[发明专利]一种保证视音频正常播出的无缝切换系统及方法

权利要求书

1.一种保证视音频正常播出的无缝切换系统，所述系统包括2台视音频播出服务器，所述的视音频播出服务器包括视音频I/O板卡、板卡驱动程序、故障检测装置、操作系统以及视音频播出应用程序，其特征在于：

所述的2台视音频播出服务器互为主、备；

所述的视音频服务器还包括，主播出通道、备播出通道、采集通道，且每一台视音频服务器的备播出通道与另一台视音频服务器的采集通道连接；其中，主播出通道用于视音频播出信号的输出，备播出通道用于备份播出信号的输出，采集通道用于采集备份的播出信号；主播出通道和备播出通道在系统运行时都进行信号输出，且视音频正常播出时输出的信号在内容上相同；

所述的视音频I/O板卡还包括：板卡硬件缓存区、板卡硬件寄存器、板卡硬件控制模块、信号输入接口、信号主输出端口、信号备输出端口；

其中：

板卡硬件缓存区：用于缓存通过采集通道采集的备份播出信号的数据和视音频播出应用程序传送的数据；

板卡硬件寄存器：用于分别记录缓存于板卡硬件缓存区的通过采集通道采集的备份播出信号的数据的存储地址、主播出通道和备播出通道所用数据的读取地址，以及由故障检测装置设置的无缝切换状态值；其中，无缝切换状态初始值为FALSE，系统运行后，当故障检测装置检测到故障发生时立即将无缝切换状态值置为TRUE；

板卡硬件控制模块：用于定期查询无缝切换状态值，当无缝切换状态值为TRUE时，控制主播出通道使用缓存于板卡硬件缓存区的通过采集通道采集的备份播出信号的数据作为数据源；当无缝切换状态值为FALSE时，控制主播出通道和备播出通道使用缓存于板卡硬件缓存区的视音频播出应用程序传送的数据作为数据源；

信号输入接口：用于作为采集通道输入接口；

信号主输出端口：用于作为主播出通道输出接口；

信号备输出端口：用于作为备播出通道输出接口。

2.根据权利要求1所述的无缝切换系统，其特征在于，所述的系统包括板卡硬件缓存区、视音频播出应用程序、板卡驱动程序、板卡硬件寄存器、板卡硬件控制模块，其中：

板卡硬件缓存区，包含两个缓存队列：播出队列，用于缓存视音频播出应用程序传送的数据；采集队列，用于缓存通过采集通道采集的备份播出信号的数据；两个队列中单元的个数一致，每个单元可以存储以1帧为单位的视音频数据，队列单元数大于2，两个队列是被循环使用的，循环存储或循环读取是：

判断上一次存储或读取的目标单元所在队列位置序号+1是否等于队列单元数，是，本次存储或读取的目标单元为位置序号为0的单元；否，本次存储或读取的目标单元为上一次目标单元所在队列位置序号+1的单元；

视音频播出应用程序，用于向板卡驱动程序发出视音频数据播出请求，每次送出以一帧为单位的视音频数据；

板卡驱动程序，用于响应视音频播出应用程序发出的视音频数据播出请求：板卡驱动程序收到播出请求后，判断播出队列是否已满，已满，则板卡驱动程序进入睡眠状态，当下一次收到播出请求时被唤醒，再执行本子过程判断播出队列是否已满；不满，则将接收到的一帧视音频数据循环存储到播出队列中，之后等待视音频播出应用程序送出下一帧数据播出请求；

板卡硬件寄存器，用于分别记录板卡硬件缓存区中采集队列的存储起始地址、缓存队列单元大小、缓存队列单元个数、当前板卡硬件控制模块循环存储和循环读取的目标单元的位置序号，以及无缝切换状态值；

板卡硬件控制模块，用于当每个帧中断到来时：

查询无缝切换状态值，当无缝切换状态值为FALSE时，从播出队列中分别循环读取目标单元的数据作为主播出通道和备播出通道本次输出，其中，主播出通道初始读取目标单元的位置序号和采集通道初始存储目标单元的位置序号相同，备播出通道读取目标单元的位置序号始终比主播出通道读取目标单元的位置序号大1；当无缝切换状态值为TRUE时，从采集队列中循环读取目标单元的数据作为主播出通道本次输出；

将采集通道采集的1帧数据循环存储到采集队列中的目标单元；

将板卡硬件控制模块循环存储和读取的目标单元的位置序号存储到板卡硬件寄存器。