V současném přenosovém rozhraní systému DVB-C pro vysílání televize existují dva standardy rozhraní pro přenos videa MPEG-2: standard asynchronního sériového rozhraní ASI a synchronní paralelní rozhraní SPI. SPI má celkem 11 užitečných signálů a každý signál je rozlišen na dva signály, aby se zlepšilo rušení přenosu. Je přenášen pomocí DB25 na fyzickém spojení, takže připojení je mnoho a komplikované, přenosová vzdálenost je krátká a je náchylné k selhání. SPI je však paralelní 11bitový signál s jednoduchým zpracováním a silnou škálovatelností. Proto výstup obecného video kodéru MPEG-2 a vstup video dekodéru jsou všechny standardní paralelní 11bitové signály. ASI používá sériový přenos, který k přenosu potřebuje pouze koaxiální kabel, který se snadno připojuje a má velkou přenosovou vzdálenost. Podle výhod a nevýhod SPI a ASI je nutné převádět mezi SPI a ASI přenosového signálu.
1 Struktura signálu SPI
Paralelní přenosový systém SPI obsahuje hodinový signál, 8bitový datový signál, rámcový synchronizační signál PSYNC a datově platný signál DVALID. Synchronizační signál rámce odpovídá synchronizačnímu bajtu 047H paketu TS. Signál DVALID se používá k rozlišení délky paketu TS na 188 bytů nebo 204 bytů. Když je délka paketu TS 188 bytů, signál DVALID je vždy vysoký a všechny signály jsou synchronizovány s hodinovým signálem. Datový formát SPI je znázorněn na obrázku.
2 Rozhraní ASI
Transportní tok ASI může mít různé datové rychlosti, ale přenosová rychlost je konstantní, 270 Mb / s, takže ASI může odesílat a přijímat data MPEG-2 s různými rychlostmi. Přenosový systém ASI je vrstvená struktura. Nejvyšší vrstva a druhá vrstva používají standard MPEG-2 ISO/IEC 13818- (systémy) a 0. a 1. vrstva jsou vláknové kanály FC založené na ISO/IEO CD 14165-1. FC podporuje řadu fyzických přenosových médií, toto řešení využívá koaxiální kabelový přenos.
Nejprve převeďte 8bitové kódové slovo transportního paketu MPEG-2, které je synchronizováno s paketem, na 10bitové kódové slovo; pak, v paralelní/sériové konverzi, když je požadováno zadání nového slova a zdroj dat ještě není připraven, mělo by být vloženo synchronizační slovo K28.5, aby se dosáhlo pevné přenosové rychlosti ASI 270 Mbps. Výsledný sériový bitový tok bude odeslán do konektoru koaxiálního kabelu přes obvod vyrovnávací paměti/měniče a spojovací síť. Existují tři způsoby, jak vložit slovo synchronizačního kódu: jeden bajt proudu přenosového kódu nemůže být synchronizačním slovem před a za; jeden bajt proudu přenosového kódu musí být synchronizačním slovem před a za; nebo jejich kombinace.
Přijatá data přicházející na koaxiální kabel musí být nejprve spojena s obvodem pro obnovu hodin a dat prostřednictvím konektorové a spojovací sítě a poté provedena sériová/paralelní konverze; aby bylo možné obnovit synchronizaci bytů, dekodér ASI musí nejprve vyhledat synchronizační slovo K28.5, jakmile je synchronizační slovo vyhledáno, ohraničí se hranice pro následně přijatá data, čímž se stanoví správné uspořádání bytů výstupních bytů dekodéru; nakonec se provede 10/8bitová konverze za účelem obnovení dat toku datového proudu MPEG-2 TS synchronizovaného paketem. Synchronizační slovo K28.5 však není platnými daty, a proto musí být během dekódování odstraněno.
3 Schéma implementace rozhraní ASI
V tomto schématu je tok kódu MPEG-2 TS zajišťován jednočipovým kodérem MPEG-2 MB86390, který vydává paralelní 11bitový signál vyhovující standardu SPI, a délka paketu TS je 188 bytů. V převodním schématu SPI/ASI se používá hlavně čip cyb923/cyb933 společnosti cypress, asynchronní FIFO a logický programátor CPLD.
cyb923 realizuje hlavně 8/10bitovou konverzi kódového slova, vkládá synchronizační slovo K28.5 a paralelní/sériový převod. Přenosová rychlost ASI je konstantní na 270 MHz a vstupní kódová rychlost MPEG-2 TS je odlišná, takže pro použití FIFO k dosažení přizpůsobení rychlosti je nutné logicky řídit komunikaci mezi vstupními SPI daty, FIFO a cyb923. S ohledem na komplexní výkon, cenu a složitost programu toto řešení používá logický programátor xilinx CPLD XC95108; Programování VHDL se používá k realizaci jejich logického řízení. Podobným procesem je také dekódování ASI, cyb933 realizuje hlavně převod 10/8Bit, odstranění synchronizačního slova K28.5 a převod sériový na paralelní.
