1 前言

随着数字电视技术的发展，mpeg2标准已被广泛地接受，它是声音和图像数字化的基础标准，可用于数字电视及数字声音广播、数字图像与声音信号的传输及多媒体等领域。mpeg2的系统规定两种数据格式即节目码流(ps)和传输码流(ts)，其中，节目码流主要为本地应用设计，数据帧长度不固定，用在误码较低的场合(如dvd)；传输码流是为广播应用而设计的，由于信道环境不可预测，传输流由固定的包长构成，有利于在出现错误的情况下能够迅速同步。在ts流传输过程中，由于时钟出现抖动及源设备与目标设备的码率有可能不一致，因此，有必要对码率进行调整。

2 码率调整的实观

2．1 ts流的帧格式及接口

mpeg2标准的帧长度有两种格式：188个字节和188个字节经过rs编码后构成的204个字节。两种格式的数据在调整码率的原理上是一致的，因此本文仅以188字节的帧长度为例，ts的帧结构如图1所示。

由图1可以看出，通过对ts流帧的头部进行设置（0x47，0xlf，0xff， 0x10)，后面的字节用0x00填充，可以人为地输出空包，这就提供了一种较好的码率调整方法。在调整时，先将数据存入先进先出(fifo)，由cpld利用本地时钟控制fifo读，当至少有一帧数据时，将数据读出，否则由cpld发出一个空包，等待fifo有数据并满足条件时，再读fifo内部的数据，这样实现ts流的码率调整。

另外，mpeg2传输流数据信号有三种接口，即同步并行接口(spi)、异步串行接口(asi)和同步串行接口(ssi)。其中，asi和spi接口较常用。asi接口的数据传输速率为270mb／s，在进行码率调整之前，需要将asi接口中的同步字节删除，进行串并转换，再进一步处理。spi接口传输数据率可变，帧与帧之间必须是连续的。

2．2 码率调整的硬件实现

由以上的讨论可知，码率调整的硬件主要有asi格式转换电路、缓存和控制电路，同时，为了适应不同解码设备码率的差别，又采用了直接数字频率合成(dds)，输入信号有asi和spi接口，最后都由spi接口输出标准信号，硬件构成如图2所示。

2．2．1 转换电路

cy7b933是美国cypress公司近年推出的端到端通信接收解码电路。它把接收到的串行比特流进行串／并转换，这个串／并转换是采用每10bit串行比特流作为一组来转换为10bit字。为了保证串／并转换是在正确的字节对齐状态下进行，必须通过恢复字节对齐处理，而用于对齐的同步字节k28．5是恢复对齐处理的关键字节。恢复字节对齐处理模块首先搜索串行比特数据流中的k28．5字符0011111010或者1100000101，当在5个字节窗口(也就是50个比特)中搜索到两个相邻的k28．5特殊字符以后，就应该呈现已正确对齐的字节流。在第2个k28．5特殊字符以后接收到的第1个字节，应该具有有效的字节对齐。经过串／并转换之后的数据字节是一个10bit字，经过88／10b解码器解码成8bit的字节。然后将数据或同步特殊字符输出，通过输出一位标志位，表明输出的是数据或特殊字符，因此，cy7b933不能实现特殊字符的删除，在文献中规定了对asi接口数据首先进行时钟及数据的恢复、串并转换，然后进行特殊字节的删除，最后进行8b／10b解码，因此，cy7b933对数据的处理顺序与规定的顺序不一致，但是，这并不影响最终的结果。

2．2。2 控制电路

cpld使用lattice公司的ispmach4512v，它具有512个宏单元，最大工作频率为400mhz，而且功耗极低。在这里cpld主要有以下几个功能。

1)通过cy7b933的输出信号rdy和sc／d控制数据写入fifo，当输出是数据时，将数据写入fifo，如果是特殊字符，停止写入fifo。这样，通过写fifo删除特殊字符。spi接口的ts流采用低压差分信号(lvds)电平传输，需要将lvds电平转换为ttl电平，这里采用ds90c032，可将4路差分信号转换为ttl电平信号。ds90c031将调整后的t5流由ttl电平转化为lvds电平。spi接口输出的t5流是连续的，通过cpld可以将数据直接写入fifo。

2)控制ad9850的输出时钟，采用串行设置方式对输出时钟进行设置，以便少用。

3)控制fifo的读出及空包的插入，流程如图2所示，主要由两个状态机完成。状态机l控制凑fifo，状态机2对读出的数据进行处理，建立同步。状态机l首先监测fifo的半满信号，如果未到半满，则由cpld发出包含188字节的空包，如果已到半满，允许读fifo，同时。在计数过程中，如果状态机2的同步信号为高电平，计数器从1开始计数，读完188个字节后，返回再监测fifo的半满标志。流程图(b)实现对fifo读出的数据进行同步，并输出标准的spi接口信号，首先监测头标志0x47，每隔188个字节再判断一次，如果不是，则重新搜索，如果是，则隔188个字节再判断一次，这样，连续判断三次表示已找到同步头，