DE19841371B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Auswertung eines digitalen Datenstromes - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Auswertung eines digitalen Datenstroms, in welchem die Daten paketweise übertragen werden, jedes Paket ein Synchronbyte aufweist und in den Paketen Bitpositionen vorgegeben sind, an denen Kennbits übertragen werden, wobei die an den vorgegebenen Bitpositionen der Pakete übertragenen Kennbits mit Referenzkennbits verglichen werden, und beim Erkennen einer Übereinstimmung sämtlicher jeweils miteinander verglichener Kennbits ein Indikatorsignal erzeugt wird, welches die Gleichheit der miteinander verglichenen Kennbits signalisiert, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils miteinander zu vergleichenden Kennbits in einem bitseriellen Komparator miteinander verglichen werden, wobei die Referenzkennbits über ein Schieberegister (1) geführt werden, der bitserielle Komparator ein Exclusiv-oder-Glied (2) aufweist, das Ausgangssignal des Exclusiv-oder-Gliedes (2) einem synchronen RS-Flip-Flop (3) zugeführt wird, welches von einer Ansteuereinheit (4) angesteuert wird und an seinem Ausgang das Indikatorsignal (1) zur Verfügung stellt.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswertung eines digitalen Datenstromes, in welchem die Daten paketweise übertragen werden, jedes Paket ein Synchronbyte aufweist und in den Paketen Bitpositionen vorgegeben sind, an denen Kennbits übertragen werden. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Auswertung eines digitalen Datenstromes.
• Aus DE 37 29 174 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Realisierung bitserieller Komparatoren mit Rücksetzbarkeit zum Vergleich zweier binärer codierter Eingangsvariablen mit drei verschiedenen Komparator-Zuständen bekannt. Der bitserielle Komparator enthält zwei Speicherelemente mit vier je zwei bitbreiten Speicherzuständen. Aus den vorhandenen Zuordnungsmöglichkeiten verschiedener Speicherzustände zu verschiedenen Komparator-Zuständen werden optimale Zuordnungsmöglichkeiten ausgewählt, in dem ein freier Speicherzustand, der nicht zur Codierung der verschiedenen Komparator-Zustände benötigt wird, einen zur Steuerung verwendeten Komparator-Zustand zugeordnet wird.
• Aus EP 0 949 808 A2 ist eine Filter- und Fifo-Schaltung offenbart. Hierbei wird eine Filterung vorgenommen, während paketweise Einlesung erfolgt. Im Weiteren ist eine Vergleichsschwelle vorhanden, welche im vornherein überprüft wird.
• Aus US-A-5,742,361 ist ein Datendemultiplexer offenbart. Dieser Datenmultiplexer weist einen Controller, einen Speicher, eine Analysiereinheit und einen Übertragungscontroller auf.
• Aus dem Buch „Digitale Fernsehtechnik, Datenkompression und Übertragung für DVB" von Ulrich Reimers, 2. Auflage, Springer-Verlag, 1997, Seite 89–99, ist es bereits bekannt, Audio-, Video- und Zusatzdaten nach dem MPEG-2 Standard zu einem digitalen Datenstrom zusammenzufassen, in welchem die Signaleinheiten der genannten Daten im Multiplex übertragen werden. In diesem Datenstrom werden auch Informationen über das laufende Programm und über den Übertragungsweg sowie über andere, für die technische Durchführung des Dienstes benötigten oder für den Zuschauer als Orientierungshilfe in der Programmvielfalt gedachten Informationen übertragen. Ferner enthält der Datenstrom, in welchem die Daten paketweise übertragen werden, auch in jedem Datenpaket ein Synchronbyte, welches zur wiedergabeseitigen Datenwiedergewinnung verwendet wird. Die Informationen über das laufende Programm werden in Form von Tabellen übertragen. Eine erste dieser Tabellen ist die „Program Association Table (PAT)", die eine Liste aller im vorliegenden Transport-Multiplex vorhandenen Programme sowie Querverweise auf eine jeweils zugehörige „Program Map Table (PMT)" aufweist. Diese wiederum enthält Informationen, die zur Decodierung des jeweiligen Programmes benötigt werden. Zu diesen Informationen gehören unter anderem Kennbits, die eine Kennung für die aktuelle Tabelle, die Länge der Tabelle, eine Kennung für den aktuellen Transportstrom und die Versionsnummer der aktuellen Tabelle darstellen.
• Der Vergleich der Kennbits erfolgt bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen stets unter Verwendung eines Mehr-Bit-Vergleichers. Ein Ausführungsbeispiel für einen solchen bekannten Mehr-Bit-Vergleicher ist in der 2 gezeigt.
• Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Auswertung eines digitalen Datenstroms mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen anzugeben, bei welchem der Vergleicheraufwand reduziert ist.
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit dem in Anspruch 1 angegebenen Merkmal gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 10. Die Ansprüche 11 bis 15 haben eine Vorrichtung zur Auswertung eines digitalen Datenstroms zum Gegenstand.
• Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß sich aufgrund der Verwendung eines bitseriellen Komparators der eigentliche Vergleicheraufwand auf ein einziges Bit reduziert. Der Aufwand für einen eventuellen Vergleich größerer Einheiten als der üblichen 8 Bit führt bei der seriellen Methode zu keiner Vergrößerung des Vergleicheraufwandes, da selbst für lange Filterelemente, beispielsweise für einen 40-Bit-Vergleicher, die
• In DE 198 20 936 C1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Auswertung eines digitalen Datenstroms beschrieben, wobei jeweils die Daten paketweise übertragen werden, jedes Paket ein Synchron-Bite aufweist und in den Paketen Bit-Positionen vorgesehen sind, an denen Kenn-Bits übertragen werden. Dabei werden die an vorgegebenen Bit-Positionen aufeinerfolgender Pakete übertragene Kenn-Bits miteinander verglichen und beim Erkennen fehlender Übereinstimmung der miteinander verglichenen Kenn-Bits ein Indikatorsignal erzeugt, welches die Ungleichheit der miteinander verglichenen Kennbits signalisiert.
• Komparatoreinheit, d. h. das Exclusiv-oder-Glied, nicht verändert werden muß.
• Weiterhin können die Referenzkennbits, die beispielsweise von einem Mikrocomputer zur Verfügung gestellt werden, auch sehr einfach in das im Signalweg der Referenzkennbits vorgesehene Schieberegister seriell eingetaktet werden. Bei Verwendung eines bitparallelen Komparators müßte wesentlich mehr Aufwand getrieben werden.
• Auch für die Verteilung der logischen Einheiten innerhalb eines Chips (Routing) gibt es keine starken Restriktionen. Beispielsweise müssen die Speicher für die Referenzkennbits nicht unbedingt lokal sehr dicht beieinander angeordnet sein. Es reicht aus, wenn nur benachbarte Elemente der Speicherkette nahe beieinander angeordnet sind (Placing). Lediglich die verwendete Komparatoreinheit muß schnell ausgebildet sein.
• Die seriellen Filter gemäß der Erfindung sparen Anschlußresourcen aus diesem als abgeschlossenen Bereich angesehenen Block. Dies hat den Vorteil, daß sie in einfacher Weise als Makroblöcke in Gate-Arrays, Vollkundenchips oder als externe Peripheriechips realisierbar sind. Weiterhin können auch bessere Entstörmaßnahmen ergriffen werden, je weniger Verbindungen damit versehen werden müssen.
• Es können somit auf gleicher Chipfläche mehr Filter parallel implementiert werden, was die Leistungsfähigkeit von MPEG-Geräten erhöht.
• Zusammenfassend sind folglich bei der Erfindung weniger Chipresourcen bzw. eine geringere Anzahl von Gattern nötig, wodurch eine Kosteneinsparung erzielt wird. Eine Erweiterbarkeit auf nicht-byte-gebundene Filterelemente ist einfacher als bei einer parallelen Verarbeitung. Auch eine Erweiterbarkeit auf beliebig viele Filterelemente und auf andere Filteralgorithmen, z. B. eine Filterung auf Ungleichheit, ist vereinfacht. Ferner werden bei seriellen Chipinterfaces Seriell-Parallel-Umsetzer eingespart. Schließlich ist auch für größere Filterelemente, beispielsweise ein 40-Bit-Filterelement, im Gegensatz zu einer parallelen Verarbeitung, bei der ein 40-Bit-breiter Komparator realisiert werden muß, kein wesentlich vergrößerter Aufwand notwendig.
• Vorteilhafte Anwendungsgebiete der Erfindung sind Frontend-Chips (Demodulatoren), Demultiplexer, Multiplexer und Ver- und Entschlüsselungssysteme.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren beispielhaft erläutert.
• Es zeigt
• 1 ein Blockschaltbild für ein serielles Filter gemäß der Erfindung und
• 2 ein Blockschaltbild eines bekannten Mehr-Bit-Vergleichers.
