基于fpga的高保真网络音频播放器的设计与实现

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1、分类号TP274.2密级公开UDC621.3学位论文编号D-10617-308-(2016)-01062重庆邮电大学硕士学位论文中文题目基于FPGA的高保真网络音频播放器的设计与实现英文题目DesignandImplementationofHi-FiNetworkMusicPlayerBasedonFPGA学号S130101067姓名黄国臣学位类别工学硕士学科专业信息与通信工程指导教师王汝言教授完成日期2016年6月8日重庆邮电大学硕士学位论文摘要摘要随着科技的发展和生活水平的提高，人们越来越注重生活的品质，智能家居的出现极

2、大地满足了人们的这种需求。智能家庭音乐系统作为智能家居的一个子系统，是人们追求高品质生活的集中体现。而网络音频播放器是智能家庭音乐系统的核心，在其中扮演着至关重要的角色。本文研究的重点是利用现有家庭网络资源的基础上实现高保真网络音频播放，并提供便捷的交互体验。本文对国内已经存在的网络音频播放器进行分析，并指出了现有网络音频播放器存在的不足之处。主要体现在：(1)采用软件解码存在效率低、占用系统资源大；(2)缺乏统一、开放、功能完善的网络通信协议，限制了第三方应用的发展。针对上述问题，本文设计了一种基于现场可编程门阵列(Fie

3、ld-ProgrammableGateArray,FPGA)的高保真音频播放器，并设计了网络音频播放控制协议实现便捷的网络播放功能。首先，本文采用QuartusII开发平台设计了基于FPGA的音频硬件解码器，实现对FLAC、WAV无损音频文件的硬件解码，并具有I2S及SPDIF数字音频输出接口。所设计的解码器可作为IP核应用于片上系统(SysemonChip，SoC)方案的无损音频播放系统中，提升无损音频播放器的解码性能。在此基础上，以SoCFPGA为核心构建高保真网络音频播放器的硬件系统。然后，本文设计了网络音频播放控制协

4、议，实现播放器、电脑、手机等终端的资源共享。同时，本文设计了基于此网络音频播放控制协议的Android平台和Window平台上的播放控制软件，实现了网络播放和网络点播的功能。最后，本文对高保真网络音频播放器的高保真性能和播放控制软件进行了测试，测试结果表明播放器能稳定可靠的工作，满足预期的设计要求。关键词：智能家居，网络播放器，硬件解码，网络音频播放控制协议I重庆邮电大学硕士学位论文AbstractAbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnologyandtheimprovemen

5、toflivingstandard,peoplepaymoreandmoreattentiontothequalityoflife.Theappearanceofsmarthomesatisfiestheneedofpeopletoagreatextent.Smarthomemusicsystem,regardedasasubsystemofthesmarthome,isaconcentratedexpressionforpeopletoseekhighqualityoflife.Asthecoreofintelligent

6、homemusicsystems,thenetworkaudioplayerplaysavitalrole.Theresearchfocusofthispaperisonthebasisoftheexistinghomenetworkresourcestoachievehighfidelityaudioplaybackandprovideaconvenientinteractiveexperience.Thispaperanalyzestheexistingnetworkaudioplayerathomeandabroad,

7、andthenpointsouttheshortcomingsoftheexistingnetworkaudioplayer.Thecurrentchanllengesaremainlyreflectedin:(1)Mostofthesolutionsadoptsoftwaredecoding,whichresultinlowefficiencyandhighsystemresourceconsumption.(2)Theylackaunifiedandopennetworkcommunicationprotocol,whi

8、chlimitthedevelopmentofthethirdpartyapplications.Tosolvetheaboveproblems,Thispaperpresentsahigh-fidelityaudioplayerbasedonFieldProgrammableGateAr