專利名稱：具有存儲器地址電路的反向傳輸處理器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及處理來自包視頻信號的節(jié)目分量數據包并且抽出不同節(jié)目信號分量的相應的有效部分的裝置。它包括對傳輸緩沖存儲器尋址的裝置和采用一個共同的傳輸緩沖存儲器的概念。
例如從美國專利第5,168,356號和美國專利第5,289,276號中了解到，對各個包提供誤差保護/校正的措施來傳輸包中壓縮的視頻信號是非常有利的。上述專利中的系統(tǒng)即使有多個節(jié)目分量，也是從各個傳輸頻道傳輸和處理單個電視節(jié)目。這些系統(tǒng)采用反向傳輸處理器抽出各個節(jié)目的視頻信號分量，以便進行進一步處理，使視頻分量滿足重放的條件。第5,289,276號專利只討論了處理視頻信號分量的過程。第5,168,356號專利描述了一種反向傳輸處理器，它利用一個簡單的多路分配器，根據包首標數據分離其它的節(jié)目分量，以便鑒別各個信號分量。經分離的視頻信號分量送至緩沖存儲器，而其余的信號分量直接送至它們各自的處理電路。
從美國專利第5,233,654號中了解到，為了提供交互編排節(jié)目可以隨電視信號傳輸代碼。這一代碼一般在與電視接收機關聯的計算機上操作或由該計算機執(zhí)行。
在大多數節(jié)目分量被壓縮的應用場合，在傳輸頻道和大多數相應分量處理(解壓)裝置之間需要進行一些緩沖，于是就要求將大多數分量(如果不是全部的話)送至緩沖存儲器。不同節(jié)目分量的數據率在各個分量之間以及各個分量中可以有很大變化。因此最好分別緩沖每個分量?？傊畬彌_經壓縮的節(jié)目分量數據和處理交互節(jié)目而言，緩沖存儲器并不是沒有意義的。事實上，它能影響接收機系統(tǒng)的成本。
如果反向傳輸處理器存在于例如裝置上部的盒中，那么存儲器的尺寸和管理電路將保持在最小程度，從而使消費者所花的費用盡可能地低。因此從經濟上考慮，希望對節(jié)目分量緩沖、處理器內務處理和交互功能都采用相同的存儲器和存儲器管理電路。
本發(fā)明是一種用于TDM包信號接收機的反向傳輸處理器系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括有選擇地抽出節(jié)目分量數據的所需有效部分并將該數據送至通用緩沖存儲器數據輸入口的裝置。一個微處理器產生也施加到通用緩沖存儲器數據輸入口的數據。各個分量有效部分和微處理器產生的數據根據相關的存儲器地址存儲在通用緩沖存儲器的相應的塊中，該地址是由地址多路開關選擇器施加到存儲器地址輸入口上的。
在一個具體的實施例中，根據多個開始和結束指針，各個節(jié)目分量的節(jié)目包有效部分被多路選擇至存儲器數據輸入口，并且直接到隨機存取存儲器(RAM)的選擇區(qū)。開始和結束指針存儲在第一多個寄存器中，每個節(jié)目分量一個。通過多路選擇的多個讀指針寄存器分幾部分產生地址，多路選擇是利用一個加法器對各個節(jié)目分量的指針連續(xù)加1完成的。開始指針與存儲器地址的讀指針關聯，它們從有選擇地分配給相應節(jié)目分量的所指示的存儲器塊上卷。
在第二個實施例中，包括一個解密裝置，用于根據包特定的解密關鍵字對有效部分數據解密。
在第三個實施例中，包括一個檢測器，用于檢測包括命名數據的有效部分。包括命名數據的有效部分通過通用緩沖存儲器直接到達一個靈巧卡(smart card)，該卡產生包特定解密關鍵字。
從存儲器輸出的數據送至與各個節(jié)目分量處理器互連的總線。根據來自各個節(jié)目分量處理器的數據請求和來自分量有效部分源的數據寫請求，對讀和寫功能而言存儲器的訪問是任意的，因此沒有丟失進來的節(jié)目數據，并且所有的分量處理器都運行。
本發(fā)明將參照附圖予以描述。附圖中

圖1是用圖來表示的分時多路開關選擇的包電視信號。
圖2是用圖來表示各個信號包。
圖3是體現本發(fā)明的用于選擇和處理經多路選擇的分量信號包的接收機的框圖。
圖4是舉例說明的存儲器管理電路的框圖，它可以實現圖3的部件17。
圖5是用圖來表示服務頻道數據的存儲器地址的構成。
圖6是用圖來表示輔助包數據的存儲器地址的構成。
圖7是舉例說明的產生輔助包存儲器地址的電路框圖。
圖8是用于使存儲器地址遞增的另一個寄存器電路的框圖。
圖9是存儲器地址控制的操作流程圖。
圖10是條件訪問濾波器/開始代碼檢測器的框圖。
圖1表示由一串框組成的信號流，這些框代表信號包，它們是多個不同電視或交互電視節(jié)目的分量。假定這些節(jié)目分量由壓縮的數據構成，于是各個圖象的視頻數據的量是可變的。包的長度是固定的。帶有下標的字母的包代表單個節(jié)目的分量。例如，Vi、Ai、Di代表視頻、音頻和數據包，由V1、A1、D1表示的包代表節(jié)目1的視頻、音頻和數據分量，V3、A31、A32、D3代表節(jié)目3的視頻、音頻1、音頻2和數據分量。數據包Di可以包括例如啟動接收機內某一動作的控制數據，或它們可以包括構成一個由例如位于接收機內或與接收機關聯的微處理器執(zhí)行的應用程序的可執(zhí)行代碼。
在上面一行包串中，特定節(jié)目的各個分量是在一起分組表示的。然而沒有必要將相同節(jié)目的包象由整個包串表示的那樣分組。各個分量的出現順序也不必有任何特定的次序。
如圖2所示，各個包的結構包括一個前綴和一個有效部分。本例的前綴包括兩個8位的字節(jié)，由五個字段組成，其中四個(P，BB，CF，CS)是1位字段，另一個(SCID)是12位字段。SCID字段是信號分量標識符。字段CF包括指示包的有效部分是否加密的標記，字段CS包括指示用兩個交替的解密關鍵字中的哪一個來對加密包解密的標記。每個包的前綴是包對齊的，因此可以很容易識別各個字段的位置。
首標在每個有效部分中，首標包括連續(xù)計數、CC、模16和表示特定節(jié)目分量的TOGGLE標記位。連續(xù)計數簡單地說就是對相同的節(jié)目分量的連續(xù)包連續(xù)地進行計數。TOGGLE標記位是一位信號，對視頻分量而言，它改變確定新畫面(幀)的開始的包即包括一個畫面層首標的包中的邏輯電平或觸發(fā)。
圖3以框圖形式表示包括反向傳輸處理器部件的數字電視信號接收機的一部分。信號由天線10檢測，并施加到調諧檢測器11，它取出特定頻段的接收信號，并提供二進制格式的基帶壓縮信號。頻段由用戶用常規(guī)的方法通過微處理器19選擇。名義上，例如采用Reed-Solomon正向糾錯(FEC)編碼，廣播數字信號將被錯誤編碼。這樣基帶信號將被送至FEC解碼器12。FEC解碼器12使接收到的視頻信號同步，并提供一個圖1中所示類型的一串信號包流。例如通過存儲器控制器17，FEC12可以按有規(guī)則的間隔或根據需要提供包。在由FEC電路提供包成幀或同步信號的任一種情況下，該信號指示從FEC12傳輸相應包信息的時間。
被檢測的頻帶可以包括以包的形式的多個分時多路選擇的節(jié)目。為了有用，只有從單個節(jié)目來的包應該進入其它電路部件。在本例中，假定用戶不知道選擇哪個包。該信息被包括在節(jié)目引導中，它本身是包括將通過SCID的節(jié)目信號分量相互聯系的數據的節(jié)目，并且該信息可以包括例如與訂戶命名有關的信息。節(jié)目引導對各個節(jié)目的音頻、視頻和數據分量而言是每個節(jié)目的SCID的列表。節(jié)目引導(圖1中的包D4)被分配一個固定的SCID。當接收機接通電源時，對微處理器19編程，將與節(jié)目引導有關的SCID裝入一組類似可編程SCID寄存器13中的一個之中。各個檢測到的來自FEC12的信號包的前綴部分的SCID字段連續(xù)地被裝入另一個SCID寄存器14中?？删幊碳拇嫫骱徒邮誗CID寄存器與比較器電路15的相應輸入口相連，并且接收的SCID與節(jié)目引導SCID比較。如果一個包的SCID與節(jié)目引導SCID一致，那么比較器15使存儲器控制器17滿足條件，將那個包送入存儲器18中的預定存儲單元，供微處理器使用。如果接收的SCID與節(jié)目引導SCID不一致，那么相應的包被簡單地轉出。
微處理器等待用戶經接口20發(fā)出的編程命令，接口20被表示成一個計算機鍵盤，但也可以是一個通常的遙控器和接收機前面板開關。用戶可以要求看到頻道4提供的節(jié)目(用模擬電視系統(tǒng)的本國語言)。微處理器19被編程，對裝入存儲器18中的頻道4節(jié)目分量的各個SCID的節(jié)目引導目錄進行掃描，并將這些SCID裝入寄存器13的存儲單元的可編程寄存器的相應的其它寄存器中，寄存器13與對應的分量信號處理通路相關聯。
接收的所要求節(jié)目的音頻、視頻或數據節(jié)目分量包最終必須分別送至各個音頻23、視頻22和輔助數據21(24)信號處理器。以相對恒定的速率接收數據，但是信號處理器名義上需要以字符組輸入數據(例如根據解壓的各種類型)。圖3示范性的系統(tǒng)首先選擇路徑，將各個包送至存儲器18中的預定存儲單元。然后各個處理器21-24從存儲器18請求分量包。通過存儲器為分量選擇路徑提供了一種對所要求的信號數據率的緩沖或調節(jié)的措施。
音頻、視頻和數據包裝入相應的預定存儲單元，使得便于緩沖的信號處理器訪問分量數據。為了使各個分量包的有效部分裝入適當的存儲區(qū)，相應的SCID比較器與這些存儲區(qū)關聯。這種關聯可以在存儲器控制器17中通過硬連線實現，或者這種關聯可以是可編程的。如果是前者，那么可編程寄存器13中特定的那些寄存器總是分別分配給音頻、視頻和數據SCID。如果是后者，那么音頻、視頻和數據SCID可以裝入可編程寄存器13中的任何寄存器，并且當各個SCID裝入可編程寄存器中時，適當的關聯將在存儲器控制器17中被編程。
在穩(wěn)定狀態(tài)，節(jié)目SCID已經存儲在可編程寄存器13中之后，接收信號包的SCID與可編程SCID寄存器中的所有SCID進行比較。如果任何一個存儲的音頻、視頻或數據SCID都是一致的話，那么對應的包有效部分將分別被存入音頻、視頻或數據存儲器區(qū)或塊中。
各個信號包從FEC12經信號解密器16送至存儲器控制器17。只有信號的有效部分被加密，而包的首標由解密器未加改變地傳送。包是否被解密由包前綴中的CF標記確定，而它如何被解密則由CS標記確定。如果一個相應的包的SCID不一致，那么解密器可以簡單地被禁止通過任何數據。另外，如果一個包的SCID不一致，那么解密器可以根據其最后的設置被允許解密，而存儲器寫控制可以被禁止以便轉出相應的包。
