基于DHD 52調(diào)音臺(tái)的GPIO協(xié)同控制功能的開發(fā)與應(yīng)用

□趙赳 周沖 李婧

一、引言

調(diào)音臺(tái)是直播室的核心設(shè)備。各種外來信號(hào)源匯集于此，并通過其進(jìn)行電平的放大、混合與信號(hào)的切入切出。因此，調(diào)音臺(tái)對(duì)廣播起著至關(guān)重要的作用。隨著廣播的多元化發(fā)展，我們使用的信號(hào)源越來越多種多樣，節(jié)目方式更加靈活豐富，直播室所使用的設(shè)備也逐漸增多。這些設(shè)備大多直接與調(diào)音臺(tái)相連，并且在主持人需要時(shí)在其面板進(jìn)行操作。如果在播出時(shí)，我們能通過調(diào)音臺(tái)來控制外圍設(shè)備，實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備的智能化協(xié)同工作，就能方便主持人的操作，還能提升調(diào)音臺(tái)的可用性。

我臺(tái)技術(shù)人員通過對(duì)調(diào)音臺(tái)GPIO接口的研究，并結(jié)合對(duì)外圍設(shè)備的操控與遠(yuǎn)程監(jiān)控的需要，自行設(shè)計(jì)與開發(fā)了基于DHD 52系列調(diào)音臺(tái)的GPIO接口進(jìn)行外部控制與監(jiān)測(cè)的功能，以此加強(qiáng)了調(diào)音臺(tái)的應(yīng)用的合理化、科學(xué)化，提升了與外部系統(tǒng)的兼容性與智能化。

二、關(guān)于GPIO接口

GPIO是General Purpose input Ouput的英文簡(jiǎn)稱，中文意思是通用輸入/輸出端口，它是基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)I2C、SMBus或SPI接口對(duì)I/O接口的簡(jiǎn)化擴(kuò)展。

當(dāng)我們需要系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)端串行通信或者控制，但是微控制器或芯片組并沒有足夠的I/O端口時(shí)，可以通過GPIO來實(shí)現(xiàn)。GPIO的針腳可以定義各種不同的功能，主要是通過各種邏輯功能來判斷輸入與輸出的高低電平信號(hào)的交換，使得調(diào)音臺(tái)與相連設(shè)備完成互相操控。同時(shí)，通過GPIO針腳，我們還可以讀取調(diào)音臺(tái)工作狀態(tài)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

GPIO主要分為GPI與GPO功能。當(dāng)外部邏輯條件觸發(fā)時(shí)，外部輸出信號(hào)通過GPI接口輸入至調(diào)音臺(tái)內(nèi)。GPI輸入功能產(chǎn)生一個(gè)參數(shù)，其取決于GPI輸入邏輯電平和輸入狀態(tài)信號(hào)。該參數(shù)協(xié)助外部設(shè)備與調(diào)音臺(tái)實(shí)現(xiàn)共同工作。當(dāng)調(diào)音臺(tái)內(nèi)部達(dá)到觸發(fā)條件時(shí)，GPO邏輯電路會(huì)輸出一個(gè)信號(hào)，信號(hào)取決于其輸出針腳的信號(hào)和調(diào)用參數(shù)以及數(shù)值參數(shù)。該信號(hào)使得調(diào)音臺(tái)能控制外部設(shè)備。

GPIO接口具有低功耗、易封裝、輕成本、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)。因此其應(yīng)用非常廣泛，目前廣播系統(tǒng)各主流設(shè)備均配有通用接口。這為技術(shù)人員根據(jù)本單位實(shí)際情況進(jìn)行功能的二次開發(fā)與創(chuàng)新提供了良好的平臺(tái)。

三、基于DHD 52系列調(diào)音臺(tái)的GPIO應(yīng)用

我臺(tái)目前使用DHD 52系列調(diào)音臺(tái)，其GPIO接口采用9針D型頭設(shè)計(jì)，共分為4組，每組有2個(gè)引腳，用來判斷高電平（控制端）與低電平（公共端）?；贒HD 52系列調(diào)音臺(tái)的GPIO接口功能使用具體如圖1所示。

圖1 基于DHD 52系列調(diào)音臺(tái)的GPIO使用示意圖

（一）調(diào)音臺(tái)一鍵控制多路延時(shí)器

延時(shí)器是播出中重要的信號(hào)保障設(shè)備。當(dāng)遇到重要轉(zhuǎn)播節(jié)目或者有嘉賓群眾參與的直播節(jié)目時(shí)，根據(jù)《廣播電視安全播出管理規(guī)定》，需要開啟延時(shí)器，防止意外的發(fā)生。目前延時(shí)器安裝在調(diào)音臺(tái)旁邊，由于設(shè)備眾多，每次操作前，主持人要彎下腰來仔細(xì)查看，無法在第一時(shí)間完成刪除操作。再加上從調(diào)音臺(tái)輸出至總控的主備兩條鏈路，總共需要兩臺(tái)延時(shí)器串聯(lián)在各自的通路上進(jìn)行信號(hào)的保障，如何在同一時(shí)間準(zhǔn)確地按下兩臺(tái)延時(shí)器的刪除鍵，實(shí)現(xiàn)主備鏈路信號(hào)的同步，也成為了我們面臨的難題之一。

