基于单载波调制器中TS流传输的设计和实现
发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:551
    
    
    来源:微计算机信息 作者:孔德佳 孙军
    
    【摘 要】 本文介绍了数字电视地面传输广播中ts流在单载波(atsc)调制器中的传输,详细说明了asi接口的转化,论述了ts流速率与调制器净数据率的速率匹配问题,并使用cy7b933、cy7c433和fpga实现了ts流在调制器中的正常传输,最终给出了硬件设计结果。
    
    【关键词】atsc; ts; asi; spi; 插空包
    
    1 概述
    
    随着数字技术的不断发展,数字电视取代模拟电视已经是必然的趋势。当今世界地面数字电视传输标准主要有美国的atsc标准,欧洲的dvb-t标准和日本的isbt-t标准。atsc标准是基于单载波调制的技术,它具有传输容量大、工作门限低、相同覆盖条件下要求发射功率低、抗脉冲干扰能力强、对调谐器要求低等优点,同时经过大量的测试已经成功应用于实际的数字电视地面广播传输中【1】。由于编码器以传输流(ts)的形式并配以asi或spi接口传输到调制器,因此在设计调制器时应该首先考虑接口规范的不同和速率匹配等问题,本文主要是基于atsc调制器来讨论ts的传输。
    
    2 ts流在调制器中的传输
    
    2.1 调制器结构
    
     图一 调制器中的ts流传输
    
    
    在无线广播数字电视传输系统中,统一规定以mpeg-2的传输流即ts流(transport stream)形式进行传输,也就是说视音频信息经过编码器的处理形成ts流的标准形式,每个ts包有188个连续的字节,其中位于包头的第一个字节固定为47h。编码器输出接口一般分为两种形式,asi口(asynchronous serial interface)和spi口(serial peripheral interface),前者是一种高速串行数据通讯接口,具有高速、可靠、准确等特性;后者属于一种并行总线接口,易于进行数据处理。但无论采用哪种接口,调制器都需要对其进行速率匹配的处理,因为虽然编码器的输出速率可以固定在4mbps到20mbps不等,但实际传送的每个ts包的速率不固定,且ts包之间的间隔也不固定,这对于需要连续处理数据的调制器来说是不允许的。所以设计的调制器可传送的净数据率必须大于编码器的输出速率,并在ts流中适当的插一些空包(符合mpeg-2标准),以获得连续的码流。
    
    图一表示了ts流在调制器中的传输过程,其中片内fifo即用于上诉的速率匹配,接下来ts流需要经过扰码,外编码和交织等模块最后组帧输出用于调制,中间的交织器由于使用ram,可以间接起到由于组帧时插入同步信息的数据缓冲作用,同时组帧输出的数据使能反馈回fifo要新的ts流,周而复始。本文设计的这种调制器结构具有修改性强的特点,原因在于一旦帧场结构有所变化,只需要修改相应的数据使能的产生,而与前级处理无关,有利于ts流在调制器中的连续传输。
    
    2.2 ts流传输中asi口的转化
    
     图二 asi口转化的实现框图
    
    asi是一种固定波特率的异步串行接口,其突出特点是:速度快,固定波特率,准确。来自不同数据信源的波特率可能是不同的,通过在这些数据中间插入同步字而使用固定波特率(270m)传输【2】。此外,其数据还经过8bit到10bit编码,在传输数据的空余段插入同步字,具有较强的抗扰、错误检测和再同步能力。
    
    为了得到并行传输的ts流数据,需要对asi口进行转化,如上图所示,cypress公司的cy7b933和cy7c433配合使用,可以很好的解决这个问题,他们的主要引脚如下:
    
    ckr:cy7b933的恢复时钟,一般为27m,配合数据的输出;
    
    rdy:数据输出准备,低有效,表示数据已经被接收准备传送,属于正常;
    
    sc/d:特殊字符/数据选择,低有效,表示q0~7
    
    
    来源:微计算机信息 作者:孔德佳 孙军
    
    【摘 要】 本文介绍了数字电视地面传输广播中ts流在单载波(atsc)调制器中的传输,详细说明了asi接口的转化,论述了ts流速率与调制器净数据率的速率匹配问题,并使用cy7b933、cy7c433和fpga实现了ts流在调制器中的正常传输,最终给出了硬件设计结果。
    
    【关键词】atsc; ts; asi; spi; 插空包
    
    1 概述
    
    随着数字技术的不断发展,数字电视取代模拟电视已经是必然的趋势。当今世界地面数字电视传输标准主要有美国的atsc标准,欧洲的dvb-t标准和日本的isbt-t标准。atsc标准是基于单载波调制的技术,它具有传输容量大、工作门限低、相同覆盖条件下要求发射功率低、抗脉冲干扰能力强、对调谐器要求低等优点,同时经过大量的测试已经成功应用于实际的数字电视地面广播传输中【1】。由于编码器以传输流(ts)的形式并配以asi或spi接口传输到调制器,因此在设计调制器时应该首先考虑接口规范的不同和速率匹配等问题,本文主要是基于atsc调制器来讨论ts的传输。
    
    2 ts流在调制器中的传输
    
    2.1 调制器结构
    
     图一 调制器中的ts流传输
    
    
    在无线广播数字电视传输系统中,统一规定以mpeg-2的传输流即ts流(transport stream)形式进行传输,也就是说视音频信息经过编码器的处理形成ts流的标准形式,每个ts包有188个连续的字节,其中位于包头的第一个字节固定为47h。编码器输出接口一般分为两种形式,asi口(asynchronous serial interface)和spi口(serial peripheral interface),前者是一种高速串行数据通讯接口,具有高速、可靠、准确等特性;后者属于一种并行总线接口,易于进行数据处理。但无论采用哪种接口,调制器都需要对其进行速率匹配的处理,因为虽然编码器的输出速率可以固定在4mbps到20mbps不等,但实际传送的每个ts包的速率不固定,且ts包之间的间隔也不固定,这对于需要连续处理数据的调制器来说是不允许的。所以设计的调制器可传送的净数据率必须大于编码器的输出速率,并在ts流中适当的插一些空包(符合mpeg-2标准),以获得连续的码流。
    
    图一表示了ts流在调制器中的传输过程,其中片内fifo即用于上诉的速率匹配,接下来ts流需要经过扰码,外编码和交织等模块最后组帧输出用于调制,中间的交织器由于使用ram,可以间接起到由于组帧时插入同步信息的数据缓冲作用,同时组帧输出的数据使能反馈回fifo要新的ts流,周而复始。本文设计的这种调制器结构具有修改性强的特点,原因在于一旦帧场结构有所变化,只需要修改相应的数据使能的产生,而与前级处理无关,有利于ts流在调制器中的连续传输。
    
    2.2 ts流传输中asi口的转化
    
     图二 asi口转化的实现框图
    
    asi是一种固定波特率的异步串行接口,其突出特点是:速度快,固定波特率,准确。来自不同数据信源的波特率可能是不同的,通过在这些数据中间插入同步字而使用固定波特率(270m)传输【2】。此外,其数据还经过8bit到10bit编码,在传输数据的空余段插入同步字,具有较强的抗扰、错误检测和再同步能力。
    
    为了得到并行传输的ts流数据,需要对asi口进行转化,如上图所示,cypress公司的cy7b933和cy7c433配合使用,可以很好的解决这个问题,他们的主要引脚如下:
    
    ckr:cy7b933的恢复时钟,一般为27m,配合数据的输出;
    
    rdy:数据输出准备,低有效,表示数据已经被接收准备传送,属于正常;
    
    sc/d:特殊字符/数据选择,低有效,表示q0~7