本发明专利技术提供了一种实现KVM多路音频的远距离传输的装置，包括：模块A、模块B和被控主机，模块A包括FPGA、RJ45接口1、RJ45接口2和RJ45接口3，模块B包括RJ45、FPGA、MCU和USB接口，被控主机与模块B的USB接口双向连接，模块A和模块B的FPGA均使用BLVDS接口进行传输，其传输介质为一对差分线，形成半双工通信，通信信号为BLVDS电平信号，模块B的RJ45与模块A的RJ45接口1双向连接，模块A的FPGA用于音频解码输出。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术在主处理器使用FPGA芯片进行处理，并且直接使用其BLVDS信号进行数据的传输，节省成本，并且能够达到更快的传输速率。的传输速率。的传输速率。
【技术实现步骤摘要】
一种实现KVM多路音频的远距离传输的装置
[0001]本专利技术涉及数据传输领域，尤其涉及一种实现KVM多路音频的远距离传输的装置。
技术介绍
[0002]如今地铁机房中有许多服务器，主要包含通信、综合监控、售票系统、乘客系统等服务器。为了保障这些服务器稳定可靠地运行，同时保证设备安全和人身安全，在对服务器维护和监测时要尽可能地减少相关人员进入机房现场操作。针对此，KVM系统应用而生，在某些应用场景中，不仅只需要被控主机的视频画面，也需要播放被控主机的音频数据。特别是在同时控制多台被控主机时，会有多路音频数据同时传输，并且随着传输距离的增加，存在信号衰减、扛干扰额能力差等缺点。如何处理多路音频数据，并在较远的控制主机处播放，成为需要解决的问题。为了解决这些问题，本专利技术使用差分信号进行音频数据的传输，使得音频数据的传输距离和抗干扰能力大大加强，传输线也仅为一根普通的超五类网线，甚至是普通的双绞线即可，并能同时对多路音频数据进行编码播放。
[0003]现有技术中，在多路音频的处理上采用音视频选路器，选择其中某一路进行传输，无法满足多路音频同时传输。在远距离传输上，使用传统的RS485传输，在FPGA处理芯片外增加额外的RS485收发器电路，增加了设计成本，而且传统的RS485芯片的传输速率受限，最高只能到达10Mbps。
技术实现思路
[0004]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种实现KVM多路音频的远距离传输的装置，采用MCU+FPGA控制的方法，具备了多路音频的传输功能，还实现了多路音频同时传输的功能，并且在远距离传输上，不用增加额外的485芯片，FPGA不仅能够实现对音频的处理，也能直接使用其自带的总线型低压差分(BLVDS)进行远距离传输，并且传输介质只需要一对差分线，网线中的一对差分线或者双绞线，速率上能达到20Mbps
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50Mbps，在成本和速率上有很大的提升。主要包括：模块A、模块B和被控主机，模块A包括FPGA、RJ45接口1、RJ45接口2和RJ45接口3，模块B包括RJ45、FPGA、MCU和USB接口，被控主机与模块B的USB接口双向连接，模块A和模块B的FPGA均使用BLVDS接口进行传输，其传输介质为一对差分线，形成半双工通信，通信信号为BLVDS电平信号，模块B的RJ45与模块A的RJ45接口1双向连接，模块A的FPGA用于音频解码输出。
[0005]进一步地，所述MCU包括STM32F103C8T6芯片及其外围电路、晶振电路、复位电路和下载电路。
[0006]进一步地，所述差分线的连接方式连接在模块A和模块B的FPGA的IO口上，为了防止信号干扰以及相邻两对差分线的互扰，将差分线的P端设置成上拉，N端设置成下拉。
[0007]进一步地，模块B的MCU让被控主机识别到USB声卡设备，同时利用SPI高速接口将音频数据传输给模块B的FPGA，模块B的FPGA利用BLVDS接口将音频数据或音频请求通过网线发送至模块A。
[0008]进一步地，模块B的数据流向具体为：模块B的FPGA接收到音频请求命令，通过SPI1主机发送给MCU，MCU利用USB总线和被控主机交互，被控主机将音频数据发送给MCU，MCU然后通过SPI2主机将数据发送给模块B的FPGA，模块B的FPGA利用BLVDS接口将数据发送至模块A。
[0009]进一步地，当需要进行多路音频的同时传输时，模块A可以连接多个模块B。
[0010]进一步地，模块A的FPGA通过BLVDS接口将模块B传输过来的差分信号转换成单端信号进行处理，将多路音频数据串行成一路数据后，就完成了多路音频的复用，然后在每个对齐时钟下将复用后的多路音频串行数据发送给音频解码模块进行解码播放。
[0011]本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术在主处理器使用FPGA芯片进行处理，并且直接使用其BLVDS信号进行数据的传输，节省成本，并且能够达到更快的传输速率。
附图说明
[0012]下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：
[0013]图1是本专利技术实施例中一种实现KVM多路音频的远距离传输的装置的框架图。
[0014]图2是本专利技术实施例中FPGA部分信号流图。
[0015]图3是本专利技术实施例中模块B的数据流图。
[0016]图4是本专利技术实施例中多路音频传输框图。
[0017]图5是本专利技术实施例中多路音频处理流程图。
[0018]图6是本专利技术实施例中多路复用时序图。
具体实施方式
[0019]为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。
[0020]请参考图1，图1是本专利技术实施例中一种实现KVM多路音频的远距离传输的装置的框架图，具体包括：模块A、模块B和被控主机，采用超五类网线或六类网线作为传输介质，实质上传输介质只需要网线中的一对差分线，其余的差分对是用于KVM系统中的VGA视频信号的传输。模块A包括FPGA、RJ45接口1、RJ45接口2和RJ45接口3，模块B包括RJ45、FPGA、MCU和USB接口，被控主机与模块B的USB接口双向连接，模块B的RJ45与模块A的RJ45接口1双向连接，模块A的FPGA用于音频解码输出。
[0021]如图2所示，模块A和模块B的FPGA均使用BLVDS接口进行远距离传输，其传输介质为一对差分线，形成半双工通信，通信信号为BLVDS电平信号。在50米
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100米传输距离时，不需要额外的信号调制芯片，能够将这对差分线直接连接在两块FPGA的IO口上，其中最关键的是，为了防止信号干扰以及相邻两对差分线的互扰，将差分对的P端(即io_p端)设置成上拉，差分对的N端(即io_n端)设置成下拉。传输的数据协议采用自定义协议。
[0022]BLVDS电平信号，即LVDS(Low
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Voltage Differential Signaling)低电压差分信号，是一种低功耗、低误码率、低串扰和低辐射的差分信号技术，这种传输技术可以达到155Mbps以上，LVDS技术的核心是采用极低的电压摆幅高速差动传输数据，可以实现点对点或一点对多点的连接，其传输介质可以是铜质的PCB连线，也可以是平衡电缆。BLVDS是是基
于LVDS技术的总线接口电路的一个新系列，专门用于实现多点电缆或背板应用。具备大约250mV的低压差分信号以及快速的过渡时间。
[0023]模块B的MCU部分也可以说是采集被控服务器音频的声卡装置，包含STM32F103C8T6芯片及其外围电路，晶振电路，复位电路，下载电路等。其主要功能是提供USB声卡设备驱动程序，可以让被控主机识别到USB声卡设备，声卡装置通过USB口与被控主机连接，采集被控主机的音频数据，同时利用SPI高速接口将音频数据传输给模块B的FPGA，模块B的FPGA利用BLVDS接口将数据通过网线发送出去。其数据流图如图3所示，利用两对SPI接本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种实现KVM多路音频的远距离传输的装置，其特征在于：包括：模块A、模块B和被控主机，模块A包括FPGA、RJ45接口1、RJ45接口2和RJ45接口3，模块B包括RJ45、FPGA、MCU和USB接口，被控主机与模块B的USB接口双向连接，模块A和模块B的FPGA均使用BLVDS接口进行传输，其传输介质为一对差分线，形成半双工通信，通信信号为BLVDS电平信号，模块B的RJ45与模块A的RJ45接口1双向连接，模块A的FPGA用于音频解码输出。2.如权利要求1所述的一种实现KVM多路音频的远距离传输的装置，其特征在于：所述MCU包括STM32F103C8T6芯片及其外围电路、晶振电路、复位电路和下载电路。3.如权利要求1所述的一种实现KVM多路音频的远距离传输的装置，其特征在于：所述差分线的连接方式连接在模块A和模块B的FPGA的IO口上，为了防止信号干扰以及相邻两对差分线的互扰，将差分线的P端设置成上拉，N端设置成下拉。4.如权利要求1所述的一种实现KVM多路音频的远距离传输的装置，其特征在于：模块B的MCU让被控主机...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁艳，彭瀚，曹卫华，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：
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