用靈巧卡裝置31提供的解密關鍵字對解密器進行編程。靈巧卡對包括在特定的節(jié)目引導包中的命名信息作出響應，產生適合的解密關鍵字。本例的系統(tǒng)包括兩級加密或程序存取，命名控制信息ECM和命名管理信息EMM。節(jié)目命名控制和管理信息有規(guī)律地以包的形式傳輸，這些包用包括在含有節(jié)目引導的包信息流中的特定SCID識別。靈巧卡利用包括在這些包中的ECM信息產生由解密器采用的解密關鍵字。包括在這些包中的EMM信息被用戶專用靈巧卡采用，確定用戶被命名的節(jié)目內容。這些包中的EMM命名信息可以是地區(qū)專用的、或組專用的或用戶專用的。例如，本系統(tǒng)可以包括將來自靈巧卡的記賬信息與節(jié)目提供者例如衛(wèi)星廣播者進行通信的調制解調器(未示出)。靈巧卡可以用例如接收機位置的區(qū)域碼和電話交換機進行編程。EMM可以包括數據當它被靈巧卡處理時，可以命名或拒絕接收以特定區(qū)域碼的特定節(jié)目。
節(jié)目的提供者可能想用非常短的引導時間刪除特定區(qū)域或組。例如，如果足球賽的票沒有賣完，可以要求廣播者刪除體育場局部地區(qū)的足球賽。直到臨近比賽都不能得到這一信息。用這樣短的引導時間不可能對EMM編程，使得刪除局部區(qū)域。另一種命名信息的編碼包括在命名數據的有效部分中，以便允許即時刪除。
包括命名數據的包包括安排在專門編碼的4組(每組32位)中的128位有效部分首標。匹配的濾波器或E代碼解碼器30檢測128位首標中的一定的位組合方式。如果檢測到匹配，那么解碼器就與存儲器控制器17和靈巧卡31通信，以使命名有效部分的其余部分對靈巧卡是可用的(通過存儲器18)。如果沒有檢測到匹配，那么專用接收機不接收有效部分。如果使匹配濾波器30可編程，那么專用代碼可周期性地加以改變。這些代碼可由靈巧卡周期性地提供。對與觀看者的命名有關的靈巧卡操作的更具體的細節(jié)，讀者可參閱衛(wèi)星書籍第25部分“完全導向衛(wèi)星電視理論和實踐”(“A COMPLETE GUIDE TO SATELLITETV THEORY AND PRACTICE”)Swift Television Publications，17Pittsfield，Cricklade，Wilts，England。
匹配濾波器或E代碼解碼器用來執(zhí)行第二功能，即檢測特定的MPEG視頻首標。這些首標或開始碼的長度是32位(這是命名有效部分的首標以32位組編碼的原因)。如果視頻數據丟失，那么MPEG視頻解碼器在特定的數據進入點可以僅重新開始對視頻數據解壓。這些進入點與MPEG的開始碼是吻合的。解碼器可以用來與存儲器控制器17通信，以便禁止視頻數據流在視頻包丟失后進入存儲器，并且僅在解碼器30檢測下一個MPEG開始碼之后恢復將視頻有效部分寫入存儲器。
圖4表示示于圖3的存儲器控制器17的示范性裝置。每個節(jié)目分量存儲在存儲器18的不同的連續(xù)塊中。此外其它數據，如由微處理器19或由靈巧卡(未示出)產生的數據也可以存儲在存儲器18中。
通過多路開關選擇器105將地址施加到存儲器18上，并且通過多路開關選擇器99輸入數據施加到存儲器18上。存儲器管理電路的輸出數據通過另一個多路開關選擇器104提供給信號處理器。多路開關選擇器104提供的輸出數據取自微處理器19、存儲器18或直接取自多路開關選擇器99。假定節(jié)目數據具有標準圖象分辨率和質量，并以特定的數據率出現。另一方面，可由這一接收機提供的高分辨率電視信號HDTV以比數據率高許多的速率出現。除了可以直接選擇從多路開關選擇器99到多路開關選擇器104的路徑的速率更高的HDTV信號以外，實際上由FEC提供的所有數據都將通過存儲器18經多路開關選擇器99和存儲器I/O電路102選擇路徑。從解密器16、靈巧卡電路、微處理器19和媒體誤差碼100的源向多路開關選擇器99提供數據。此處采用的術語“媒體誤差碼”是指插入數據流的特定的代碼字，規(guī)定各個信號處理器(解壓器)暫停處理，直到檢測預定的代碼字，如開始碼，然后根據例如開始碼恢復處理。
從節(jié)目尋址電路79-97、微處理器19、靈巧卡裝置31和輔助包地址計數器78向多路開關選擇器105提供存儲器地址。在任何特定時間內選擇特定的地址是受直接存儲器存取DMA電路98控制的。來自比較器15的SCID控制信號和來自各個信號處理器的“數據所需”信號被施加到DMA98上，對此作出響應，存儲器存取爭用信息是任意的。DMA98與服務指針控制器93一起，為各個節(jié)目信號分量提供適當的讀或寫地址。
由四組節(jié)目分量或服務指針寄存器83、87、88和92產生不同信號分量存儲器塊的各個地址。其中存有各個信號分量的存儲器各個塊的開始指針被包括在各個信號分量的寄存器87中。開始指針可以是固定值，或者它們可以在微處理器19中用常規(guī)的存儲器管理方法計算出來。
各個塊的最后地址指針被存儲在服務寄存器組88中，每個可能的節(jié)目分量對應一個。與開始地址類似，結束地址可以是固定值，或者通過微處理器19計算出來。采用開始和結束指針的計算值更好一些，因為它提供了帶有較少存儲器的更通用的系統(tǒng)。
由加法器80和服務頭寄存器83產生存儲器寫指針或頭指針。對每個可能的節(jié)目分量有一個服務頭寄存器。寫或頭指針值存儲在寄存器83中，并在存儲器的寫周期提供給地址多路開關選擇器105。頭指針也和加法器80相連，其中頭指針增加一個單位，并為下一個寫周期，遞增的指針存儲在適當的寄存器83中。為了當前被使用的適當的節(jié)目分量，由服務指針控制器93選擇寄存器83。
在本例中，假定開始和結束指針是16位的指針。寄存器83提供16位的寫或頭指針。選擇16位指針以便于采用16位或8位總線在寄存器87和88中裝入開始和結束指針。另一方面，存儲器18具有18位的地址。18位寫地址是通過將16位頭指針的開始指針的兩個最高有效位與組合的18位寫地址的最高有效位的位置中的開始指針位連在一起形成的。通過各個寄存器87向服務指針控制器93提供開始指針。服務指針控制器對來自存儲在寄存器87中的開始指針的較高有效開始指針位進行分析，并且將這些位與16位頭指針總線相聯系。這由總線96表示，該總線表示與退出多路開關選擇器85的頭指針總線結合，在圖5中可參看黑體箭頭。
在圖5中，上、中和下三行的方框分別代表開始指針、地址和頭或尾指針的位。數較大的方框表示較高有效位的位置。箭頭表示地址的各個地址位來自哪個開始指針位的位置或頭/尾指針位的位置。在這一關系中，實箭頭表示穩(wěn)態(tài)操作。
類似地，由加法器79和服務尾寄存器92產生存儲器讀指針或尾指針。對每個可能的節(jié)目分量有一個服務尾寄存器。讀或尾指針值存儲在寄存器92中，并在存儲器的讀周期提供給地址多路開關選擇器105。尾指針也和加法器79相連，其中尾指針增加一個單位，并且在下一個讀周期，遞增后的指針存儲在適當的寄存器92中。為了當前被使用的適當的節(jié)目分量，由服務指針控制器93選擇寄存器92。
寄存器92提供16位的尾指針。18位讀地址是通過將16位尾指針的開始指針的兩個最高有效位與組合的18位寫地址的最高有效位的位置中的開始指針位連在一起形成的。服務指針控制器對來自存儲在寄存器87中的開始指針的較高有效開始指針位進行分析，并且將這些位與16位尾指針總線相聯系。這由總線94表示，該總線表示與退出多路開關選擇器90的尾指針總線結合。
數據以計算的地址存儲在存儲器18中。存儲一字節(jié)數據之后，頭指針遞增1，并與這一節(jié)目分量的尾指針進行比較，如果它們相等，那么頭指針的較高有效位用開始指針的較低的14位代替，0放在地址的頭指針部分的較低的兩位的位置中。這在圖5中用開始指針和地址之間的帶陰影的箭頭表示。該操作用從服務指針控制器93指向來自多路開關選擇器85的頭指針總線的箭頭97表示。假定較低的14個啟動指針位的應用超過了頭指針位。對這一寫周期，用地址中的較低開始指針位代替頭指針位使得存儲器從較上面的兩個開始位指定的存儲器塊上卷，于是避免了在每個包的開始將寫地址重新編程進塊中唯一的存儲器的存儲單元中。
如果頭指針曾經等于尾指針(用于表示從存儲器18讀數據處)，那么向微處理器的中斷段發(fā)送一個信號，表示出現了頭尾沖突。進而禁止從該節(jié)目頻道向存儲器18寫入，直到微處理器重新允許該頻道。這種情況是很少見的，正常操作時不應出現。
根據各個信號處理器的請求，以加法器79和寄存器92計算的地址從存儲器18中檢索數據。讀出一字節(jié)存儲的數據以后，尾指針增加一個單位，并與服務指針控制器93中的這一邏輯通道的結束指針進行比較。如果尾指針和結束指針相等，那么尾指針的較高有效位用開始指針的較低14位代替，0放在地址的尾指針部分的較低兩位的位置中。這用來自控制器93并指向來自多路開關選擇器90的尾指針總線的箭頭95表示。如果現在尾指針等于頭指針，那么相應的存儲器塊定義為空，將沒有更多的字節(jié)傳送至相關的信號處理器，直到從FEC中接收這一節(jié)目通道的更多的數據。由開始指針的較低的14位對各個寫或讀地址的頭或尾指針部分的實際替換可以通過適當的多路開關選擇完成，或采用三態(tài)互連完成。
以輔助包形式傳輸的數據一般是目錄、首標或控制信息，因此其處理方式與節(jié)目分量數據略有不同。輔助包中的數據包括為各個節(jié)目分量和任何包含的應用建立必要的存儲器存儲區(qū)所必需的信息。優(yōu)選這種輔助包。為每個分量提供兩個服務塊。對256字節(jié)的數據，每塊具有八位連續(xù)地址或存儲單元。每塊具有十八位總地址，如圖6所示。由順序計數器提供地址的八個LSB。由來自傳輸前綴的CS或保密關鍵字位提供第九位。根據為節(jié)目檢測分配的特定SCID產生第十至第十二位。本例假設系統(tǒng)規(guī)定處理和檢測五個節(jié)目分量(包括節(jié)目引導)或服務。因此有五個編程進各個可編程SCID寄存器13的SCID和五個SCID比較器15。這五個比較器每個都有一個輸出端，每個輸出端被分配一個節(jié)目分量。與五個比較器輸出端相關的五個可能的節(jié)目被分配相應的三位代碼，三位是能夠代表五種狀態(tài)的最少位數。三位代碼作為輔助包地址的第十至第十二位被插入。假定五個相應節(jié)目分量的SCID被分配給隨意編號為1-5的可編程寄存器。分配給分量的三位代碼被分配給可編程寄存器1-5，它們分別是000,001,010,011和100。取決于當前正在被檢測的那個節(jié)目分量，與包括當前節(jié)目分量SCID的可編程寄存器相關的三位代碼將被插入存儲器寫地址中的第十至第十二位的位置。
根據常規(guī)的存儲器管理技術，由微處理器提供18位輔助地址的六位最高有效位。
圖7示范性地表示輔助存儲器地址產生電路。圖7包括用于接收前綴位CS的前綴寄存器125，前綴位CS施加給微處理器19。來自SCID檢測器15的五行控制行提供給五控制行/三位轉換器126，它可以是簡單的布爾邏輯運算器。由轉換器126產生的三位施加給微處理器19，它組成輔助地址的相應的10個最高有效位(MSB)部分。當檢測輔助包時，10-MSB地址部分施加到寄存器組128中的一個的MSB部分。在每個輔助包的開始處，相應的寄存器128的8-LSB部分被設定為一個預定的值，一般為0。8-LSB部分被施加到10-MSB部分，并被施加到10至1多路開關選擇器129的一個輸入口。由多路開關選擇器129提供的各個地址的8-LSB部分被送至加法器130，其中8-LSB地址值遞增一個單位，并經另一個多路開關選擇器127返回至寄存器128的8-LSB部分。遞增的LSB部分(連同其MSB部分)作為相應輔助包的下一個連續(xù)地址。多路開關選擇器127和129受DMA控制器98的控制，用于選擇指定地址的當前存儲器塊。應注意，在另一結構中，μPC19可以用來建立輔助地址的至少一部分。
一般對輔助包進行單獨處理，整個輔助包有效部分一般在可以使用之前裝入存儲器。這樣，被尋址的用來寫入當前輔助包的存儲器塊正常情況下不會為了讀和寫的目的而同時被尋址。因此，可以用相同的寄存器來讀和寫尋址。一旦輔助包存入存儲器的相應的塊，8-LSB部分被復位到預定的開始地址，準備讀出數據。在另一結構中，類似于部件127-130的并行寄存器組、多路開關選擇器和加法器可以用來產生讀地址。這些讀地址可以是由與多路開關選擇器129級聯的下一個多路開關選擇器進行分時多路選擇。
由服務指針控制器和直接存儲器存取DMA部件93和94進行對存儲器的讀/寫控制。對DMA編程以安排讀和寫周期。這種安排取決于FEC12是否向存儲器提供了寫數據。FEC數據寫操作在先，因此進來的信號分量數據不會丟失。在圖4所示的示范性裝置中，有四種類型的可以訪問存儲器的裝置。它們是靈巧卡(未示出)、FEC12(更準確地是解密器16)、微處理器19和應用設備如音頻和視頻處理器。以下列方式進行存儲器信息爭用。DMA對來自上述不同的處理部件的數據請求作出響應，為各個節(jié)目分量分配存儲器塊。在95納秒的時間間隔內對存儲器進行存取，在這期間可以從存儲器18讀出一字節(jié)數據或向存儲器18寫入一字節(jié)數據。這里有兩種主要的存取分配方式，分別由“FEC提供數據”或“FEC不提供數據”規(guī)定。假定最大的FEC數據傳輸率是每秒5兆字節(jié)，或每200納秒1字節(jié)，則每一種方式的時間間隔分配和優(yōu)先級如下，它們是FEC提供數據1)FEC數據寫；2)應用設備讀/微處理器讀/寫；3)FEC數據寫；4)微處理器讀/寫；FEC不提供數據1)靈巧卡讀/寫；2)應用設備讀/微處理器讀/寫；3)靈巧卡讀/寫；4)微處理器讀/寫。
因為FEC數據寫不能延遲，所以當提供數據時必須保證FEC(或更準確地是解密器)在每200納秒間隔對存儲器訪問。另外的時間間隔由應用設備和微處理器共享。當沒有數據可用于請求設備時，提供微處理器服務應用時間間隔。
控制器93與SCID檢測器通信，確定為了存儲器寫操作，訪問各個開始、頭和結束指針寄存器中的哪一個。控制器93與DMA通信，確定為了存儲器讀操作，訪問各個開始、結束和尾寄存器中的哪一個。通過多路開關選擇器99、104和105，DMA 98控制對相應地址和數據的選擇。
用于使存儲器地址遞增的另一個較佳的電路示于圖8，該電路既可用于圖4的裝置，也可用于圖7的裝置。圖8表示根據圖4進行尾指針遞增的實施方案。在包的開始，相關寄存器92A中的指針與加法器79A相連，其中指針被加1。不是將中間遞增的尾指針存儲在圖8的寄存器92A(圖4的92)中，而是將中間遞增的指針值連續(xù)地存儲在工作寄存器107中。信號包的最后一個指針值產生以后，寄存器107中更新的指針轉移至與包SCID關聯的寄存器92A。
需要省略存儲器緩沖器中的數據并不是罕見的情況。例如，當出現系統(tǒng)誤差和數據中斷時，可能已經存儲了部分包。為了節(jié)省存儲器空間，簡單地通過重寫部分數據包來將數據省略。通過將適當的指針復位成在包的開始呈現的值來對數據進行重寫。這種復位不用將寄存器107中的值傳給指針寄存器，什么都不用做就能完成復位。
當包丟失時，比較好的做法是將媒體誤差碼插入視頻分量信號流，使得視頻信號解壓器能中斷解壓，直到數據流中出現特定的信號進入點。預測在何處和在哪個視頻包可能出現下一個進入點是不實際的。為了盡快地找到下一個入口點，需要在檢測丟失包以后，在第一視頻包的開始處包括一個媒體誤差碼。圖4的電路將一個媒體誤差碼放在每個視頻包的開始處，如果前面的包沒有丟失，那么刪去相應包中的媒體誤差碼。通過在解密器的視頻有效部分到來之前的M個寫周期內對存儲器18進行寫入，媒體誤差碼插入為當前視頻包有效部分保留的頭M個存儲器地址存儲單元。同時通過DMA98使多路開關選擇器99能從源100向存儲器18I/O施加媒體誤差碼。M是存儲媒體誤差碼所需的存儲器存儲單元的整數。假定存儲器儲存8位字節(jié)，并且媒體誤差碼是32位，那么M將是4。
通過多路開關選擇器82和多路開關選擇器85由相應的視頻分量服務寄存器83提供將媒體誤差碼裝入存儲器的地址。將理解指針寄存器83提供的用于將媒體誤差碼裝入存儲器存儲單元(另外也將裝入視頻分量數據)的頭M個地址將簡單地是下一M個順序地址，這些地址通常由視頻頭指針產生。這些相同的地址與M級延時部件84相結合，因此媒體誤差碼的最末一個字節(jié)之后立即存入存儲器18，在延時部件84的輸出端可以得到頭M個地址。
裝入媒體誤差碼的時間與確定包丟失的時間吻合。裝入媒體誤差碼同時確定包丟失，這在信號流的處理上沒有另外的時序限制。
如果檢測到包丟失，那么在為那個分量建立的下一個或第(M+1)個存儲器塊的地址存儲單元的開始處，將當前包的視頻分量存儲在存儲器18中。這是通過使多路開關選擇器85，能繼續(xù)讓未延時的頭指針從適當的寄存器83中經過來實現的。此外，如果未檢測到包丟失，那么當前包中的視頻分量的頭M個字節(jié)存儲進存儲器的存儲單元，這些存儲單元中之前剛剛存儲了媒體誤差碼。這是通過服務指針控制器使多路開關選擇器85滿足條件，讓未延時的頭指針在M個寫周期從延時部件84中經過來實現的。在M個寫周期的結束處，服務指針控制器93將使多路開關選擇器滿足條件，再次讓未延時的頭指針經過。當多路開關選擇器切換回未延時的指針時，下一個未延時的指針將對應第M+1個地址。
誤差檢測器101對當前包的CC和HD數據作出響應，進行包誤差或丟失檢測。檢測器101檢查當前包中的連續(xù)計數CC，確定它是否與前一個包的CC差一個單位。此外檢查當前包中的TOGGLE位，確定它與前一個包相比是否已經經歷了變化。如果CC值不正確，那么檢查TOGGLE位狀態(tài)。分別取決于CC和TOGGLE位中的一項或兩項是否存在誤差或發(fā)生改變，實行第一或第二誤差校正方式。由CC存在誤差和TOGGLE位發(fā)生變化引起第二方式，使系統(tǒng)滿足條件，對包含圖象層首標的包復位。在僅僅是CC存在誤差的第一方式中，使系統(tǒng)滿足條件，對包含一部分開始碼的包復位。(一部分層是一幀中的壓縮數據的子集。)在第一和第二兩種方式中，寫入存儲器的媒體誤差碼保持在相應的有效部分中，使解壓器進行校正。
取決于給定接收機的特定的設計，當相應的分量傳輸包丟失時，在不同的信號分量中能夠包括或也能夠不包括媒體誤差碼。此外，最好不同的信號分量格式或壓縮處理采用不同的媒體誤差碼。于是需要一個或多個媒體誤差碼源。
圖9表示DMA98存儲器訪問過程的示范性流程圖。DMA通過檢測SCID確定是否檢測到接收的包(步驟200)。如果已經檢測到SCID，指出來自解密器16的數據將寫入存儲器，那么來自解碼器的一字節(jié)的節(jié)目數據寫入緩沖存儲器18(步驟201)。要寫入的存儲器塊由處理器93根據當前的SCID確定。接下來DMA確定任何節(jié)目分量處理器(包括靈巧卡和μPC)是否正在請求對存儲器18的數據或讀/寫(R/W)訪問(步驟202)。如果DMA確定沒有數據請求，那么過程返回步驟200。如果有數據R/W請求，DMA確定請求的優(yōu)先級(步驟203)。這可以通過常規(guī)的中斷程序或這些節(jié)目處理器請求數據的任意次序中的可變順序的一字節(jié)服務來實現。例如，假定訪問優(yōu)先級的一個任意次序是視頻、音頻I、音頻II、靈巧卡和μPC。假定只有視頻、音頻II和μPC請求存儲器訪問。在步驟203的當前操作期間，將從存儲器中讀出一字節(jié)視頻數據。在步驟203的下一操作期間，將從存儲器中讀出一字節(jié)音頻II數據，而在步驟203順序接下來的操作期間，將向存儲器18寫入一字節(jié)μPC數據或從存儲器18中讀出一字節(jié)μPC數據，等等。應注意的是，靈巧卡和μPC的存取地址是分別由靈巧卡和μPC提供的，但是視頻、音頻和節(jié)目引導地址可從地址指針部件(80-93)得到。
一旦建立起訪問優(yōu)先級(步驟203)，通過將一字節(jié)數據寫入存儲器18或從中讀出，使用要求的節(jié)目處理器(步驟204)。來自解密器16的下一字節(jié)數據寫入存儲器(步驟205)。在步驟206通過檢查確定μPC是否請求訪問。如果μPC請求訪問，則使用一字節(jié)數據(步驟207)。如果μPC不請求訪問，那么過程跳到步驟202，確定是否有任何節(jié)目處理器請求訪問。以這種方式，總是保證進來的數據對每個另外的存儲器訪問周期的訪問，并且介入的存儲器訪問周期在節(jié)目處理器之間分布。
如果當前從解密器16得不到數據，即當前沒有檢測到SCID，那么接下來的是過程(208-216)。首先在步驟208檢查靈巧卡，確定是否請求存儲器訪問。如果是的話，則給一字節(jié)存儲器訪問(步驟209)，否則在步驟210通過檢查確定是否有任何節(jié)目處理器請求存儲器訪問。如果存在數據R/W請求，那么DMA確定請求的優(yōu)先級(步驟211)。用一字節(jié)存儲器讀或寫訪問使用適當的處理器(步驟212)。如果節(jié)目處理器還沒作出數據R/W請求，那么過程跳到步驟213，在那里通過檢查確定是否靈巧卡請求存儲器訪問。如果是的話，則用一字節(jié)存儲器訪問(步驟216)，否則過程跳到步驟200。
應該認識到，在本最佳實例中，當處于“FEC不提供數據”模式時，先于所有其它的節(jié)目處理器，靈巧卡被提供二/一訪問。該優(yōu)先級被編程進DMA裝置中的可編程狀態(tài)機器，并且由μPC改變。如前所述，系統(tǒng)旨在提供交互服務，并且μPC19將對交互數據作出響應，進行至少一部分交互操作。這樣，μPC19將存儲器18既用作應用存儲器又用作工作存儲器。在這些例子中，系統(tǒng)操作者可以改變存儲器訪問優(yōu)先級，以便向μPC19提供更頻繁的存儲器訪問。存儲器訪問優(yōu)先級的重新編程可以作為交互應用指令的子集計入。
當包丟失時，比較好的做法是將媒體誤差碼插入視頻分量信號流，使得視頻信號解壓器滿足條件中斷解壓，直到數據流中出現特定的信號進入點。預測在何處和在哪個視頻包可能出現下一個進入點是不實際的。為了盡快地找到下一個入口點，需要在檢測丟失包以后，在第一視頻包的開始處包括一個媒體誤差碼。圖4的電路將一個媒體誤差碼放在每個視頻包的開始處，如果前面的包沒有丟失，那么刪去相應包中的媒體誤差碼。通過在解密器的視頻有效部分到來之前的M個寫周期對存儲器18進行寫入，媒體誤差碼被插入為當前視頻包有效部分保留的第一M個存儲器地址存儲單元中。同時通過DMA 98使多路開關選擇器99滿足條件，從源100向存儲器18I/O施加媒體誤差碼。M是為存儲媒體誤差碼所需的存儲器存儲單元的整數。假定存儲器儲存8位字節(jié)，并且媒體誤差碼是32位，那么M將是4。
通過多路開關選擇器82和多路開關選擇器85由相應的視頻分量使用寄存器83提供將媒體誤差碼裝入存儲器的地址。將理解指針寄存器83提供的用于將媒體誤差碼裝入存儲器存儲單元(另外也將裝入視頻分量數據)的頭M個地址將直接是下一M個順序地址，這些地址通常由視頻頭指針產生。這些相同的地址與M級延時部件84相結合，因此媒體誤差碼的最末一個字節(jié)之后立即存入存儲器18，在延時部件84的輸出端可以得到頭M個地址。
誤差檢測器101對當前包的CC和HD數據作出響應，進行包誤差或丟失檢測。檢測器101檢查當前包中的連續(xù)計數CC，確定它是否與前一個包的CC差一個單位。此外檢查當前包中的TOGGLE位，確定它是否呈現了相應的視頻幀的適當狀態(tài)。如果CC值不正確，那么檢查TOGGLE位狀態(tài)。取決于CC和TOGGLE位中的一項或兩項是否存在誤差，實行第一或第二誤差校正方式。在僅僅是CC存在誤差的第一方式中，使系統(tǒng)滿足條件，對包含一片層(slice layer)首標的包復位。(一片層是一幀中的壓縮數據的子集。)在CC和TOGGLE位存在誤差引起的第二方式，使系統(tǒng)滿足條件，對包含圖象層首標的包復位。在第一和第二兩種方式中，寫入存儲器的媒體誤差碼保持在相應的有效部分中，使解壓器進行校正。
如果檢測到包丟失，那么在下一個或第(M+1)個地址存儲單元的開始處，將當前包的視頻分量存儲在存儲器18中。這是通過使多路開關選擇器85滿足條件，繼續(xù)讓未延時的頭指針從適當的寄存器83中經過來實現的。此外，如果未檢測到包丟失，那么當前包中的視頻分量的第一M個字節(jié)存儲進存儲器的存儲單元，這些存儲單元中之前剛剛存儲了媒體誤差碼。這是通過服務指針控制器使多路開關選擇器85滿足條件，讓未延時的頭指針在M個寫周期從延時部件84中經過來實現的。在M個寫周期的結束處，服務指針控制器93將使多路開關選擇器滿足條件，再次讓未延時的頭指針經過。當多路開關選擇器切時，未延時的指針時，下一個未延時的指針將對應第M+1個地址。
取決于給定接收機的特定的設計，當相應的分量傳輸包丟失使，在不同的信號分量中能夠包括或也能夠不包括媒體誤差碼。此外，最好不同的信號分量格式或壓縮處理采用不同的媒體誤差碼。于是需要一個或多個媒體誤差碼。
圖10表示檢測包的示范性裝置，這種包包括條件訪問信息或MPEG開始碼(圖3的解碼器30)。或者解碼器30滿足條件檢測命名有效部分，或者MPEG開始碼是當前正在接收的SCID的函數。在圖10中，假定解密器16提供的數據是以8位為一字節(jié)的，并且包對齊。這就是說，命名有效部分的第一字節(jié)或MPEG開始碼的第一字節(jié)與包有效部分的開始處準確對齊，因此對檢測特定的首標或開始碼字而言，準確地知道它們在位/字節(jié)流中的位置。來自解密器16的數據施加到8位寄存器250，該寄存器具有與比較器254的相應的第一輸入連接端相連的8位并行輸出口，比較器254例如可以由一組八個異“或非”(XNOR)電路和一個鎖存器(LATCH)構成，XNOR電路的相應的輸出連接端與一個與門相連。該鎖存器可以是一個數據鎖存器，用來在每個字節(jié)間隔鎖存與門的結果。
32位MPEG開始碼作為四字節(jié)存儲在一個八位寄存器組265中。命名首標碼作為8位字節(jié)存儲在一個八位寄存器組251中。寄存器組251和265的裝入是受微處理器19和/或靈巧卡控制的。開始碼寄存器265與四/一多路開關選擇器266相連，命名首標寄存器與十六/一多路開關選擇器257相連。多路開關選擇器257和266的輸出口與二/一多路開關選擇器249相連。多路開關選擇器249的相應的輸出連接端與比較器254的相應的第二輸入端相連。應注意多路開關選擇器249、257和266的輸入和輸出連接是8位總線。如果寄存器250的相應的輸出連接端上的各個值與多路開關選擇器249的相應的輸出連接端上的各個輸出值對應相等，那么對相應的數據字節(jié)比較器254電路產生一個真信號。
對開始碼檢測而言，計數器258對多路開關選擇器266掃描，以與解密器16出現的頭四個數據字節(jié)同步方式，順序地將四個不同的寄存器265連接至XNOR。另外，對命名有效部分首標檢測而言，計數器258對多路開關選擇器257掃描，順序地將不同的寄存器265連接至比較器電路。
比較器電路的輸出與累加和檢驗電路255相連。電路255確定字節(jié)的任何一個預定的數目的字節(jié)匹配是否滿足條件，如果是的話，則為被檢查的特定有效部分的一部分中的命名數據產生一個寫允許信號。在本系統(tǒng)中，命名有效部分首標包含128位，這128位分成四段，每段32位。不同的用戶可以找尋對這128位的字節(jié)進行不同的組合的方法。例如，一個用戶裝置可以安排成符合命名有效部分首標的第一四個字節(jié)。而另一用戶裝置可以安排成符合命名有效部分首標的第二四個字節(jié)，等等。在上述示范性的任何一種情況下，電路255都將對適當的四個連續(xù)字節(jié)確定是否已出現匹配。
圖10的裝置還包括用于檢測全0命名有效部分首標條件的電路(部件261-263)。數據的各個到來的字節(jié)的位與8位或門263的相應的端子相連。如果任何一位是邏輯1，那么或門263產生一個邏輯1輸出。或門263的輸出與一個二輸入或門262的一個輸入端相連，或門262具有一個輸出端和第二輸入端，分別與D型鎖存器261的數據輸入端和Q輸出端相連。與進入的數據字節(jié)的到來同步，D型鎖存器被時序電路259封鎖。如果鎖存器復位以后出現的任何數據字節(jié)中的任何位是邏輯1，那么鎖存器261在其Q輸出端將是邏輯1，一直到下一個復位脈沖到來。鎖存器261的Q輸出端與一個反相器相連，無論何時只要鎖存器的輸出電平是1，那么該反相器的輸出電平就是0。于是，如果首標的128位(16字節(jié))已經經過寄存器250之后，反相器的輸出是高電位，那么128位就是0值。對命名有效部分首標經過之后來自反相器的輸出高電位進行檢測，根據這一檢測電路255將產生數據寫允許信號。
從以上可以看出，將系統(tǒng)分割，使得SCID檢測器、解密器、尋址電路、條件訪問濾波器和靈巧卡接口都包括在一個單一的集成電路中是非常有效的。這樣做限制了可能引起關鍵性的時序約束的外部通路的數量。
權利要求
1.在用于處理包括節(jié)目分量的經多路開關選擇的分時包信號的音頻/視頻信號傳輸處理器中的裝置，各個包包括節(jié)目分量數據有效部分和包含節(jié)目分量標識符SCID的首標，其中預定分量的各個有效部分從各個包中取出，并存儲在緩沖存儲器中，所述裝置包括直接存儲器存取電路，根據檢測的所述標識符，產生相互不可兼的直接存儲器存取地址序列，以便將分量數據的有效部分寫入所述緩沖存儲器的相互不可兼的塊中。
2.權利要求1所述的裝置，進一步包括被編程的控制器，產生多個N位(N是整數)開始和結束指針，用于所述直接存儲器存取電路，確定所述緩沖存儲器的所述相互不可兼的塊。
3.權利要求2的所述裝置，其中所述直接存儲器存取電路包括第一和第二相同的多個寄存器，用于分別存儲所述多個N位開始指針和N位結束指針；以及從所述N位開始指針形成寫地址的裝置，包括將連續(xù)的寫地址加1的加法器。
4.權利要求1的所述裝置，進一步包括具有比較器的電路，用于避免各個直接存儲器存取電路產生其相關的相互不可兼的存儲器塊以外的地址。
5.權利要求1的所述裝置，進一步包括多路開關選擇器，用于將來自所述直接存儲器存取電路的地址轉接到所述緩沖存儲器的一個地址口。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于TDM包信號電視接收機的反向傳輸處理器系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括有選擇地抽出節(jié)目分量數據的所需有效部分并將該數據送至通用緩沖存儲器的數據輸入口的裝置。一個微處理器也將數據施加到通用緩沖存儲器數據輸入口。各個分量有效部分和微處理器產生的數據根據相關的存儲器地址存儲在通用緩沖存儲器的相應的塊中,該地址是由地址多路開關選擇器施加到存儲器地址輸入口上的。
文檔編號H04N5/00GK1208307SQ9711074
公開日1999年2月17日 申請日期1997年4月15日 優(yōu)先權日1994年4月22日
發(fā)明者K·E·布里奇沃特, M·S·代斯 申請人:湯姆森消費電子有限公司