基于嵌入式的以太网数字语音广播系统设计

本文给出一种嵌入式以太网数字语音广播系统解决方案，能够较简单地实现广播系统的区域广播功能。该系统基于ARM架构，采用系统播放终端仲裁的方法控制区域广播的实现，广播内容能够同步播放和保存。

以太网数字语音广播系统主要是指以以太网为传播介质提供音频服务的广播系统，可以很好地利用以太网解决语音信号远距离传输难题。允许设计者创建大型网络结构来实现数以千路的数字语音信号在以太网上传输，充分利用了现有网络资源，避免重复架设线路的麻烦，实现了广播与计算机网络的多网合一，彻底解决了传统广播系统存在的音质不佳、容易受干扰、维护管理复杂以及互动性差等问题。同时可以实现选择全部、部分或特定区域进行定向分组广播，突破了传统广播系统只能对全部区域进行公共广播的局限。现有的以太网数字语音广播系统在实现区域广播功能上大都采用控制信号控制播放终端加入或者离开组播组的方式实现，需要在实现广播之前发送控制信号使终端加入组播组然后才能实现广播，或者在服务器端建立一张复杂的映射表来维护播放终端的状态以实现区域广播，功能实现较为复杂。

　　1 结构设计

　　该系统采用C／S结构，由广播系统服务器端与广播系统播放终端两部分组成，如图1所示。

　　广播系统服务器端在PC机上实现，是一个由VC++实现的语音信号采集、存储、网络传输的程序。该部分通过麦克风对语音信号进行采集存储，然后将语音数据通过UDP的方式传输到以太网上，实现语音数据的网络传输功能。

　　广播系统播放终端为基于LM3S8962的嵌入式终端，实现从以太网上接收发送给它的IP语音数据包，并由音频解码芯片MS6336完成语音数据的数／模转换及播放。

　　2 广播系统播放终端硬件设计

　　广播系统播放终端主控制芯片采用LuminaryMicro公司所提供的微控制器LM3S8962。该系列芯片是首款基于ARM CortexTM-M3的控制器，内部集成以太网控制器，是业界首款支持工业以太网(IEEE)的ARM芯片，可以方便地实现网络功能。

　　音频解码芯片采用MOSA公司生产的MS6336芯片。该芯片是一款16位立体声音频数字模拟转换器，支持的数字输入格式有Right Justifl-ed，Left Justified，I2S。MS6336控制接口采用I2C总线，接口容易设定。DAC部分具有精确稳定的电流量，结合极好的对称译码方式，能够重现出高质量的音频信号。

　　主控制芯片LM3S8962通过磁性元件与RJ45接口相连，用于从以太网上接收语音数据。LM3S8962为音频解码芯片MS6336提供控制信号和语音数据信号。LM3S8962支持I2C功能，PB2和PB3口分别提供了I2C的时钟和数据信号，可以将这两个引脚和MS6336的I2C功能引脚直接相连，并且需要加上拉电阻。LM3S8962不支持MS6336需要的数据输入格式，系统中MS6336的数据输入格式采用I2S，所以要给MS6336提供语音数据，需要采用LM3S8962的GPIO口软件模拟实现MS6336需要的I2S数据输入格式。在设计中采用PA5，PA6，PA7口来模拟实现该功能。三个引脚分别对应I2S的声道选择信号、时钟信号和数据信号，将这三个引脚和MS6336的I2S功能引脚相连。

　　以太网数字语音广播系统播放终端硬件结构如图2所示。