CN111510235A - 音频时钟同步方法、设备、***、计算机设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了音频时钟同步方法、设备、***、计算机设备和存储介质，其中，启动第一时钟模块和第二时钟模块，第一时钟模块为第一网络芯片提供第一工作时钟，第二时钟模块为第二网络芯片提供第二工作时钟，根据精确时间协议PTP，第一网络芯片向第一时钟模块输出同步时钟，第一网络芯片向第二网络芯片输出同步时钟，同步时钟分别取代第一工作时钟和第二工作时钟，解决了随着时间的增加，需要对齐的音频数据量越来越多导致音频算法效率降低的问题，在实现不同设备之间时钟同步的同时，提高了音频算法的效率。
Description
技术领域
本申请涉及电路技术领域，特别是涉及音频时钟同步方法、设备、***、计算机设备和存储介质。
背景技术
在数字音频电路的使用过程中，电路通过采样表征音频信号，每秒内的采样数量称为采样率，采样率越高，采集到的音频信号越多，相关技术中的专业音频设备提供频率高于44.1kHz的采样率，试图通过高采样率获得更好的音频效果。在音频设备以设定采样率工作的情况下，数字音频电路中的数字时钟以所选采样率提供脉冲，该脉冲决定了每个采样在时间轴上的精确位置。然而，该数字时钟可能会产生波动，图1是根据相关技术中数字时钟波动的示意图，如图1所示，采样率设置为44.1kHz的音频设备很可能在某一时刻以44.12kHz运行，然后又在采样率偏移到44.09kHz的情况下运行，这些对音频效果具有破坏性的波动被称为时基误差，也被称为抖动(Jitter)。在音频的播放和采集不属于同一个音频处理器的情况下，音频采集设备和音频播放设备是相互独立的个体，并拥有各自的音频处理器，多个音频处理器之间产生的时钟抖动在不可控范围内。
相关技术中，采用给数字音频打时间戳信息的方法，利用该时间戳信息进行时间对齐，实现时钟同步，但是，随着时间的增加，需要对齐的音频数据量会越来越多，对内存资源的需求也越来越大，音频算法的效率也会降低。
针对相关技术中，随着时间的增加，需要对齐的音频数据量越来越多导致音频算法效率降低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中，随着时间的增加，需要对齐的音频数据量越来越多导致音频算法效率降低的问题，本发明提供了音频时钟同步方法、设备、***、计算机设备和存储介质，以至少解决上述问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种音频时钟同步的方法，所述方法包括：
启动第一时钟模块和第二时钟模块，所述第一时钟模块为第一网络芯片提供第一工作时钟，所述第二时钟模块为第二网络芯片提供第二工作时钟；
根据精确时间协议PTP，所述第一网络芯片向所述第一时钟模块输出同步时钟，所述第一网络芯片向所述第二网络芯片输出所述同步时钟，所述同步时钟分别取代所述第一工作时钟和所述第二工作时钟。
在其中一个实施例中，在所述根据PTP，所述第一网络芯片向所述第一时钟模块输出同步时钟之后，所述方法还包括：
所述第一时钟模块将所述同步时钟输出至第一音频处理器，所述第一音频处理器根据所述同步时钟进行音频播放。
在其中一个实施例中，在所述第一网络芯片向所述第二网络芯片输出所述同步时钟之后，所述方法还包括：
所述第二网络芯片向所述第二时钟模块输出所述同步时钟；
所述第二时钟模块将所述同步时钟输出至第二音频处理器，所述第二音频处理器根据所述同步时钟进行音频采集。
在其中一个实施例中，所述第二音频处理器根据所述同步时钟进行音频采集包括：
在预设时间段内，所述第二音频处理器根据所述同步时钟，对所述第一音频处理器播放的音频进行采集。
在其中一个实施例中，在所述第一时钟模块将所述同步时钟输出至第一音频处理器之后，所诉方法包括：
所述第一音频处理器将音频输出至第一处理器，所述第一处理器将所述音频传输至所述第一网络芯片；
所述第一网络芯片将所述音频传输至所述第二网络芯片，所述第二网络芯片将所述音频传输至第二处理器进行处理。
根据本发明的另一个方面，提供了一种音频时钟同步设备，所述音频时钟同步设备包括第一时钟模块和第一网络芯片：
所述音频时钟同步设备启动所述第一时钟模块，所述第一时钟模块用于为所述第一网络芯片提供第一工作时钟；
根据精确时间协议PTP，所述第一网络芯片用于向所述第一时钟模块输出同步时钟，所述第一网络芯片还还用于向第二网络芯片输出所述同步时钟，所述同步时钟分别取代所述第一工作时钟和第二工作时钟，其中，所述第二工作时钟是第二时钟模块向所述第二网络芯片提供的工作时钟。
根据本发明的另一个方面，提供了一种音频时钟同步设备，所述音频时钟同步设备包括第二时钟模块和第二网络芯片：
所述音频时钟同步设备启动所述第二时钟模块，所述第二时钟模块用于为所述第二网络芯片提供第二工作时钟；
根据精确时间协议PTP，所述第二网络芯片用于接收第一网络芯片输出的同步时钟，所述同步时钟分别取代第一工作时钟和所述第二工作时钟，其中，所述第一工作时钟是第一时钟模块向所述第一网络芯片提供的工作时钟。
根据本发明的另一个方面，提供了一种音频时钟同步的***，所述***包括第一音频设备和第二音频设备，所述第一音频设备包括第一时钟模块和第一网络芯片，所述第二音频设备包括第二时钟模块和第二网络芯片：
所述第一音频设备启动所述第一时钟模块，所述第二音频设备启动所述第二时钟模块，所述第一网络芯片采用所述第一时钟模块提供的第一工作时钟，所述第二网络芯片采用所述第二时钟模块提供的第二工作时钟；
根据精确时间协议PTP，所述第一网络芯片向所述第一时钟模块输出同步时钟，所述第一网络芯片向所述第二网络芯片输出所述同步时钟，所述同步时钟取代所述第一工作时钟和所述第二工作时钟。
根据本发明的另一个方面，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一所述方法。
根据本发明的另一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述任一所述方法。
通过本发明，启动第一时钟模块和第二时钟模块，第一时钟模块为第一网络芯片提供第一工作时钟，第二时钟模块为第二网络芯片提供第二工作时钟，根据精确时间协议PTP，第一网络芯片向第一时钟模块输出同步时钟，第一网络芯片向第二网络芯片输出同步时钟，同步时钟分别取代第一工作时钟和第二工作时钟，解决了随着时间的增加，需要对齐的音频数据量越来越多导致音频算法效率降低的问题，在实现不同设备之间时钟同步的同时，提高了音频算法的效率。
附图说明
图1是根据相关技术中数字时钟波动的示意图；
图2是根据本发明实施例的音频时钟同步的方法的应用环境示意图；
图3是根据本发明实施例的音频时钟同步的方法的流程图一；
图4是根据本发明实施例的音频时钟同步的方法的流程图二；
图5是根据本发明实施例的音频时钟同步的方法的流程图三；
图6是根据本发明实施例的音频时钟同步的方法的流程图四；
图7是根据本发明实施例的音频时钟同步的方法的流程图五；
图8是根据本发明实施例的音频时钟同步设备的结构框图一；
图9是根据本发明实施例的音频时钟同步设备的结构框图二；
图10是根据本发明实施例的音频时钟同步***的结构框图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的音频时钟同步的方法，可以应用于如图2所示的应用环境中，图2是根据本发明实施例的音频时钟同步的方法的应用环境示意图，如图2所示，主设备21包括主设备芯片211和主设备时钟212，从属设备22包括从属芯片221和从属时钟222，在主设备21和从属设备22启动之后，主设备时钟212为主设备21提供第一工作时钟，从属时钟222为从属设备22提供第二工作时钟，主设备芯片211根据精确时间协议(Precision TimeProtocol，简称为PTP)，获取同步时钟，并将该同步时钟输送至从属芯片221，该从属芯片221将同步时钟传输至从属时钟222，进而实现主设备21和从属设备22之间的时钟同步。时钟在主设备21和从属设备22之间的传输可以通过网线实现，也可以通过无线网络、蓝牙或者移动网络实现。
在一个实施例中，提供了一种音频时钟同步的方法，图3是根据本发明实施例的音频时钟同步的方法的流程图一，如图3所示，该方法包括如下步骤：
步骤S302，启动第一时钟模块和第二时钟模块，第一时钟模块为第一网络芯片提供第一工作时钟，第二时钟模块为第二网络芯片提供第二工作时钟。其中，第一时钟模块和第二时钟模块可以为锁相环(Phase Locked Loop，简称为PLL)，第一网络芯片和第二网络芯片可以为端口物理层(Port Physical Layer，简称为PHY)，且该PHY芯片支持PTP协议，在同步电路中，时钟通常被用作计时器以保证相关电子电路得以同步运作。
步骤S304，根据PTP协议，第一网络芯片向第一时钟模块输出同步时钟，第一网络芯片向第二网络芯片输出同步时钟，同步时钟分别取代第一工作时钟和第二工作时钟。其中，根据PTP协议，第一网络芯片获取时钟信号作为设备的同步时钟，并将该同步时钟输出至第一时钟模块和第二网络芯片，PTP协议是一种高精度时间同步协议，可以到达亚微秒级精度，第一网络芯片可以通过网络布线传输该同步时钟，例如，网络布线可以为RegisteredJack 45(缩写为RJ45)，RJ45是布线***中信息插座连接器的一种，连接器由插头和插座组成，插头有8个凹槽和8个触点。
通过上述步骤S302和S304，第一网络芯片根据PTP协议获取同步时钟，并将该同步时钟输送至第二网络芯片，以实现不同设备间的时钟同步，解决了随着时间的增加，需要对齐的音频数据量越来越多导致音频算法效率降低的问题，在实现不同设备之间时钟同步的同时，提高了音频算法的效率。
在一个实施例中，图4是根据本发明实施例的音频时钟同步的方法的流程图二，如图4所示，该方法还可以包括如下步骤：
步骤S402，第一时钟模块将同步时钟输出至第一音频处理器，第一音频处理器根据同步时钟进行音频播放。其中，音频处理器(Audio Codec)用于对音频进行编解码处理并向外输出音频，该第一音频处理器的工作时钟(Media Clock，简称为MCLK)同样为该同步时钟，通过上述步骤S402，第一音频处理器获取同步时钟，保持了数字音频电路中时钟的同步性，提高了输出音频的质量。
在一个实施例中，图5是根据本发明实施例的音频时钟同步的方法的流程图三，如图5所示，该方法还可以包括如下步骤：
步骤S502，第二网络芯片向第二时钟模块输出同步时钟。
步骤S504，第二时钟模块将同步时钟输出至第二音频处理器，第二音频处理器根据同步时钟进行音频采集。其中，在获得同步时钟之后，第二时钟模块进行锁定并对该同步时钟做对齐处理，第二音频处理器接收该第二时钟模块输出的同步时钟作为工作时钟，并通过麦克风(Microphone，简称为Mic)采集音频。
通过上述步骤S502和步骤S504，第二音频设备获取了同步时钟，与第一音频设备以相同的工作时钟运行，减少了不同设备之间的音频抖动，提高了音频采集的品质。
在一个实施例中，图6是根据本发明实施例的音频时钟同步的方法的流程图四，如图6所示，该方法还可以包括如下步骤：
步骤S602，在预设时间段内，第二音频处理器根据同步时钟，对第一音频处理器播放的音频进行采集。其中，预设时间段可以为10ms或者其他时间值，例如，在预设时间段为10ms的情况下，第二音频设备会在10ms内采集第一音频设备输出的音频。通过上述步骤S602，第二音频设备及时采集第一音频设备的音频信号，减少了随时间增加而累积的待处理音频数据，进一步提高了音频算法的效率。
在一个实施例中，图7是根据本发明实施例的音频时钟同步的方法的流程图五，如图7所示，该方法还可以包括如下步骤：
步骤S702，第一音频处理器将音频输出至第一处理器，第一处理器将音频传输至第一网络芯片。其中，第一音频处理器可以通过集成音频接口(Integrate Interface ofSound，简称为IIS)将音频数据输送至第一处理器。
步骤S704，第一网络芯片将音频传输至第二网络芯片，第二网络芯片将音频传输至第二处理器进行处理。
通过上述步骤S702和步骤S704，音频数据通过IIS和网络布线从第一音频处理器输送至第二音频处理器提高了音频数据的传输效率。
在一个实施例中，根据PTP协议，对同步时钟进行校正。在使用PTP协议实现同步的过程中，同样会出现抖动，但PTP协议会根据时间偏差和网络延时进行时钟校正，从而实现时钟同步。
