[发明专利]一种基于FPGA的网络传输实时音视频纠错方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于FPGA的网络传输实时音视频纠错方法及系统，涉及数字视频广播技术领域。本发明技术要点包括：将网络远程传输过来的数据包进行解析，对匹配本地IP地址及端口号的数据包进行处理，将校验FEC包及数据RTP包进行判断并分别存入到FPGA内部RAM和外部SDRAM。利用校验FEC包对其关联数据RTP包进行恢复，恢复后的数据RTP包回写SDRAM，控制模块读取SDRAM中完整的数据包进行输出，实现网络远程传输的丢包恢复。

主权项

1.一种基于FPGA的网络传输实时音视频纠错方法，其特征在于，包括：网络数据包接口处理步骤：接收并拼接网络数据，当接收到的数据足以构成一个数据包时，对数据包进行解包并提取数据包的目标IP地址及目标端口号；将数据包的目标IP地址及目标端口号与本机系统设定的IP地址及端口号进行比较，如果相同则将数据包存入本机输入缓存中；存储数据包的同时将从该数据包中获取的数据包类型添加到数据包的包头，以便读取时判断其数据包类型；纠错恢复检测步骤：包括第一控制状态、第二控制状态、第三控制状态及第四控制状态；第一控制状态为：监测第二控制状态、第三控制状态及第四控制状态的触发条件，若满足触发条件则进入相应的控制状态，其中第二控制状态、第三控制状态、第四控制状态的优先级依次降低，完成所述相应控制状态的功能后返回第一控制状态；第二控制状态为：当所述输入缓存中的数据大于一个数据包时，将进行数据包存储步骤，数据包存储步骤包括：根据数据包类型将输入缓存中的RTP包存储到FPGA外部的存储器中，将输入缓存中的FEC包存储到FPGA内部的存储器中；且将RTP包按照数据包自身的序号顺序存储，并记录每个序号对应的RTP包的存储情况以及外部存储器中RTP包的总数；将FEC包按照到达本机的先后顺序存储，并记录每个FEC包的状态及每个FEC包关联的首个RTP包序号、关联RTP包序号偏移量、关联RTP包总数；其中，FEC包的状态包括第0状态、第一状态、第二状态、第三状态、第四状态、第五状态及第六状态；第0状态表示FEC包无效；当FEC包到来时，且其后没有RTP包到来时为第一状态；当FEC包到来后，且其后有1个RTP包到来时为第二状态；当FEC包到来后，且其后有2个RTP包到来时为第三状态；当FEC包到来后，且其后有3个RTP包到来时为第四状态；当FEC包进入第四状态后并且FPGA内部存储的非第0状态的FEC包数量小于L+D时进入第五状态；其中L、D分别为数据矩阵的长和宽；进入第五状态后，当外部存储器中有3个以上的RTP包读出到输出缓存时，进入第六状态；第六状态为FEC包无效，且将回到第0状态；第三控制状态为当输出缓存中的RTP包总数小于设定包数目时，外部存储器输出一个RTP包到输出缓存；第四控制状态为当外部存储器中RTP包的总数大于最小值时，反复查询每个FEC包的状态；当查询到某个FEC包的状态为第五状态时，则进一步根据RTP包的存储情况查询该FEC包关联的RTP包是否到齐，如果仅有一个关联的RTP包缺失，则进入纠错恢复步骤，恢复该缺失的RTP包；纠错恢复步骤：根据所述FEC包关联的首个RTP包序号读取首个RTP包；如果首个RTP包序号即为所要恢复的RTP包序号，则将所述首个RTP包序号加上关联RTP包序号偏移量后读取RTP包；将上一个读取到的RTP包序号加上关联RTP包序号偏移量后读取下一个RTP包；如果相加结果为需要恢复的RTP包号，则将该相加的结果再加上关联RTP包序号偏移量读取RTP包，将第一次、第二次所读取的RTP包进行异或运算并缓存，以后每读取一个RTP包将其与上次缓存的结果进行异或运算并改写上次缓存结果；以此类推，直到读取该FEC包的关联RTP包总数‑1个RTP包，并进行RTP包总数‑2次异或运算；将异或运算的结果回写到外部存储器中需要恢复的RTP包的存储位置，并改写恢复后RTP包的存储情况，同时外部存储器中的RTP包总数加1。