Dabartinėje DVB-C transliacijos televizijos sistemos perdavimo sąsajoje yra du MPEG-2 vaizdo perdavimo sąsajos standartai: asinchroninės nuosekliosios sąsajos standartas ASI ir sinchroninė lygiagreti sąsaja SPI. Iš viso SPI turi 11 naudingų signalų, ir kiekvienas signalas yra diferencijuojamas į du signalus, siekiant pagerinti perdavimo trukdžius. Jį perduoda DB25 fizine nuoroda, todėl ryšys yra daug ir sudėtingas, perdavimo atstumas yra trumpas ir jis yra linkęs į gedimus. Tačiau SPI yra lygiagretus 11 bitų signalas, paprastas apdorojimas ir stiprus mastelio keitimas. Todėl bendrojo MPEG-2 vaizdo kodavimo įrenginio išvestis ir vaizdo dekoderio įvestis yra visi standartiniai lygiagretūs 11 bitų signalai. ASI naudoja serijinį perdavimą, kuriam perduoti reikia tik bendraašio kabelio, kurį paprasta prijungti ir kuris turi ilgą perdavimo atstumą. Atsižvelgiant į SPI ir ASI privalumus ir trūkumus, būtina konvertuoti tarp perdavimo signalo SPI ir ASI.
1 SPI signalo struktūra
Lygiagrečios perdavimo sistemos SPI apima laikrodžio signalą, 8 bitų duomenų signalą, kadrų sinchronizavimo signalą PSYNC ir duomenų galiojantį signalą DVALID. Kadrų sinchronizavimo signalas atitinka TS paketo sinchronizavimo baitą 047H. DVALID signalas naudojamas TS paketo ilgiui atskirti kaip 188 baitai arba 204 baitai. Kai TS paketo ilgis yra 188 baitai, DVALID signalas visada yra didelis ir visi signalai sinchronizuojami su laikrodžio signalu. SPI duomenų formatas parodytas paveikslėlyje.
2 ASI sąsaja
ASI transportavimo srautas gali turėti skirtingą duomenų perdavimo spartą, tačiau perdavimo sparta yra pastovi, 270 Mbps, todėl ASI gali siųsti ir gauti MPEG-2 duomenis skirtingu greičiu. ASI perdavimo sistema yra daugiasluoksnė struktūra. Aukščiausias sluoksnis ir antrasis sluoksnis naudoja MPEG-2 standartą ISO/IEC 13818- (sistemos), o 0 ir 1 sluoksniai yra FC pluošto kanalai, pagrįsti ISO/IEO CD 14165-1. FC palaiko įvairias fizines perdavimo laikmenas, šis sprendimas naudoja bendraašį kabelių perdavimą.
Pirma, konvertuokite 8 bitų MPEG-2 transportavimo paketo kodinį žodį, kuris yra sinchronizuojamas su paketu, į 10 bitų kodinį žodį; tada, lygiagrečiai/nuosekliai konvertuojant, kai reikia įvesti naują žodį ir duomenų šaltinis dar nėra paruoštas, jis turėtų būti įterptas K28.5 sinchronizavimo žodis, kad būtų pasiektas fiksuotas ASI 270 Mbps perdavimo greitis. Gautas serijinis bitų srautas bus siunčiamas į bendraašio kabelio jungtį per buferio/pavaros grandinę ir sujungimo tinklą. Yra trys sinchronizavimo kodo žodžio įterpimo būdai: vienas perdavimo kodo srauto baitas negali būti sinchronizavimo žodis prieš ir po; vienas perdavimo kodo srauto baitas turi būti sinchronizavimo žodis prieš ir po; arba abiejų derinys.
Gauti duomenys, gaunami prie bendraašio kabelio, pirmiausia turi būti prijungti prie grandinės, kad būtų galima atkurti laikrodį ir duomenis per jungtį ir jungiamąjį tinklą, o tada atlikti serijinį/lygiagretųjį keitimą; norėdamas atkurti baitų sinchronizavimą, ASI dekoderis pirmiausia turi ieškoti K28.5 sinchronizavimo žodžio, kai yra ieškoma sinchronizavimo žodžio, vėliau gautų duomenų riba yra nubrėžta, taip nustatant teisingą dekodavimo išvesties baitų baitų išdėstymą; galiausiai atliekama 10/8 bitų konversija, kad būtų atkurti paketų sinchronizuoti MPEG-2 TS kodo srauto duomenys. Tačiau sinchronizavimo žodis K28.5 nėra tinkami duomenys, todėl jį reikia ištrinti dekoduojant.
3 ASI sąsajos diegimo schema
Šioje schemoje MPEG-2 TS kodo srautą teikia vieno lusto MPEG-2 koduotuvas MB86390, kuris išleidžia lygiagretų 11 bitų signalą, atitinkantį SPI standartą, o TS paketo ilgis yra 188 baitai. SPI/ASI konversijos schemoje daugiausia naudojami kipariso kompanijos cyb923/cyb933 lustas, asinchroninis FIFO ir loginis programuotojas CPLD.
„cyb923“ daugiausia realizuoja 8/10 bitų kodo žodžio konversiją, įterpia sinchronizavimo žodį K28.5 ir lygiagrečią/serijinę konversiją. ASI perdavimo greitis yra pastovus 270 MHz dažniu, o įvesties MPEG-2 TS kodo dažnis yra skirtingas, todėl norint naudoti FIFO, kad būtų pasiektas greičio atitikimas, būtina logiškai valdyti ryšį tarp įvesties SPI duomenų, FIFO ir cyb923. Atsižvelgiant į išsamų našumą, kainą ir programos sudėtingumą, šis sprendimas naudoja „Xilinx“ CPLD loginį programuotoją XC95108; VHDL programavimas naudojamas jų loginei kontrolei realizuoti. ASI dekodavimas taip pat yra panašus procesas, cyb933 daugiausia realizuoja 10/8Bit konversiją, pašalina sinchronizavimo žodį K28.5 ir konvertuoja iš serijos į lygiagrečią.
3.1 ASI kodavimas
ASI kodavimo procese į CPLD įvedami tik aštuonių bitų MPEG-2 TS duomenys ir vieno bitų TS perdavimo laikrodis. Kadangi šioje schemoje TS formatas yra 188 baitai, duomenų galiojantis signalas DVALID visada yra didelis, o CPLD ignoruoja šį signalą ir gauna tik TS kodo srauto duomenis, nesirūpindama TS kodo srauto sinchronizavimo antrašte. PSYNC kadrų sinchronizavimo signalas taip pat ignoruojamas. CPLD įrašo gautus duomenis į FIFO su TS kodo greičio laikrodžiu. Kai FIFO yra pusiau pilnas, CPLD gauna pusiau pilną FIFO signalą, o tada CPLD siunčia FIFO skaitymo signalą cyb923. „Cyb923“ nuskaito FIFO duomenis 27 Mbps greičiu; kai CPLD skaičiuoja, kad „cyb923“ nuskaitytų tam tikrą FIFO duomenų kiekį, CPLD siunčia FIFO neįskaitomą signalą į „cyb923“, kad FIFO nebūtų tuščias. Didžiausias lygiagretus MPEG-2 perdavimo kodo greičio greitis yra 27/8 = 3.375 Mbps, o nuskaitytas FIFO greitis yra 27 Mbps, todėl FIFO neperpildys. Atsižvelgiant į vėlavimą, ši programa naudoja mažesnės talpos FIFO7202. „cyb923“ užpildo ASI kodo srautą K28.5, kai FIFO yra neįskaitomas, kad būtų išlaikytas fiksuotas 270 Mbps perdavimo greitis. Galiausiai, serijiniai duomenys gali būti perduodami bendraašiu kabeliu po to, kai jie yra paleisti. Šiame sprendime įterpiant sinchronizavimo žodį K28.5 naudojamas K28.5 sinchronizavimo žodžių metodas prieš ir po vieno perdavimo kodo srauto baito. Palyginti su kitomis dviem schemomis, šią schemą palyginti paprasta spręsti ir su ja susidoroti.