3.1 ASI kódování
V procesu kódování ASI jsou do CPLD vstupována pouze osmibitová data MPEG-2 TS a jednobitové přenosové hodiny TS. Protože v tomto schématu je formát TS 188 bytů, je signál DVALID dat platný vždy vysoký a CPLD tento signál ignoruje a přijímá pouze data streamu kódu TS, aniž by se staral o synchronizační záhlaví toku kódu TS. Signál synchronizace rámce PSYNC je také ignorován. CPLD zapisuje přijatá data do FIFO s hodinovým kódem TS. Když je FIFO napůl plný, CPLD přijme napůl plný signál FIFO a poté CPLD odešle čtecí signál FIFO do cyb923. Cyb923 čte data ve FIFO rychlostí 27 Mbps; když CPLD počítá do cyb923 čte určité množství dat FIFO, CPLD pošle nečitelný signál FIFO do cyb923, aby se zabránilo vyprázdnění FIFO. Maximální paralelní rychlost přenosového kódu MPEG-2 je 27/8 = 3.375 Mb/s a čtecí FIFO je 27 Mb/s, takže FIFO nepřeteče. S ohledem na zpoždění tento program používá menší kapacitu FIFO7202. cyb923 naplní tok kódu ASI kódem K28.5, když je FIFO nečitelný, aby udržel pevnou přenosovou rychlost 270 Mb / s. Nakonec mohou být sériová data po řízení přenášena koaxiálním kabelem. V tomto řešení vložení synchronizačního slova K28.5 přebírá způsob synchronizačních slov K28.5 před a po jednom bajtu proudu přenosového kódu. Ve srovnání s ostatními dvěma schématy je tento režim relativně jednoduchý na posouzení a řešení.
3.2 Dekódování ASI
Na přijímacím konci ASI je vstupní kód ASI kódu vyrovnán a poté vstupován do čipu cyb933. Nejprve uzamkne hodiny proudu kódu ASI vnitřní fázově uzamčenou smyčkou hodin a detekuje synchronizační slovo K28.5; po jeho nalezení je určena sekvence bitového proudu ASI a poté je provedena sériová/paralelní konverze.
Je vidět, že je detekován K28.5, to znamená, že zarovnání bytů je důležitým předpokladem dekódování ASI, takže cyb933 definuje sadu metod pro detekci synchronizace bytů. Vzhledem k tomu, že chyby přenosu a jiné důvody mohou způsobit falešný K28.5, cyb933 přijímá metodu dvoubajtového potvrzení. To znamená, že dva po sobě jdoucí bajty jsou oba K28.5 a synchronizace bytů je potvrzena a poté je zadán normální jednobajtový dekódovací stav. Ve stavu dekódování, pokud CPLD počítá 16 bytů ze 64 dekódovaných bytů jako chybných, musí CPLD odeslat informace do cyb933, což vyžaduje, aby cyb933 znovu synchronizoval bajty.
Po synchronizaci bajtů, protože K28.5 je synchronizační bajt vložený cyb923 a nemůže být vydán jako platná data, cyb933 tyto synchronizační bajty automaticky ignoruje. Když cyb933 detekuje platná data, cyb933 vydá indikaci, že aktuální data jsou platná. Pokud je tento signál považován za platný pro zápis na FIFO, data ve FIFO musí být platná data. Když je FIFO napůl plný, poté, co CPLD přijme signál napůl plný FIFO, CPLD načte data ve FIFO a určí synchronizační bajt paketu TS podle toho, zda je načtený bajt 047H; pokud je nalezeno synchronizační slovo paketu TS, obnoví odpovídající synchronizační signál rámce. V tuto chvíli počet 188 CPLD obnoví kompletní TS paket. Pokud další bajt není 047H, znamená to, že vstupní data jsou nesprávná. CPLD zahodí tato data, dokud nenajde synchronizační slovo 047H. Během tohoto období CPLD vydává prázdný balíček TS. Po synchronizaci opakovaných paketů začne CPLD počítat a vydávat správné 188bajtové MPEG-2 TS pakety, čímž obnoví správný 11bitový signál SPI. Podobně, když jsou data FIFO nečitelná, CPLD také vydává prázdné TS pakety pro udržení konstantní výstupní rychlosti kódu MPEG-2.
Při návrhu převodu SPI na ASI se kódování ASI provádí přímo na datech SPI, aniž by se uvažoval problém bitových chyb. Hlavním hlediskem je, že data SPI jsou přímo generována z MB390 bez dálkového přenosu, čímž se snižuje složitost řízení logiky kódování ASI. V procesu dekódování ASI jsou data ASI přenášena na velkou vzdálenost a je třeba vzít v úvahu faktor chyby. Proto je přidán návrh resynchronizace bajtů a paketů, aby se zvýšila schopnost rušení. Toto schéma velmi dobře realizovalo vzájemnou konverzi SPI/ASI v praktické aplikaci.
Náš další produkt:
