助数据进行识别和处理，并根据处理的结果和内容生成反馈的辅助数据；

26、第二低速发送模块，用以对第二辅助数据处理模块输出的反馈的辅助数据进行编码，然后发送至双向传输电路，以通过双向传输电路的低速通道将反馈的辅助数据发送至发送器。

27、进一步的，所述发送器还包括第一低速协议嵌入模块，所述第一低速协议嵌入模块用以在全双工模式下接收外部输入的若干种低速协议数据，并将其接收的若干种低速协议数据同步到高速通道所在的时钟域，然后采用特定的编码方式处理成适用于高速发送模块的包结构，所述高速发送模块将编码处理后的数据嵌入数据流中，并通过双向传输电路的高速通道发送至高速接收模块；

28、所述高速接收模块还用以在全双工模式下对其接收的数据解析获得若干种低速协议数据；

29、所述接收器还包括：

30、第一低速协议提取模块，用以对高速接收模块解析获得的若干种低速协议数据进行解码，以获得若干种独立的低速协议数据，并将各个独立的低速协议数据输出至不同的外设。

31、进一步的，所述接收器还包括：

32、第二低速协议嵌入模块，用以在全双工模式下接收外部输入的若干种低速协议数据，并将其接收的若干种低速协议数据同步到低速通道所在的时钟域，然后采用特定的编码方式处理成适用于第二低速发送模块的包结构；

33、低速组包组帧模块，用以将第二辅助数据处理模块输出的反馈的辅助数据和第二低速协议嵌入模块输出的编码处理后的若干种低速协议数据进行组包和组帧，然后发送至第二低速发送模块，以将反馈的辅助数据和若干种低速协议数据通过双向传输电路的低速通道发送至第一低速接收模块；

34、所述发送器还包括：

35、低速解包解帧模块，用以对第一低速接收模块收到的反馈的辅助数据和若干种低速协议数据进行解包处理；

36、第二低速协议提取模块，用以对低速解包解帧模块输出的若干种低速协议数据进行解包处理，以获得若干种独立的低速协议数据，并将各个独立的低速协议数据输出至不同的外设。

37、进一步的，所述双向传输电路包括设置在发送器侧的高速驱动器、第一低速发送电路、第一低通滤波共模恢复电路和第一低速接收电路，以及设置在接收器侧的高通滤波器、高速接收器、第二低速发送电路、第二低通滤波共模恢复电路和第二低速接收电路，所述高速驱动器用以与高速发送模块连接，所述第一低速发送电路用以与第一低速发送模块连接，所述第一低速接收电路用以与第一低速接收模块连接，所述高速接收器用以与高速接收模块连接，所述第二低速发送电路用以与第二低速发送模块连接，所述第二低速接收电路用以与第二低速接收模块连接；

38、当发送器向接收器发送数据时：

39、在半双工模式下，所述高速驱动器的输出处于高阻状态，所述第一低速发送电路、第二低通滤波共模恢复电路、第二低速接收模块处于工作状态，所述第二低速发送电路、第一低通滤波共模恢复电路、第一低速接收电路处于关闭状态，所述第一低速发送电路用以将第一低速发送模块输出的低速数字信号转换成低速模拟信号，同时对低速模拟信号的斜率经行控制，然后通过差分线将低速模拟信号发出；所述第二低通滤波共模恢复电路用以从差分线上接收第一低速发送电路发送的低速模拟信号，并发送至第二低速接收电路，所述第二低速接收电路用以将其接收的模拟信号转换成低速数字信号，并发送至第二低速接收模块；

40、在全双工模式下，所述高速驱动器、高通滤波器、高速接收器、第二低速发送电路、第一低通滤波共模恢复电路、第一低速接收电路处于工作状态，所述第一低速发送电路、第二低通滤波共模恢复电路、第二低速接收模块处于关闭状态，所述高速驱动器用以将高速发送模块输出的高速数字信号转换成高速模拟信号，同时对高速模拟信号进行整形和调幅；所述高通滤波器用以差分线上对叠加的低速信号进行滤除，以获得高速模拟信号，并发送至高速接收器；所述高速接收器用以将接收的高速模拟信号转换成高速数字信号，并发送至高速接收模块；

41、当接收器对发送器发送的数据进行响应时，所述第二低速发送电路、第一低通滤波共模恢复电路、第一低速接收电路处于工作状态，所述第一低速发送电路、第二低通滤波共模恢复电路、第二低速接收模块处于关闭状态，所述第二低速发送电路用以将第二低速发送模块输出的低速数字信号转换成低速模拟信号，同时对低速模拟信号的斜率经行控制，然后通过差分线将低速模拟信号发出；所述第一低通滤波共模恢复电路用以恢复差分线上的低频分量，以将低速模拟信号从高速模拟信号中分离出来，并发送至第一低速接收电路，所述第一低速接收电路用以将其接收的低速模拟信号转换成低速数字信号，并发送至第一低速接收模块。

42、进一步的，所述低速协议数据包括i2c、uart、ir协议数据中的一种或任意组合。

43、有益效果：本发明采用辅助数据组包、多种低速协议数据复合嵌入以及固定速率链路的兼容解决方案，实现了在高速超高清音视频通路上传输辅助数据，最大程度上减小线束对，完成上下游芯片的实时通信；发送器在高速信号中嵌入辅助数据和低速协议数据，接收器反馈的辅助数据采用差模回传及干扰消除等技术，将应答数据反馈给发送器，该双向传输方案可以兼容多种低速标准协议的叠加，例如i2c、uart、ir等；本发明可以用于音视频信号和控制系统的实现集成、延长、分配和优化，最大限度提高特性；可有效适用于以双绞线/车载线缆等为传输介质的超高清音视频传输。