• Die 1 zeigt ein Blockschaltbild für ein serielles Filter gemäß der Erfindung. Bei diesem Filter handelt es sich um ein Filter, mittels dessen in einem digitalen Datenstrom, beispielsweise einem MPEG-Datenstrom, ein vorgegebener PID-Code (Packet Identifier) erkannt werden soll. Ein derartiger PID-Code besteht aus 13 Bits. Er ist in jedem der übertragenen Pakete an vorgegebenen Bitpositionen vorgesehen und gibt die Zugehörigkeit des jeweiligen Paketes zu einem bestimmten Unterdatenstrom des MPEG-Datenstroms an. Diese Unterdatenströme enthalten jeweils einem bestimmten Fernsehrundfunkprogramm zugehörige Video-, Audio- oder Zusatzdaten. Jedem Unterdatenstrom ist eine Vielzahl von Paketen zugeordnet. Die verschiedenen Unterdatenströmen zugeordneten Pakete werden im Zeitmultiplex miteinander verschachtelt übertragen. Weiterhin weist ein digitaler MPEG-Datenstrom auch Unterdatenströme auf, die Informationen über die Organisation des digitalen Datenstroms enthalten. Diese sind tabellenförmig aufgebaut, wobei innerhalb der Tabellen eine Vielzahl von Kennbitgruppen übertragen wird, die jeweils eine vorgegebene Anzahl von Kennbits aufweisen. Beispielsweise sind in den Tabellen auch Hinweise auf rundfunkprogrammabhängige Aktualisierungen enthalten.
• Das in der 1 gezeigte serielle Filter ist beispielsweise in einem Demultiplexer eines digitalen Satelliten-Rundfunkempfängers vorgesehen, um aus dem MPEG-Datenstrom einen bestimmten Unterdatenstrom zu separieren, beispielsweise einen Unterdatenstrom, in welchem die einem bestimmten Fernsehrundfunkprogramm zugehörigen Video-, Audio- oder Teletextsignale übertragen werden. Zu diesem Zweck muß im Demultiplexer der MPEG-Datenstrom auf das Auftreten einer Bitfolge überwacht werden, die mit einer vorgegebenen Folge von Referenzkennbits übereinstimmt, wobei die vorgegebene Folge von Referenzkennbits der PID des gewünschten Unterdatenstroms entspricht.
• Dem Eingang E1 des in der 1 gezeigten Blockschaltbildes wird ein nach dem MPEG-Standard codierter digitaler Datenstrom in bitserieller Form zugeführt. Am Eingang E2 liegen die Referenzkennbits, die der PID des gewünschten Unterdatenstroms entsprechen, ebenfalls in bitserieller Form vor. Diese Referenzkennbits werden beispielsweise über ein serielles Mikroprozessorinterface (I²C, SPI) zur Verfügung gestellt und in einen seriellen 13-Bit-Zwischenspeicher 1, der vorzugsweise als Schieberegister ausgebildet ist, eingeschrieben. Der Prozessor erzeugt den Schieberegistertakt und Freigabesignale selbständig, so daß keine weitere Ansteuerung für das Schieberegister notwendig ist.
• Das am Eingang E1 anliegende Signal A und das Ausgangssignal B des 13-Bit-Schieberegisters 1 werden einem als Exclusiv-oder-Glied realisierten bitseriellen Komparator 2 zugeführt, in welchem ein bitweiser und bitseriell erfolgender Vergleich von insgesamt 13 aufeinanderfolgenden Bitwerten erfolgt. Die erhaltenen Vergleichsergebnisse werden einem als Ergebnisakkumulator wirkenden synchronen RS-Flip-Flop 3 zugeführt. Dieses wird von einer Ansteuereinheit 4, die einen Bitzähler und eine Ablaufsteuerung aufweist, zum Zeitpunkt des Vergleichsbeginns auf „A = B" gesetzt. Tritt während der insgesamt 13 erfolgenden Bitvergleichsvorgänge auch nur ein einziges Mal eine Ungleichheit auf, wird das RS-Flip-Flop auf „A ≠ B" gesetzt. Das am Ende des Vergleichsvorganges vorliegende Ergebnis „A = B" oder „A ≠ B" wird dann in Form eines Indikatorsignals I, welches beispielsweise die Werte „0" oder „1" aufweisen kann, an die weiterverarbeitende Einheit übergeben, die in der 1 nicht dargestellt ist.
• Vorstehend wurde die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, bei welchem in einem MPEG-Datenstrom ein vorgegebener PID-Code erkannt werden soll. Die Erfindung ist jedoch auch für die Erkennung anderer vorgegebener Bitfolgen geeignet, beispielsweise für die Erkennung einer 5-Bitbreiten Versionsnummer oder für die Erkennung weiterer vorgegebener Bitfolgen, die in Tabellen übertragen werden, die ebenfalls Bestandteil des MPEG-Datenstroms sind. Weiterhin ist die Erfindung auch bei DAB-Datenströmen oder DVD-Datenströmen einsetzbar. Ferner ist die Erfindung auch softwaremäßig unter Verwendung eines fest oder frei programmierbaren Zustandsautomaten realisierbar.
