專(zhuān)利名稱(chēng)：智能化多媒體語(yǔ)言學(xué)習(xí)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于全網(wǎng)同步數(shù)字通信技術(shù)的智能化多媒體語(yǔ)言學(xué)習(xí)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的模擬語(yǔ)音系統(tǒng)由于采用模擬音頻傳輸技術(shù)，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上使用了大量的模擬電子器件，語(yǔ)音傳輸損耗大，線路噪聲大，抗干擾能力差，而且系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備容易損壞、功能簡(jiǎn)單，靈活性差，可用的資源相對(duì)較少。目前市場(chǎng)存在的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)言學(xué)習(xí)系統(tǒng)，大多數(shù)采用TCP/IP協(xié)議來(lái)構(gòu)筑語(yǔ)音交換網(wǎng)絡(luò)，但由于TCP/IP協(xié)議在音頻和視頻數(shù)據(jù)傳輸方面的固有缺陷，難以保證音頻和視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸以及傳輸質(zhì)量，不可避免地存在語(yǔ)音延遲、抖動(dòng)和斷裂，加上這類(lèi)產(chǎn)品的學(xué)生終端大多為PC機(jī)，有成本偏高，操作復(fù)雜，不易維護(hù)的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是基于以上語(yǔ)音學(xué)習(xí)系統(tǒng)存在的問(wèn)題提出的，其目的是提供一種操作簡(jiǎn)單、功能完善、語(yǔ)音流暢的新型智能化語(yǔ)言學(xué)習(xí)系統(tǒng)。
本智能化語(yǔ)言學(xué)習(xí)系統(tǒng)由教師機(jī)、語(yǔ)音通信卡、全網(wǎng)同步通信系統(tǒng)和學(xué)生終端和系統(tǒng)軟件組成。采用全網(wǎng)同步數(shù)據(jù)傳輸方式，語(yǔ)音信息的傳輸、存儲(chǔ)均采用數(shù)字方式，所有數(shù)據(jù)的上下行、分路與復(fù)接都是按統(tǒng)一的時(shí)鐘有序操作，徹底解決了線路干擾和語(yǔ)音延時(shí)和斷裂的問(wèn)題。教師機(jī)完成與校園網(wǎng)、國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)和其他媒體的連接，并存儲(chǔ)大量課件、多媒體學(xué)習(xí)資料供學(xué)生點(diǎn)播或教師授課使用；語(yǔ)音通信卡作為教師機(jī)與全網(wǎng)同步通信系統(tǒng)的橋梁完成對(duì)通信系統(tǒng)上傳數(shù)據(jù)和指令的接收并重新封裝傳給教師機(jī)和將教師機(jī)下發(fā)的數(shù)據(jù)和指令傳給通信系統(tǒng)的功能；全網(wǎng)同步傳輸系統(tǒng)由二級(jí)分接與復(fù)接模塊和同步控制模塊組成，采用以FPGA大規(guī)模集成電路為核心電路實(shí)現(xiàn)，在統(tǒng)一的網(wǎng)同步時(shí)鐘下將語(yǔ)音通信卡傳送下來(lái)的數(shù)據(jù)和指令準(zhǔn)確無(wú)誤的分路傳送給對(duì)應(yīng)的學(xué)生終端、并將學(xué)生終端上傳的數(shù)據(jù)和指令復(fù)接后傳給語(yǔ)音通信卡；學(xué)生終端是采用高速單片機(jī)控制技術(shù)，用專(zhuān)用網(wǎng)線通過(guò)全網(wǎng)同步傳輸系統(tǒng)與語(yǔ)音通信卡相連，完成接收通信系統(tǒng)下傳的數(shù)據(jù)和指令，將各種媒體數(shù)據(jù)展示給學(xué)生和采集上傳學(xué)生語(yǔ)音數(shù)據(jù)和指令的功能。軟件系統(tǒng)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)、自主學(xué)習(xí)、電子考場(chǎng)、系統(tǒng)管理和計(jì)費(fèi)管理等各項(xiàng)語(yǔ)言教學(xué)功能的智能控制，重點(diǎn)在于解決大量數(shù)據(jù)在語(yǔ)音通信卡和計(jì)算機(jī)、學(xué)生終端機(jī)之間傳輸、存儲(chǔ)、管理等方面的問(wèn)題。
根據(jù)上述思想，本發(fā)明提供了一種智能化多媒體語(yǔ)言學(xué)習(xí)系統(tǒng)，包括一個(gè)教師機(jī)，通過(guò)總線連接總線控制器和共享緩存器；一個(gè)語(yǔ)音通信卡，包括一個(gè)總線控制器，進(jìn)行總線驅(qū)動(dòng)和地址譯碼，在地址譯碼選通后，經(jīng)總線驅(qū)動(dòng)把數(shù)據(jù)和指令信號(hào)傳向共享緩存器；一個(gè)共享緩存器，在總線控制器的控制下，順序讀入和控制讀出教師機(jī)經(jīng)由數(shù)據(jù)總線輸入的數(shù)據(jù)和指令，以及順序讀入和控制讀出經(jīng)由語(yǔ)音通信卡送入的來(lái)自各學(xué)生終端的數(shù)據(jù)和指令；一個(gè)語(yǔ)音交換單元，對(duì)教師機(jī)經(jīng)由共享緩存器下傳的各路數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行合路復(fù)接，然后下傳，并根據(jù)教師機(jī)的指令選讀學(xué)生終端上傳的各路數(shù)據(jù)，經(jīng)共享緩存器上傳至教師機(jī)，并且產(chǎn)生整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)同步時(shí)鐘，經(jīng)由專(zhuān)用時(shí)鐘線路下傳，以便實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)同步；全網(wǎng)同步傳輸系統(tǒng)，對(duì)來(lái)自語(yǔ)言交換卡的下傳復(fù)接數(shù)據(jù)進(jìn)行分接，然后分別送入各個(gè)學(xué)生終端，以及對(duì)來(lái)自各個(gè)學(xué)生終端的上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)接，然后送入語(yǔ)音通信卡；和多個(gè)學(xué)生終端。
所述語(yǔ)音交換單元包括一個(gè)同步時(shí)鐘產(chǎn)生模塊，產(chǎn)生整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)同步時(shí)鐘，經(jīng)由時(shí)鐘線路下傳；一個(gè)多通道語(yǔ)音接收模塊，接收各學(xué)生終端經(jīng)由全網(wǎng)同步通信傳輸系統(tǒng)上傳各路數(shù)據(jù)；一個(gè)串并串換模塊，將多通道語(yǔ)音接收模塊送入的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，然后送入通道控制模塊；一個(gè)通道控制模塊，根據(jù)教師機(jī)的指令選通各學(xué)生終端通道中的指定通道；一個(gè)數(shù)據(jù)讀寫(xiě)模塊，根據(jù)教師機(jī)的指令將指定通道中上傳的數(shù)據(jù)寫(xiě)入所述共享緩存器，并將來(lái)自共享緩存器的下行數(shù)據(jù)順序讀出，形成合路復(fù)接的多個(gè)通道的數(shù)據(jù)流；一個(gè)多通道語(yǔ)音發(fā)送模塊，發(fā)送下傳的各個(gè)通道的數(shù)據(jù)流。
所述語(yǔ)音交換單元還包括一個(gè)多通道指令接收模塊，用于接收各學(xué)生終端上傳的指令數(shù)據(jù)；以及一個(gè)多通道指令發(fā)送模塊，用于發(fā)送教師機(jī)下傳至各個(gè)學(xué)生終端的的指令數(shù)據(jù)。
所述全網(wǎng)同步通信傳輸系統(tǒng)包括第一級(jí)交換單元，包括多個(gè)第一級(jí)語(yǔ)音分接/復(fù)接模塊；第二級(jí)交換單元，包括多個(gè)第二級(jí)語(yǔ)音分接/復(fù)接模塊；其中每個(gè)第一級(jí)語(yǔ)音分接/復(fù)接模塊經(jīng)數(shù)據(jù)線分別連接兩個(gè)第二級(jí)兩個(gè)語(yǔ)音分接/復(fù)接模塊，將來(lái)自語(yǔ)音通信卡的一路下傳的復(fù)用語(yǔ)音數(shù)據(jù)分接到兩個(gè)第二級(jí)分接/復(fù)接模塊，以及復(fù)接來(lái)自?xún)蓚€(gè)第二級(jí)語(yǔ)音分接/復(fù)接模塊的上傳語(yǔ)音數(shù)據(jù)；其中每個(gè)第二級(jí)語(yǔ)音分接/復(fù)接模塊經(jīng)數(shù)據(jù)線分別連接多個(gè)學(xué)生終端，將下傳復(fù)用語(yǔ)音數(shù)據(jù)分別分接至對(duì)應(yīng)的學(xué)生終端，以及復(fù)接來(lái)自各學(xué)生終端的上傳語(yǔ)音數(shù)據(jù)。
所述全網(wǎng)同步通信傳輸系統(tǒng)還包括位于第一級(jí)交換單元中的多個(gè)第一級(jí)指令分接/復(fù)接模塊，和位于第二級(jí)交換單元中多個(gè)第二級(jí)指令分接復(fù)接模塊；其中每個(gè)第一級(jí)指令分接/復(fù)接模塊經(jīng)數(shù)據(jù)線分別連接4個(gè)所述第二級(jí)指令分接/復(fù)接模塊，將來(lái)自語(yǔ)音通信卡下傳的復(fù)用指令數(shù)據(jù)分接到兩個(gè)所述第二級(jí)分接/復(fù)接模塊，以及復(fù)接來(lái)自所述兩個(gè)第二級(jí)指令分接/復(fù)接模塊的上傳指令數(shù)據(jù)。
所述的分接和復(fù)接是時(shí)分分接和復(fù)接。
所述的分接和復(fù)接還可以是碼分分接和復(fù)接。
所述語(yǔ)音交換單元是現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路。
所述教師機(jī)是一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)，用于編輯和存儲(chǔ)音頻媒體課件，控制音頻媒體播放流程，以及管理和控制對(duì)學(xué)生的教學(xué)。
所述的總線是PCI總線，所述的總線控制器是PCI總線控制器。
由于采用了以上技術(shù)方案，本系統(tǒng)具有系統(tǒng)穩(wěn)定、語(yǔ)音流暢、功能先進(jìn)、成本較低、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等顯著優(yōu)點(diǎn)，帶來(lái)語(yǔ)言學(xué)習(xí)的全新感受。
下面結(jié)合附圖以具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明的配置示意圖；圖2.a、圖2.b為本發(fā)明的語(yǔ)音通信卡結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明的全網(wǎng)同步傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明的學(xué)生終端結(jié)構(gòu)圖；
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖1和圖2a，本發(fā)明所提供的智能化多媒體語(yǔ)言學(xué)習(xí)系統(tǒng)包括一個(gè)教師機(jī)，通過(guò)總線連接總線控制器和共享緩存器；一個(gè)語(yǔ)音通信卡，包括一個(gè)總線控制器，進(jìn)行總線驅(qū)動(dòng)和地址譯碼，在地址譯碼選通后，經(jīng)總線驅(qū)動(dòng)把數(shù)據(jù)和指令信號(hào)傳向共享緩存器；一個(gè)共享緩存器，在總線控制器的控制下，順序讀入和控制讀出教師機(jī)經(jīng)由數(shù)據(jù)總線輸入的數(shù)據(jù)和指令，以及順序讀入和控制讀出經(jīng)由語(yǔ)音交換單元送入的來(lái)自各學(xué)生終端的數(shù)據(jù)和指令；一個(gè)語(yǔ)音交換單元，對(duì)教師機(jī)經(jīng)由共享緩存器下傳的各路數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行合路復(fù)接，然后下傳，并根據(jù)教師機(jī)的指令選讀學(xué)生終端上傳的各路數(shù)據(jù)，經(jīng)共享緩存器上傳至教師機(jī)，并且產(chǎn)生整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)同步時(shí)鐘，經(jīng)由專(zhuān)用時(shí)鐘線路下傳，以便實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)同步；全網(wǎng)同步傳輸系統(tǒng)，對(duì)來(lái)自語(yǔ)言交換卡的下傳復(fù)接數(shù)據(jù)進(jìn)行分接，然后分別送入各個(gè)學(xué)生終端，以及對(duì)來(lái)自各個(gè)學(xué)生終端的上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)接，然后送入語(yǔ)音通信卡；和多個(gè)學(xué)生終端。
下面進(jìn)行詳細(xì)描述。
(1)教師機(jī)教師機(jī)是一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)，主要完成對(duì)音頻媒體課件的編輯和存儲(chǔ)，音頻媒體播放流程的控制，以及對(duì)學(xué)生的教學(xué)管理和控制。教師機(jī)的功能主要是由系統(tǒng)軟件完成。
(2)語(yǔ)音通信卡語(yǔ)音通信卡包括一個(gè)總線控制器，進(jìn)行總線驅(qū)動(dòng)和地址譯碼，在地址譯碼選通后，經(jīng)總線驅(qū)動(dòng)把數(shù)據(jù)和指令信號(hào)傳向共享緩存器；一個(gè)共享緩存器，在總線控制器的控制下，順序讀入和控制讀出教師機(jī)經(jīng)由數(shù)據(jù)總線輸入的數(shù)據(jù)和指令，以及順序讀入和控制讀出經(jīng)由語(yǔ)音交換單元送入的來(lái)自各學(xué)生終端的數(shù)據(jù)和指令；一個(gè)語(yǔ)音交換單元，對(duì)教師機(jī)經(jīng)由共享緩存器下傳的各路數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行合路復(fù)接，然后下傳，并根據(jù)教師機(jī)的指令選讀學(xué)生終端上傳的各路數(shù)據(jù)，經(jīng)共享緩存器上傳至教師機(jī)，并且產(chǎn)生整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)同步時(shí)鐘，經(jīng)由專(zhuān)用時(shí)鐘線路下傳，以便實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)同步。
語(yǔ)音通信卡的工作原理如圖2.a所示，語(yǔ)音通信卡的結(jié)構(gòu)包括PCI總線控制器、共享緩存、大規(guī)模集成電路FPGA、AD/DA轉(zhuǎn)換器、差分驅(qū)動(dòng)I/O和時(shí)鐘源等。PCI總線控制器完成總線驅(qū)動(dòng)和地址譯碼的功能，將數(shù)據(jù)和指令信號(hào)傳向總線驅(qū)動(dòng)，并在地址譯碼選通后，送往共享緩存；教師機(jī)驅(qū)動(dòng)軟件通過(guò)總線驅(qū)動(dòng)、地址譯碼、從共享緩存中讀出數(shù)據(jù)，傳給應(yīng)用軟件進(jìn)行功能處理。共享緩存通過(guò)順序讀入控制讀出各路語(yǔ)音與指令數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了每一路數(shù)據(jù)的交換或直通，語(yǔ)音的混音運(yùn)算在系統(tǒng)軟件中完成；AD/DA轉(zhuǎn)換器完成教師機(jī)耳麥的輸入輸出轉(zhuǎn)換；差分驅(qū)動(dòng)I/O為語(yǔ)音通信卡和全網(wǎng)同步傳輸系統(tǒng)之間提供傳輸驅(qū)動(dòng)。時(shí)鐘源為語(yǔ)音交換單元FPGA工作提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘。語(yǔ)音交換單元對(duì)全網(wǎng)同步傳輸系統(tǒng)傳送的各路數(shù)據(jù)與教師數(shù)據(jù)進(jìn)行分接、復(fù)接和交換處理，并產(chǎn)生整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)同步時(shí)鐘下傳。
語(yǔ)音通信卡中的核心部分-語(yǔ)音交換單元FPGA功能設(shè)計(jì)如圖2.b所示，包括一個(gè)同步時(shí)鐘產(chǎn)生模塊，產(chǎn)生整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)同步時(shí)鐘，經(jīng)由時(shí)鐘線路下傳；一個(gè)多通道語(yǔ)音接收模塊，接收各學(xué)生終端經(jīng)由全網(wǎng)同步通信傳輸系統(tǒng)上傳各路數(shù)據(jù)；一個(gè)串并串換模塊，將多通道語(yǔ)音接收模塊送入的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，然后送入通道控制模塊；一個(gè)通道控制模塊，根據(jù)教師機(jī)的指令選通各學(xué)生終端通道中的指定通道；一個(gè)數(shù)據(jù)讀寫(xiě)模塊，根據(jù)教師機(jī)的指令將指定通道中上傳的數(shù)據(jù)寫(xiě)入所述共享緩存器，并將來(lái)自共享緩存器的下行數(shù)據(jù)讀出，形成合路復(fù)接的多個(gè)通道的數(shù)據(jù)流；一個(gè)多通道語(yǔ)音發(fā)送模塊，發(fā)送下傳的各個(gè)通道的數(shù)據(jù)流；一個(gè)多通道指令接收模塊，用于接收各學(xué)生終端上傳的指令數(shù)據(jù)；一個(gè)多通道指令發(fā)送模塊，用于發(fā)送教師機(jī)下傳至各個(gè)學(xué)生終端的的指令數(shù)據(jù)。
由教師機(jī)系統(tǒng)傳送的各路數(shù)據(jù)信號(hào)(包括語(yǔ)音和指令)在FPGA中進(jìn)行合路復(fù)接，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行交換，再?gòu)墓蚕砭彺嬷凶x出，其中一路經(jīng)AD/DA轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)/模變換后作為教師輸出，其余數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)差分輸出驅(qū)動(dòng)后輸出；由全網(wǎng)同步傳輸系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)差分輸入驅(qū)動(dòng)，再與AD/DA轉(zhuǎn)換器傳送的教師話音進(jìn)行處理后合路成一路數(shù)據(jù)，經(jīng)FPGA串行轉(zhuǎn)為并行后，寫(xiě)入共享緩存中，教師機(jī)最后通過(guò)總線驅(qū)動(dòng)、地址譯碼、從共享緩存中讀出數(shù)據(jù)。FPGA功能模塊中的數(shù)據(jù)切換和通道控制模塊分別完成串并轉(zhuǎn)換和語(yǔ)音交換功能，讀寫(xiě)模塊受通道控制模塊控制完成共享緩存的讀寫(xiě)和數(shù)據(jù)的收發(fā)。同步時(shí)鐘產(chǎn)生模塊產(chǎn)生整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)同步時(shí)鐘下傳，系統(tǒng)為每個(gè)用戶(hù)(即學(xué)生終端)分配了固定的信息通道，所有信道在統(tǒng)一的網(wǎng)同步時(shí)鐘下各行其道，互不影響，均可獨(dú)立進(jìn)行操作，性能不會(huì)因用戶(hù)的數(shù)量增加而改變。通過(guò)通道擴(kuò)展，該語(yǔ)音通信卡可以同時(shí)處理16個(gè)復(fù)用通道(即128個(gè)學(xué)生終端)的語(yǔ)音傳輸和交換。
(3)全網(wǎng)同步傳輸系統(tǒng)全網(wǎng)同步傳輸系統(tǒng)由二級(jí)分接與復(fù)接模塊和同步控制模塊組成，采用以FPGA大規(guī)模集成電路為核心電路實(shí)現(xiàn)，在統(tǒng)一的網(wǎng)同步時(shí)鐘下將教師卡傳送下來(lái)的數(shù)據(jù)和指令準(zhǔn)確無(wú)誤的分路傳送給對(duì)應(yīng)的學(xué)生終端、并將學(xué)生終端上傳的數(shù)據(jù)和指令復(fù)接后傳給語(yǔ)音通信卡。
全網(wǎng)同步傳輸系統(tǒng)的工作原理如圖3所示全網(wǎng)同步通信傳輸系統(tǒng)包括第一級(jí)交換單元，包括多個(gè)第一級(jí)語(yǔ)音分接/復(fù)接模塊(位于圖3左側(cè))；第二級(jí)交換單元，包括多個(gè)第二級(jí)語(yǔ)音分接/復(fù)接模塊(位于圖3右側(cè))；其中每個(gè)第一級(jí)語(yǔ)音分接/復(fù)接模塊經(jīng)數(shù)據(jù)線分別連接兩個(gè)第二級(jí)兩個(gè)語(yǔ)音分接/復(fù)接模塊，將來(lái)自語(yǔ)音通信卡的一路下傳的復(fù)用語(yǔ)音數(shù)據(jù)分接到兩個(gè)第二級(jí)分接/復(fù)接模塊，以及復(fù)接來(lái)自?xún)蓚€(gè)第二級(jí)語(yǔ)音分接/復(fù)接模塊的上傳語(yǔ)音數(shù)據(jù)；其中每個(gè)第二級(jí)語(yǔ)音分接/復(fù)接模塊經(jīng)數(shù)據(jù)線分別連接多個(gè)學(xué)生終端，將下傳復(fù)用語(yǔ)音數(shù)據(jù)分別分接至對(duì)應(yīng)的學(xué)生終端，以及復(fù)接來(lái)自各學(xué)生終端的上傳語(yǔ)音數(shù)據(jù)。
述全網(wǎng)同步通信傳輸系統(tǒng)還包括位于第一級(jí)交換單元中的多個(gè)第一級(jí)指令分接/復(fù)接模塊，和位于第二級(jí)交換單元中多個(gè)第二級(jí)指令分接復(fù)接模塊；其中每個(gè)第一級(jí)指令分接/復(fù)接模塊經(jīng)數(shù)據(jù)線分別連接4個(gè)所述第二級(jí)指令分接/復(fù)接模塊，將來(lái)自語(yǔ)音通信卡下傳的復(fù)用指令數(shù)據(jù)分接到兩個(gè)所述第二級(jí)分接/復(fù)接模塊，以及復(fù)接來(lái)自所述兩個(gè)第二級(jí)指令分接/復(fù)接模塊的上傳指令數(shù)據(jù)。
教師機(jī)將數(shù)字語(yǔ)音文件傳給語(yǔ)音通信卡，語(yǔ)音通信卡將各路數(shù)據(jù)復(fù)接后，經(jīng)一、二級(jí)分接至學(xué)生終端機(jī)，提供獨(dú)立的64路數(shù)據(jù)傳輸通道，所有學(xué)生終端機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù)以相反的方向一、二級(jí)復(fù)接上傳給語(yǔ)音通信卡。在一、二級(jí)交換模塊之間有10路上、下行數(shù)據(jù)線，每條數(shù)據(jù)速率為5.6Mbps，前8條分別復(fù)接和分接二級(jí)交換模塊的第A/B路，C/D路，E/F路，G/H路語(yǔ)音數(shù)據(jù)，第9/10為通信控制數(shù)據(jù)流和視頻VGA信號(hào)流上下行信號(hào)。每個(gè)二級(jí)交換模塊分別實(shí)現(xiàn)對(duì)8個(gè)學(xué)生終端數(shù)據(jù)和指令通路進(jìn)行復(fù)接和分接；全網(wǎng)同步傳輸系統(tǒng)通過(guò)驅(qū)動(dòng)接口與語(yǔ)音通信卡連接，來(lái)自上位教師機(jī)的數(shù)據(jù)(包括語(yǔ)音和顯示字符信息)，經(jīng)反向驅(qū)動(dòng)后進(jìn)入一級(jí)交換模塊的FPGA。各FPGA將接收、產(chǎn)生和傳送一系列同步脈沖信號(hào)，分別送往其他模塊及學(xué)生終端，并提供學(xué)生終端A/D，D/A轉(zhuǎn)換電路的22KHZ同步時(shí)鐘。
(4)學(xué)生終端機(jī)學(xué)生終端硬件系統(tǒng)主要由單片機(jī)、VGA顯示控制、語(yǔ)音A/D和D/A、模擬放大、差分驅(qū)動(dòng)電路等部分組成。其原理框圖如圖4所示。學(xué)生終端機(jī)的MIC模擬語(yǔ)音輸入信號(hào)經(jīng)放大后送至語(yǔ)音A/D采集部分，語(yǔ)音A/D在系統(tǒng)網(wǎng)同步時(shí)鐘的控制下，將語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)經(jīng)差分驅(qū)動(dòng)電路送入網(wǎng)同步傳輸系統(tǒng)的指定通道。當(dāng)教師機(jī)播放語(yǔ)音時(shí)，語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)網(wǎng)同步傳輸系統(tǒng)處理變成碼流經(jīng)差分驅(qū)動(dòng)電路輸出到指定學(xué)生終端通道的語(yǔ)音D/A電路，語(yǔ)音A/D在系統(tǒng)網(wǎng)同步時(shí)鐘的控制下，將數(shù)字語(yǔ)音碼流變成模擬語(yǔ)音經(jīng)放大器后從耳機(jī)輸出，使學(xué)生可以收聽(tīng)到實(shí)時(shí)語(yǔ)音教學(xué)內(nèi)容。
單片機(jī)通過(guò)下傳指令通道接收教師機(jī)發(fā)送的文字編碼信息，根據(jù)文字編碼信息從漢字庫(kù)中調(diào)出相應(yīng)文字的點(diǎn)陣信息送至顯示控制電路。顯示控制電路將點(diǎn)陣信息進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換、模擬放大等處理，生成標(biāo)準(zhǔn)RGB信號(hào)，再輸出到外接VGA顯示器顯示文字信息。
單片機(jī)通過(guò)下傳指令通道接收教師機(jī)發(fā)送的指令信息，根據(jù)指令進(jìn)入各功能程序的調(diào)用，用戶(hù)通過(guò)鍵盤(pán)輸入的指令，經(jīng)上傳指令通道發(fā)送給全網(wǎng)同步通信系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種智能化多媒體語(yǔ)言學(xué)習(xí)系統(tǒng)，包括一個(gè)教師機(jī)，通過(guò)總線連接總線控制器和共享緩存器；一個(gè)語(yǔ)音通信卡，包括一個(gè)總線控制器，進(jìn)行總線驅(qū)動(dòng)和地址譯碼，在地址譯碼選通后，經(jīng)總線驅(qū)動(dòng)把數(shù)據(jù)和指令信號(hào)傳向共享緩存器；一個(gè)共享緩存器，在總線控制器的控制下，順序讀入和控制讀出教師機(jī)經(jīng)由數(shù)據(jù)總線輸入的數(shù)據(jù)和指令，以及順序讀入和控制讀出經(jīng)由語(yǔ)音通信卡送入的來(lái)自各學(xué)生終端的數(shù)據(jù)和指令；一個(gè)語(yǔ)音交換單元，對(duì)教師機(jī)經(jīng)由共享緩存器下傳的各路數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行合路復(fù)接，然后下傳，并根據(jù)教師機(jī)的指令選讀學(xué)生終端上傳的各路數(shù)據(jù)，經(jīng)共享緩存器上傳至教師機(jī)，并且產(chǎn)生整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)同步時(shí)鐘，經(jīng)由專(zhuān)用時(shí)鐘線路下傳，以便實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)同步；全網(wǎng)同步傳輸系統(tǒng)，對(duì)來(lái)自語(yǔ)音通信卡的下傳復(fù)接數(shù)據(jù)進(jìn)行分接，然后分別送入各個(gè)學(xué)生終端，以及對(duì)來(lái)自各個(gè)學(xué)生終端的上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)接，然后送入語(yǔ)音通信卡；和多個(gè)學(xué)生終端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的語(yǔ)言學(xué)習(xí)系統(tǒng)，其中所述語(yǔ)音交換單元包括一個(gè)同步時(shí)鐘產(chǎn)生模塊，產(chǎn)生整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)同步時(shí)鐘，經(jīng)由時(shí)鐘線路下傳；一個(gè)多通道語(yǔ)音接收模塊，接收各學(xué)生終端經(jīng)由全網(wǎng)同步通信傳輸系統(tǒng)上傳各路數(shù)據(jù)；一個(gè)串并串換模塊，將多通道語(yǔ)音接收模塊送入的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，然后送入通道控制模塊；一個(gè)通道控制模塊，根據(jù)教師機(jī)的指令選通各學(xué)生終端通道中的指定通道；一個(gè)數(shù)據(jù)讀寫(xiě)模塊，根據(jù)教師機(jī)的指令將指定通道中上傳的數(shù)據(jù)寫(xiě)入所述共享緩存器，并將來(lái)自共享緩存器的下行數(shù)據(jù)順序讀出，形成合路復(fù)接的多個(gè)通道的數(shù)據(jù)流；一個(gè)多通道語(yǔ)音發(fā)送模塊，發(fā)送下傳的各個(gè)通道的數(shù)據(jù)流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的語(yǔ)言學(xué)習(xí)系統(tǒng)，其中所述語(yǔ)音交換單元還包括一個(gè)多通道指令接收模塊，用于接收各學(xué)生終端上傳的指令數(shù)據(jù)；以及一個(gè)多通道指令發(fā)送模塊，用于發(fā)送教師機(jī)下傳至各個(gè)學(xué)生終端的的指令數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的語(yǔ)言學(xué)習(xí)系統(tǒng)，其中所述全網(wǎng)同步通信傳輸系統(tǒng)包括第一級(jí)交換單元，包括多個(gè)第一級(jí)語(yǔ)音分接/復(fù)接模塊；第二級(jí)交換單元，包括多個(gè)第二級(jí)語(yǔ)音分接/復(fù)接模塊；其中每個(gè)第一級(jí)語(yǔ)音分接/復(fù)接模塊經(jīng)數(shù)據(jù)線分別連接兩個(gè)第二級(jí)兩個(gè)語(yǔ)音分接/復(fù)接模塊，將來(lái)自語(yǔ)音通信卡的一路下傳的復(fù)用語(yǔ)音數(shù)據(jù)分接到兩個(gè)第二級(jí)分接/復(fù)接模塊，以及復(fù)接來(lái)自?xún)蓚€(gè)第二級(jí)語(yǔ)音分接/復(fù)接模塊的上傳語(yǔ)音數(shù)據(jù)；其中每個(gè)第二級(jí)語(yǔ)音分接/復(fù)接模塊經(jīng)數(shù)據(jù)線分別連接多個(gè)學(xué)生終端，將下傳復(fù)用語(yǔ)音數(shù)據(jù)分別分接至對(duì)應(yīng)的學(xué)生終端，以及復(fù)接來(lái)自各學(xué)生終端的上傳語(yǔ)音數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的語(yǔ)言學(xué)習(xí)系統(tǒng)，其中所述全網(wǎng)同步通信傳輸系統(tǒng)還包括位于第一級(jí)交換單元中的多個(gè)第一級(jí)指令分接/復(fù)接模塊，和位于第二級(jí)交換單元中多個(gè)第二級(jí)指令分接復(fù)接模塊；其中每個(gè)第一級(jí)指令分接/復(fù)接模塊經(jīng)數(shù)據(jù)線分別連接4個(gè)所述第二級(jí)指令分接/復(fù)接模塊，將來(lái)自語(yǔ)音通信卡下傳的復(fù)用指令數(shù)據(jù)分接到兩個(gè)所述第二級(jí)分接/復(fù)接模塊，以及復(fù)接來(lái)自所述兩個(gè)第二級(jí)指令分接/復(fù)接模塊的上傳指令數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的語(yǔ)言學(xué)習(xí)系統(tǒng)，其中所述的分接和復(fù)接是時(shí)分分接和復(fù)接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的語(yǔ)言學(xué)習(xí)系統(tǒng)，其中所述的分接和復(fù)接是碼分分接和復(fù)接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的語(yǔ)言學(xué)習(xí)系統(tǒng)，其中所述語(yǔ)音交換單元是現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的語(yǔ)言學(xué)習(xí)系統(tǒng)，其中所述教師機(jī)是一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)，用于編輯和存儲(chǔ)音頻媒體課件，控制音頻媒體播放流程，以及管理和控制對(duì)學(xué)生的教學(xué)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的語(yǔ)言學(xué)習(xí)系統(tǒng)，其中所述的總線是PCI總線，所述的總線控制器是PCI總線控制器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于全網(wǎng)同步數(shù)字通信技術(shù)的智能化多媒體語(yǔ)言學(xué)習(xí)系統(tǒng)，由教師機(jī)、語(yǔ)音通信卡、全網(wǎng)同步通信系統(tǒng)和學(xué)生終端組成。教師機(jī)完成與校園網(wǎng)、國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)和其他媒體的連接，存儲(chǔ)課件、學(xué)習(xí)資料供學(xué)生點(diǎn)播或教師授課使用；語(yǔ)音通信卡作為教師機(jī)與同步通信系統(tǒng)的橋梁完成對(duì)通信系統(tǒng)上傳數(shù)據(jù)和指令的接收并封裝傳給教師機(jī)和將教師機(jī)下發(fā)的數(shù)據(jù)和指令傳給通信系統(tǒng)的功能；全網(wǎng)同步通信系統(tǒng)在網(wǎng)同步時(shí)鐘下將教師卡傳送下來(lái)的數(shù)據(jù)和指令傳送給學(xué)生終端、并將學(xué)生終端上傳的數(shù)據(jù)和指令傳給語(yǔ)音通信卡；學(xué)生終端完成接收通信系統(tǒng)下傳的數(shù)據(jù)和指令，將媒體數(shù)據(jù)展示給學(xué)生和采集上傳語(yǔ)音數(shù)據(jù)和指令的功能。該系統(tǒng)具有可靠性、穩(wěn)定性，還具有可擴(kuò)展性。
文檔編號(hào)G06F13/00GK1571337SQ200410037648
公開(kāi)日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2004年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月28日
發(fā)明者楊萌茜, 易波 申請(qǐng)人:永嘉縣金槍魚(yú)軟件有限公司