应该理解的是，虽然图3至图7的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图3至图7中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
对应于上述音频时钟同步的方法，在本实施例中，还提供了一种音频时钟同步的设备，该设备用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的设备较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
在一个实施例中，提供了一种音频时钟同步的设备，图8是根据本发明实施例的音频时钟同步设备的结构框图一，如图8所示，本实施例中的音频时钟同步设备包括第一时钟模块81和第一网络芯片82，其中：
音频时钟同步设备启动第一时钟模块81，第一时钟模块81用于为第一网络芯片82提供第一工作时钟。
根据精确时间协议PTP，第一网络芯片82用于向第一时钟模块81输出同步时钟，第一网络芯片82还还用于向第二网络芯片输出同步时钟，同步时钟分别取代第一工作时钟和第二工作时钟，其中，第二工作时钟是第二时钟模块向第二网络芯片提供的工作时钟。
通过上述音频时钟同步设备，第一网络芯片82向第二网络芯片发送了同步时钟，实现了第一网络芯片82所在设备和第二网络芯片所在设备之间的时钟同步，解决了随着时间的增加，需要对齐的音频数据量越来越多导致音频算法效率降低的问题，在实现不同设备之间时钟同步的同时，提高了音频算法的效率。
在一个实施例中，提供了一种音频时钟同步的设备，图9是根据本发明实施例的音频时钟同步设备的结构框图二，如图9所示，本实施例中的音频时钟同步设备包括第二时钟模块91和第二网络芯片92，其中：
音频时钟同步设备启动第二时钟模块91，第二时钟模块91用于为第二网络芯片92提供第二工作时钟。
根据精确时间协议PTP，第二网络芯片92用于接收第一网络芯片82输出的同步时钟，同步时钟分别取代第一工作时钟和第二工作时钟，其中，第一工作时钟是第一时钟模块向第一网络芯片82提供的工作时钟。
通过上述音频时钟同步设备，第二网络芯片92接收第一网络芯片发送的同步时钟，实现了第二网络芯片92所在设备和第一网络芯片82所在设备之间的时钟同步，解决了随着时间的增加，需要对齐的音频数据量越来越多导致音频算法效率降低的问题，在实现不同设备之间时钟同步的同时，提高了音频算法的效率。
在一个实施例中，提供了一种音频时钟同步的***，图10是根据本发明实施例的音频时钟同步***的结构框图，如图10所示，该音频时钟同步***包括第一音频设备1002和第二音频设备1004，第一音频设备1002包括第一时钟模块81和第一网络芯片82，第二音频设备1004包括第二时钟模块91和第二网络芯片92：
第一音频设备1002启动第一时钟模块81，第二音频设备1004启动第二时钟模块91，第一网络芯片82采用第一时钟模块81提供的第一工作时钟，第二网络芯片92采用第二时钟模块91提供的第二工作时钟；根据精确时间协议PTP协议，第一网络芯片82向第一时钟模块81输出同步时钟，第一网络芯片82向第二网络芯片92输出同步时钟，同步时钟取代第一工作时钟和第二工作时钟。
通过上述音频时钟同步***，第一网络芯片82向第二网络芯片92发送同步时钟，实现了第一音频设备1002和第二音频设备1004之间的时钟同步，解决了随着时间的增加，需要对齐的音频数据量越来越多导致音频算法效率降低的问题，在实现不同设备之间时钟同步的同时，提高了音频算法的效率。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备。该计算机设备可以是服务器。该计算机设备包括通过***总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作***、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作***和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储时钟数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种音频时钟同步的方法。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述各实施例提供的音频时钟同步的方法中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述各个实施例提供的音频时钟同步的方法中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种音频时钟同步的方法，其特征在于，所述方法包括：
启动第一时钟模块和第二时钟模块，所述第一时钟模块为第一网络芯片提供第一工作时钟，所述第二时钟模块为第二网络芯片提供第二工作时钟；
根据精确时间协议PTP，所述第一网络芯片向所述第一时钟模块输出同步时钟，所述第一网络芯片向所述第二网络芯片输出所述同步时钟，所述同步时钟分别取代所述第一工作时钟和所述第二工作时钟。
2.根据权利要求1所述的音频时钟同步的方法，其特征在于，在所述根据精确时间协议PTP，所述第一网络芯片向所述第一时钟模块输出同步时钟之后，所述方法还包括：
所述第一时钟模块将所述同步时钟输出至第一音频处理器，所述第一音频处理器根据所述同步时钟进行音频播放。
3.根据权利要求2所述的音频时钟同步的方法，其特征在于，在所述第一网络芯片向所述第二网络芯片输出所述同步时钟之后，所述方法还包括：
所述第二网络芯片向所述第二时钟模块输出所述同步时钟；
所述第二时钟模块将所述同步时钟输出至第二音频处理器，所述第二音频处理器根据所述同步时钟进行音频采集。
4.根据权利要求3所述的音频时钟同步的方法，其特征在于，所述第二音频处理器根据所述同步时钟进行音频采集包括：
在预设时间段内，所述第二音频处理器根据所述同步时钟，对所述第一音频处理器播放的音频进行采集。
5.根据权利要求2所述的音频时钟同步的方法，其特征在于，在所述第一时钟模块将所述同步时钟输出至第一音频处理器之后，所述方法包括：
所述第一音频处理器将音频输出至第一处理器，所述第一处理器将所述音频传输至所述第一网络芯片；
所述第一网络芯片将所述音频传输至所述第二网络芯片，所述第二网络芯片将所述音频传输至第二处理器进行处理。
6.一种音频时钟同步设备，其特征在于，所述音频时钟同步设备包括第一时钟模块和第一网络芯片：
所述音频时钟同步设备启动所述第一时钟模块，所述第一时钟模块用于为所述第一网络芯片提供第一工作时钟；
根据精确时间协议PTP，所述第一网络芯片用于向所述第一时钟模块输出同步时钟，所述第一网络芯片还还用于向第二网络芯片输出所述同步时钟，所述同步时钟分别取代所述第一工作时钟和第二工作时钟，其中，所述第二工作时钟是第二时钟模块向所述第二网络芯片提供的工作时钟。
7.一种音频时钟同步设备，其特征在于，所述音频时钟同步设备包括第二时钟模块和第二网络芯片：
所述音频时钟同步设备启动所述第二时钟模块，所述第二时钟模块用于为所述第二网络芯片提供第二工作时钟；
根据精确时间协议PTP，所述第二网络芯片用于接收第一网络芯片输出的同步时钟，所述同步时钟分别取代第一工作时钟和所述第二工作时钟，其中，所述第一工作时钟是第一时钟模块向所述第一网络芯片提供的工作时钟。
8.一种音频时钟同步的***，其特征在于，所述***包括第一音频设备和第二音频设备，所述第一音频设备包括第一时钟模块和第一网络芯片，所述第二音频设备包括第二时钟模块和第二网络芯片：
所述第一音频设备启动所述第一时钟模块，所述第二音频设备启动所述第二时钟模块，所述第一网络芯片采用所述第一时钟模块提供的第一工作时钟，所述第二网络芯片采用所述第二时钟模块提供的第二工作时钟；
根据精确时间协议PTP，所述第一网络芯片向所述第一时钟模块输出同步时钟，所述第一网络芯片向所述第二网络芯片输出所述同步时钟，所述同步时钟取代所述第一工作时钟和所述第二工作时钟。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。
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