• Die 2 zeigt ein Blockschaltbild eines bekannten Mehr-Bit-Vergleichers, bei welchem für die Filterung des MPEG-Datenstroms im Hinblick auf das Erkennen eines vorgegebenen PID-Codes insgesamt 13 Komparatoren notwendig sind, die parallel zueinander angeordnet sind. Der Aufwand zur Realisierung eines derartigen Mehr-Bit-Vergleichers ist ersichtlich wesentlich höher als der Aufwand zur Realisierung eines bitseriellen Komparators gemäß der Erfindung.

Claims (15)

1. Verfahren zur Auswertung eines digitalen Datenstroms, in welchem die Daten paketweise übertragen werden, jedes Paket ein Synchronbyte aufweist und in den Paketen Bitpositionen vorgegeben sind, an denen Kennbits übertragen werden, wobei die an den vorgegebenen Bitpositionen der Pakete übertragenen Kennbits mit Referenzkennbits verglichen werden, und beim Erkennen einer Übereinstimmung sämtlicher jeweils miteinander verglichener Kennbits ein Indikatorsignal erzeugt wird, welches die Gleichheit der miteinander verglichenen Kennbits signalisiert, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils miteinander zu vergleichenden Kennbits in einem bitseriellen Komparator miteinander verglichen werden, wobei die Referenzkennbits über ein Schieberegister (1) geführt werden, der bitserielle Komparator ein Exclusiv-oder-Glied (2) aufweist, das Ausgangssignal des Exclusiv-oder-Gliedes (2) einem synchronen RS-Flip-Flop (3) zugeführt wird, welches von einer Ansteuereinheit (4) angesteuert wird und an seinem Ausgang das Indikatorsignal (1) zur Verfügung stellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der digitale Datenstrom eine Vielzahl von Unterdatenströmen aufweist, in denen jeweils einem Rundfunkprogramm zugehörige Daten übertragen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rundfunkprogramm ein Fernsehrundfunkprogramm ist und die zugehörigen Daten dem Fernsehrundfunkprogramm zugehörige Video-, Audio- und Zusatzdaten sind.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Unterdatenstrom eine Vielzahl von Paketen zugeordnet sind, dass die verschiedenen Unterdatenströmen zugeordneten Pakete im Zeitmultiplex miteinander verschachtelt übertragen werden, dass jedes Paket einen Identifikationscode (PID) aufweist, welcher die Zugehörigkeit des Pakets zu einem der Unterdatenströme angibt, und dass die miteinander verglichenen Kennbits einen Paket-Identifikationscode (PID) repräsentieren.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der digitale Datenstrom Unterdatenströme aufweist, die Informationen über die Organisation des digitalen Datenstroms enthalten.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen über die Organisation des digitalen Datenstroms tabellenförmig aufgebaut sind und innerhalb einer Tabelle eine Vielzahl von Kennbitgruppen übertragen werden, die jeweils eine vorgegebene Anzahl von Kennbits aufweisen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Tabellen Hinweise auf rundfunkprogrammabhängige Aktualisierungen enthalten.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der digitale Datenstrom ein MPEG-Datenstrom ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass der digitale Datenstrom ein DAB-Datenstrom ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass der digitale Datenstrom ein DVD-Datenstrom ist.
11. Vorrichtung zur Auswertung eines digitalen Datenstroms, in welchem die Daten paketweise übertragen werden, jedes Paket ein Synchronbyte aufweist und in den Paketen Bitpositionen vorgegeben sind, an denen Kennbits übertragen werden, und die Vorrichtung aufweist: – einen ersten Eingangsanschluss (E1), an welchem die an den vorgegebenen Bitpositionen der Pakete übertragenen Kennbits in bitserieller Form anliegen, – einen zweiten Eingangsanschluss (E2), an welchem Referenzkennbits in bitserieller Form anliegen und – einen bitseriellen Komparator, dessen Eingänge mit dem ersten und dem zweiten Eingangsanschluss (E2) verbunden sind, wobei der bitserielle Komparator ein Exclusiv-oder-Glied (2) aufweist, an dem Ausgang des Exclusiv-oder-Gliedes (2) ein RS-Flip-Fop (3) angeschlossen ist und die Vorrichtung eine Ansteuereinheit (4) aufweist, die mit dem RS-Flip-Flop (3) verbunden ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuereinheit (4) einen Bitzähler aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das RS-Flip-Flop (3) einen Ausgangsanschluss aufweist, an welchem ein Indikatorsignal (I) abgreifbar ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie durch einen Zustandsautomaten realisiert ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandsautomat fest oder frei programmierbar ist.