基于DHD 52調音臺的GPIO協同控制功能的開發與應用

□趙赳 周沖 李婧

一、引言

調音臺是直播室的核心設備。各種外來信號源匯集于此，并通過其進行電平的放大、混合與信號的切入切出。因此，調音臺對廣播起著至關重要的作用。隨著廣播的多元化發展，我們使用的信號源越來越多種多樣，節目方式更加靈活豐富，直播室所使用的設備也逐漸增多。這些設備大多直接與調音臺相連，并且在主持人需要時在其面板進行操作。如果在播出時，我們能通過調音臺來控制外圍設備，實現不同設備的智能化協同工作，就能方便主持人的操作，還能提升調音臺的可用性。

我臺技術人員通過對調音臺GPIO接口的研究，并結合對外圍設備的操控與遠程監控的需要，自行設計與開發了基于DHD 52系列調音臺的GPIO接口進行外部控制與監測的功能，以此加強了調音臺的應用的合理化、科學化，提升了與外部系統的兼容性與智能化。

二、關于GPIO接口

GPIO是General Purpose input Ouput的英文簡稱，中文意思是通用輸入/輸出端口，它是基于工業標準I2C、SMBus或SPI接口對I/O接口的簡化擴展。

當我們需要系統進行遠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，可以通過GPIO來實現。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的交換，使得調音臺與相連設備完成互相操控。同時，通過GPIO針腳，我們還可以讀取調音臺工作狀態信號，實現遠程監控。

GPIO主要分為GPI與GPO功能。當外部邏輯條件觸發時，外部輸出信號通過GPI接口輸入至調音臺內。GPI輸入功能產生一個參數，其取決于GPI輸入邏輯電平和輸入狀態信號。該參數協助外部設備與調音臺實現共同工作。當調音臺內部達到觸發條件時，GPO邏輯電路會輸出一個信號，信號取決于其輸出針腳的信號和調用參數以及數值參數。該信號使得調音臺能控制外部設備。

GPIO接口具有低功耗、易封裝、輕成本、靈活性強等特點。因此其應用非常廣泛，目前廣播系統各主流設備均配有通用接口。這為技術人員根據本單位實際情況進行功能的二次開發與創新提供了良好的平臺。

三、基于DHD 52系列調音臺的GPIO應用

我臺目前使用DHD 52系列調音臺，其GPIO接口采用9針D型頭設計，共分為4組，每組有2個引腳，用來判斷高電平（控制端）與低電平（公共端）。基于DHD 52系列調音臺的GPIO接口功能使用具體如圖1所示。

圖1 基于DHD 52系列調音臺的GPIO使用示意圖

（一）調音臺一鍵控制多路延時器

延時器是播出中重要的信號保障設備。當遇到重要轉播節目或者有嘉賓群眾參與的直播節目時，根據《廣播電視安全播出管理規定》，需要開啟延時器，防止意外的發生。目前延時器安裝在調音臺旁邊，由于設備眾多，每次操作前，主持人要彎下腰來仔細查看，無法在第一時間完成刪除操作。再加上從調音臺輸出至總控的主備兩條鏈路，總共需要兩臺延時器串聯在各自的通路上進行信號的保障，如何在同一時間準確地按下兩臺延時器的刪除鍵，實現主備鏈路信號的同步，也成為了我們面臨的難題之一。

于是，我臺對調音臺與延時器之間的GPIO接口進行改造，成功地實現了調音臺一鍵控制多通路延時器的功能。首先，我們利用DHD調音臺可對任何按鍵進行自定義分配的特點，通過TOOLBOX8軟件平臺，對調音臺上三個按鍵分別命名為“建立”“退出”與“刪除”功能，并將其進行邏輯定義配置，即當三個按鍵分別按下時，都會產生一個脈沖信號，常開的繼電器立即變成常開。其次，我們通過控制線將調音臺GPO與延時器的AUX接口相連，并將延時器的AUX1～3接口分別設置為“REB”“RAMP”“DUMP”。因此，當兩臺延時器端口收到調音臺指令時，可以同時完成“建立”“退出”與“刪除”的操作。這個設計有效地避免了非法內容在多通路上的播出，使我臺安全播出的保障能力提升到新的級別。

（二）調音臺與CDR播放、暫停功能的聯動

CDR是調音臺的輸入信號源之一，主要作為墊樂應急處理措施。CDR和延時器一樣，其安裝位置位于調音臺旁邊。當工作站信號出現播放異常時，我們可以通過推出CDR信號的方式，進行應急補樂。為了簡化操作步驟，更快速地完成應急處理，我臺通過GPIO接口實現調音臺與CDR播放與暫停功能的聯動。

實現這一功能，我們需要將GPO觸發電平設置為“FS(Ch)Ch5：CD”。即當CD的推子往上推，系統檢測到飛達啟動時，GPO會輸出一個高電平信號，并通過控制線反饋給CDR。在高電平信號的作用下，該設備內部的電路持續接通，因此CDR也從暫停狀態變成播放狀態，并將保持到推子被拉下為止。

（三）GPO接口對推子狀態的監控

我臺信號源豐富，傳輸鏈路關鍵點眾多。因此需要完善的輔助監測系統對整體結構的分散節點信號進行統一的監測，以便技術人員及時全面地了解播出情況，對信號異常情況的判斷提供更快、更有效的技術支持。

因此，在建設直播室系統中，除了對輸出通道與室內環境進行監控外，我臺還通過GPIO技術對調音臺推子使用情況進行監測。

此項功能的實現，同樣也需要將GPO觸發條件設置為各路信號推子飛達啟動。當主要的推子通道被推起（例如DJ話筒與主備工作站等），相應GPO的高電平信號便會觸發并傳輸至在直播間的第三方監測設備。第三方監測設備通過核心交換，將數據傳輸至播控機房里的服務器。服務器主要的作用是將所收到的數據進行解析，對比后，將推子的狀態圖形直觀化地展現在播控統一監控平臺上。通過該監測項目，我們可以了解到主持人是否在使用話筒，技術人員或者導播是否方便與其溝通，是否出現多個推子同時推出造成混播現象等。關于推子狀態的監測在調音臺GPO接口的配置如圖2所示。

圖2 主要通路推子的監控在調音臺GPO接口的配置

四、結語

GPIO技術因其良好的協同控制性與兼容性，被我臺廣泛應用于直播室與外圍設備的操作中。但是，我們在實際應用中發現，DHD 52系列調音臺的GPIO接口缺乏提供內部+5V電平的接口。在實現一些特殊功能時，我們仍需外加電源，這無疑多加了一個環節。同時，對于DHD 52系列調音臺的GPIO研究，我臺目前只局限于調音臺GPO控制外圍設備。如何使用外部設備通過GPI對調音臺控制，我們目前還在探索。