于是，我臺(tái)對(duì)調(diào)音臺(tái)與延時(shí)器之間的GPIO接口進(jìn)行改造，成功地實(shí)現(xiàn)了調(diào)音臺(tái)一鍵控制多通路延時(shí)器的功能。首先，我們利用DHD調(diào)音臺(tái)可對(duì)任何按鍵進(jìn)行自定義分配的特點(diǎn)，通過TOOLBOX8軟件平臺(tái)，對(duì)調(diào)音臺(tái)上三個(gè)按鍵分別命名為“建立”“退出”與“刪除”功能，并將其進(jìn)行邏輯定義配置，即當(dāng)三個(gè)按鍵分別按下時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，常開的繼電器立即變成常開。其次，我們通過控制線將調(diào)音臺(tái)GPO與延時(shí)器的AUX接口相連，并將延時(shí)器的AUX1～3接口分別設(shè)置為“REB”“RAMP”“DUMP”。因此，當(dāng)兩臺(tái)延時(shí)器端口收到調(diào)音臺(tái)指令時(shí)，可以同時(shí)完成“建立”“退出”與“刪除”的操作。這個(gè)設(shè)計(jì)有效地避免了非法內(nèi)容在多通路上的播出，使我臺(tái)安全播出的保障能力提升到新的級(jí)別。

（二）調(diào)音臺(tái)與CDR播放、暫停功能的聯(lián)動(dòng)

CDR是調(diào)音臺(tái)的輸入信號(hào)源之一，主要作為墊樂應(yīng)急處理措施。CDR和延時(shí)器一樣，其安裝位置位于調(diào)音臺(tái)旁邊。當(dāng)工作站信號(hào)出現(xiàn)播放異常時(shí)，我們可以通過推出CDR信號(hào)的方式，進(jìn)行應(yīng)急補(bǔ)樂。為了簡(jiǎn)化操作步驟，更快速地完成應(yīng)急處理，我臺(tái)通過GPIO接口實(shí)現(xiàn)調(diào)音臺(tái)與CDR播放與暫停功能的聯(lián)動(dòng)。

實(shí)現(xiàn)這一功能，我們需要將GPO觸發(fā)電平設(shè)置為“FS(Ch)Ch5：CD”。即當(dāng)CD的推子往上推，系統(tǒng)檢測(cè)到飛達(dá)啟動(dòng)時(shí)，GPO會(huì)輸出一個(gè)高電平信號(hào)，并通過控制線反饋給CDR。在高電平信號(hào)的作用下，該設(shè)備內(nèi)部的電路持續(xù)接通，因此CDR也從暫停狀態(tài)變成播放狀態(tài)，并將保持到推子被拉下為止。

（三）GPO接口對(duì)推子狀態(tài)的監(jiān)控

我臺(tái)信號(hào)源豐富，傳輸鏈路關(guān)鍵點(diǎn)眾多。因此需要完善的輔助監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)整體結(jié)構(gòu)的分散節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)，以便技術(shù)人員及時(shí)全面地了解播出情況，對(duì)信號(hào)異常情況的判斷提供更快、更有效的技術(shù)支持。

因此，在建設(shè)直播室系統(tǒng)中，除了對(duì)輸出通道與室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控外，我臺(tái)還通過GPIO技術(shù)對(duì)調(diào)音臺(tái)推子使用情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

此項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)，同樣也需要將GPO觸發(fā)條件設(shè)置為各路信號(hào)推子飛達(dá)啟動(dòng)。當(dāng)主要的推子通道被推起（例如DJ話筒與主備工作站等），相應(yīng)GPO的高電平信號(hào)便會(huì)觸發(fā)并傳輸至在直播間的第三方監(jiān)測(cè)設(shè)備。第三方監(jiān)測(cè)設(shè)備通過核心交換，將數(shù)據(jù)傳輸至播控機(jī)房里的服務(wù)器。服務(wù)器主要的作用是將所收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，對(duì)比后，將推子的狀態(tài)圖形直觀化地展現(xiàn)在播控統(tǒng)一監(jiān)控平臺(tái)上。通過該監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，我們可以了解到主持人是否在使用話筒，技術(shù)人員或者導(dǎo)播是否方便與其溝通，是否出現(xiàn)多個(gè)推子同時(shí)推出造成混播現(xiàn)象等。關(guān)于推子狀態(tài)的監(jiān)測(cè)在調(diào)音臺(tái)GPO接口的配置如圖2所示。

圖2 主要通路推子的監(jiān)控在調(diào)音臺(tái)GPO接口的配置

四、結(jié)語

GPIO技術(shù)因其良好的協(xié)同控制性與兼容性，被我臺(tái)廣泛應(yīng)用于直播室與外圍設(shè)備的操作中。但是，我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，DHD 52系列調(diào)音臺(tái)的GPIO接口缺乏提供內(nèi)部+5V電平的接口。在實(shí)現(xiàn)一些特殊功能時(shí)，我們?nèi)孕柰饧与娫?，這無疑多加了一個(gè)環(huán)節(jié)。同時(shí)，對(duì)于DHD 52系列調(diào)音臺(tái)的GPIO研究，我臺(tái)目前只局限于調(diào)音臺(tái)GPO控制外圍設(shè)備。如何使用外部設(shè)備通過GPI對(duì)調(diào)音臺(tái)控制，我們目前還在探索。