3.2 ASI dekodavimas
ASI priėmimo pabaigoje įvesties ASI kodo srautas išlyginamas ir įvedamas į „cyb933“ lustą. Pirmiausia jis užrakina ASI kodo srauto laikrodį pagal vidinį laikrodžio fazę užrakintą kilpą ir aptinka sinchronizavimo žodį K28.5; jį suradus, nustatoma ASI bitų srauto seka, o tada atliekamas serijinis/lygiagretus konvertavimas.
Galima pastebėti, kad aptinkamas K28.5, tai yra, baitų derinimas yra svarbi išankstinė ASI dekodavimo sąlyga, todėl „cyb933“ apibrėžia metodų rinkinį, skirtą aptikti baitų sinchronizavimą. Atsižvelgiant į tai, kad perdavimo klaidos ir kitos priežastys gali sukelti klaidingą K28.5, „cyb933“ taiko dvigubo baito patvirtinimo metodą. Tai reiškia, kad du iš eilės einantys baitai yra K28.5, o baitų sinchronizavimas patvirtinamas, tada įvedama įprasta vieno baito dekodavimo būsena. Dekodavimo būsenoje, jei CPLD skaičiuoja 16 baitų iš 64 iššifruotų baitų, CPLD turi nusiųsti informaciją į cyb933, reikalaudamas, kad cyb933 iš naujo sinchronizuotų baitus.
Po baitų sinchronizavimo, nes K28.5 yra sinchronizavimo baitas, įterptas cyb923 ir negali būti išvestas kaip galiojantys duomenys, cyb933 automatiškai ignoruoja šiuos sinchronizavimo baitus. Kai „cyb933“ aptinka galiojančius duomenis, „cyb933“ parodys, kad dabartiniai duomenys galioja. Jei šis signalas laikomas tinkamu rašyti FIFO, FIFO duomenys turi būti galiojantys duomenys. Kai FIFO yra pusiau pilnas, CPLD gavus pusę FIFO signalo, CPLD nuskaito FIFO esančius duomenis ir nustato TS paketo sinchronizavimo baitą pagal tai, ar skaitymo baitas yra 047H; jei bus rastas TS paketo sinchronizavimo žodis, jis atkurs atitinkamą kadrų sinchronizavimo signalą. Šiuo metu CPLD skaičius 188 atkuria visą TS paketą. Jei kitas baitas nėra 047H, tai reiškia, kad įvesties duomenys yra neteisingi. CPLD atmeta šiuos duomenis, kol randa sinchronizavimo žodį 047H. Per šį laikotarpį CPLD išleidžia tuščią TS paketą. Po pakartotinio paketų sinchronizavimo CPLD pradeda skaičiuoti ir išvesti teisingus 188 baitų MPEG-2 TS paketus, taip atkurdamas teisingą 11 bitų SPI signalą. Panašiai, kai FIFO duomenys yra neįskaitomi, CPLD taip pat išleidžia tuščius TS paketus, kad išlaikytų pastovų MPEG-2 kodo dažnį.
Kuriant SPI į ASI, ASI kodavimas atliekamas tiesiogiai su SPI duomenimis, neatsižvelgiant į bitų klaidų problemą. Svarbiausia, kad SPI duomenys būtų tiesiogiai išvedami iš MB390 be tolimojo perdavimo, taip sumažinant ASI kodavimo loginio valdymo sudėtingumą. ASI dekodavimo procese ASI duomenys perduodami dideliu atstumu, todėl reikia atsižvelgti į klaidos koeficientą. Todėl pridedamas baitų ir paketų pakartotinio sinchronizavimo dizainas, kad padidėtų gebėjimas kovoti su trukdžiais. Ši schema labai gerai suprato abipusį SPI/ASI konvertavimą praktiškai.
Mūsų kitas produktas:
