V trenutnem prenosnem vmesniku televizijskega sistema DVB-C obstajata dva standarda vmesnika za video prenos MPEG-2: standard asinhronega serijskega vmesnika ASI in sinhroni vzporedni vmesnik SPI. SPI ima skupaj 11 uporabnih signalov in vsak signal je razvrščen v dva signala za izboljšanje prenosa motenj. Prenaša ga DB25 po fizični povezavi, zato je povezava številna in zapletena, razdalja prenosa je kratka in je nagnjena k okvari. Vendar je SPI vzporedni 11-bitni signal s preprosto obdelavo in močno razširljivostjo. Zato sta izhod splošnega video kodirnika MPEG-2 in vhod video dekoderja standardna vzporedna 11-bitna signala. ASI uporablja serijski prenos, ki za prenos potrebuje le koaksialni kabel, ki je enostaven za povezavo in ima veliko prenosno razdaljo. Glede na prednosti in slabosti SPI in ASI je treba pretvoriti med SPI in ASI prenosnega signala.
1 Struktura signala SPI
Vzporedni prenosni sistem SPI vključuje signal ure, 8-bitni podatkovni signal, signal za sinhronizacijo okvirja PSYNC in podatkovno veljaven signal DVALID. Sinhronizacijski signal okvirja ustreza sinhronizacijskemu bajtu 047H paketa TS. Signal DVALID se uporablja za razlikovanje dolžine TS paketa kot 188 bajtov ali 204 bajtov. Ko je dolžina paketa TS 188 bajtov, je signal DVALID vedno visok in vsi signali so sinhronizirani s signalom ure. Oblika podatkov SPI je prikazana na sliki.
2 ASI vmesnik
Transportni tok ASI ima lahko različne hitrosti prenosa podatkov, vendar je hitrost prenosa konstantna, 270 Mb / s, zato lahko ASI pošilja in sprejema podatke MPEG-2 z različnimi hitrostmi. Prenosni sistem ASI je večplastna struktura. Najvišja in druga plast uporabljata standard MPEG-2 ISO/IEC 13818- (sistemi), 0. in 1. plast pa sta vlaknena kanala FC, ki temelji na ISO/IEO CD 14165-1. FC podpira različne fizične medije za prenos, ta rešitev uporablja prenos po koaksialnem kablu.
Najprej pretvorite 8-bitno kodno besedo transportnega paketa MPEG-2, ki je sinhronizirana s paketom, v 10-bitno kodno besedo; potem, ko je treba vnesti novo besedo in vir podatkov še ni pripravljen, je treba pri vzporedni/serijski pretvorbi vstaviti sinhronizacijsko besedo K28.5, da se doseže fiksna hitrost prenosa ASI 270 Mb/s. Nastali serijski bitni tok bo poslan v koaksialni kabel preko vmesnega tokokroga in pogonskega vezja. Sinhronizacijsko kodno besedo lahko vstavite na tri načine: en sam bajt toka kode za prenos ne more biti sinhronizacijska beseda pred in po; en bajt koda prenosa mora biti sinhronizacijska beseda pred in po; ali kombinacijo obeh.
Prejete podatke, ki prispejo na koaksialni kabel, je treba najprej povezati z vezjem za obnovitev ure in podatkov prek konektorja in sklopnega omrežja, nato pa opraviti zaporedno/vzporedno pretvorbo; za obnovitev sinhronizacije bajtov mora dekodirnik ASI najprej poiskati sinhronizacijsko besedo K28.5, ko je iskana sinhronizacijska beseda, je meja razmejena za naknadno sprejete podatke, s čimer se vzpostavi pravilna bajtna razporeditev izhodnih bajtov dekoderja; končno se izvede 10/8-bitna pretvorba za obnovitev paketno sinhroniziranih podatkov toka kode MPEG-2 TS. Toda sinhronizacijska beseda K28.5 ni veljaven podatek, zato jo je treba med dekodiranjem izbrisati.
3 Shema implementacije vmesnika ASI
V tej shemi je kodni tok MPEG-2 TS zagotovljen z enim čipom MPEG-2 kodirnika MB86390, ki oddaja vzporedni 11-bitni signal v skladu s standardom SPI, dolžina paketa TS pa je 188 bajtov. V shemi pretvorbe SPI/ASI se večinoma uporabljajo čip ciparskega podjetja cyb923/cyb933, asinhroni FIFO in logični programer CPLD.
cyb923 v glavnem realizira 8/10bitno pretvorbo kodne besede, vstavi sinhronizacijsko besedo K28.5 in vzporedno/zaporedno pretvorbo. Hitrost prenosa ASI je konstantna pri 270 MHz, vhodna kodna hitrost MPEG-2 TS pa je drugačna, zato je za uporabo FIFO za ujemanje hitrosti potrebno logično nadzorovati komunikacijo med vhodnimi podatki SPI, FIFO in cyb923. Glede na celovito zmogljivost, ceno in kompleksnost programa ta rešitev uporablja xilinxov logični programer CPLD XC95108; Programiranje VHDL se uporablja za uresničitev njihovega logičnega nadzora. Podoben postopek je tudi dekodiranje ASI-ja, cyb933 v glavnem izvaja pretvorbo 10/8Bit, odstranitev sinhronizacijske besede K28.5 in zaporedno-vzporedno pretvorbo.
3.1 Kodiranje ASI
V postopku kodiranja ASI se v CPLD vnesejo samo osem-bitni podatki MPEG-2 TS in eno bitna prenosna ura TS. Ker je v tej shemi format TS 188 bajtov, je podatkovno veljaven signal DVALID vedno visok, CPLD pa ta signal prezre in sprejema samo podatke toka kode TS, ne da bi skrbel za sinhronizacijsko glavo kode TS. Tudi signal za sinhronizacijo okvirja PSYNC se ne upošteva. CPLD prejete podatke zapiše v FIFO s kodno uro TS. Ko je FIFO napol poln, CPLD sprejme napol polni signal FIFO, nato pa CPLD pošlje signal branja FIFO na cyb923. Cyb923 bere podatke v FIFO pri 27 Mb / s; ko CPLD šteje, da cyb923 prebere določeno količino podatkov FIFO, CPLD pošlje nečitljiv signal FIFO na cyb923, da prepreči prazno FIFO. Največja vzporedna hitrost kodne hitrosti prenosa MPEG-2 je 27/8 = 3.375Mbps, hitrost branja FIFO pa 27Mbps, zato se FIFO ne bo prelival. Ob upoštevanju zamude ta program uporablja manjšo zmogljivost FIFO7202. cyb923 zapolni ASI kodni tok s K28.5, kadar FIFO ni berljiv za vzdrževanje fiksne hitrosti prenosa 270Mbps. Končno se lahko serijski podatki po vožnji pošljejo po koaksialnem kablu. V tej rešitvi vstavljanje sinhronizacijske besede K28.5 sprejme metodo sinhronizacijskih besed K28.5 pred enim bajtom toka prenosa. V primerjavi z drugimi dvema shemama je to shemo razmeroma preprosto presojati in obravnavati.
3.2 Dekodiranje ASI
Na sprejemnem koncu ASI se vhodni kodni tok ASI izenači in nato vnese v čip cyb933. Najprej zaklene uro toka kode ASI z interno fazno zaklenjeno zanko in zazna sinhronizacijsko besedo K28.5; ko ga najdemo, določimo zaporedje bitnih tokov ASI, nato pa izvedemo zaporedno/vzporedno pretvorbo.
Vidimo lahko, da je zaznan K28.5, to je, da je poravnava bajtov pomemben predpogoj za dekodiranje ASI, zato cyb933 opredeljuje niz metod za odkrivanje sinhronizacije bajtov. Glede na to, da lahko napake pri prenosu in drugi razlogi povzročijo napačen K28.5, cyb933 sprejme dvobajtno potrditveno metodo. To pomeni, da sta dva zaporedna bajta oba K28.5 in sinhronizacija bajtov je potrjena, nato pa se vnese normalno stanje enobajtnega dekodiranja. V stanju dekodiranja, če CPLD šteje 16 bajtov od 64 dekodiranih bajtov napačnih, mora CPLD poslati podatke cyb933, ki zahteva, da cyb933 ponovno sinhronizira bajte.
Ker je bajt sinhronizacije, ker je K28.5 bajt za sinhronizacijo, ki ga vstavi cyb923 in ga ni mogoče predložiti kot veljavnih podatkov, cyb933 samodejno prezre te bajte za sinhronizacijo. Ko cyb933 zazna veljavne podatke, bo cyb933 prikazal, da so trenutni podatki veljavni. Če se šteje, da je ta signal veljaven za pisanje v FIFO, morajo biti podatki v FIFO veljavni podatki. Ko je FIFO napol poln, potem ko CPLD prejme pol polni signal FIFO, CPLD prebere podatke v FIFO in določi sinhronizacijski bajt TS paketa glede na to, ali je prebrani bajt 047H; če je sinhronizacijska beseda paketa TS najdena, bo obnovil ustrezen signal za sinhronizacijo okvirja. Trenutno števec 188 CPLD obnovi celoten paket TS. Če naslednji bajt ni 047H, to pomeni, da vhodni podatki niso pravilni. CPLD bo te podatke zavrgel, dokler ne najde sinhronizacijske besede 047H. V tem času CPLD odda TS prazen paket. Po ponovni paketni sinhronizaciji začne CPLD šteti in oddajati pravilne 188-bajtne pakete MPEG-2 TS, s čimer obnovi pravilen 11-bitni signal SPI. Podobno, kadar podatki FIFO niso berljivi, CPLD oddaja tudi prazne pakete TS, da ohrani konstantno izhodno hitrost kode MPEG-2.
Pri zasnovi pretvorbe SPI v ASI se kodiranje ASI neposredno izvaja na podatkih SPI, ne da bi pri tem upoštevali problem bitnih napak. Glavni pomislek je, da se podatki SPI neposredno oddajajo iz MB390 brez prenosa na dolge razdalje, s čimer se zmanjša zapletenost logičnega upravljanja kodiranja ASI. V procesu dekodiranja ASI se podatki ASI prenašajo na velike razdalje in upoštevati je treba faktor napake. Zato je dodana zasnova ponovne sinhronizacije bajtov in paketov za povečanje sposobnosti preprečevanja motenj. Ta shema je medsebojno pretvorbo SPI/ASI zelo dobro uresničila v praksi.
Naš drugi izdelek:
