DE69620978T2

DE69620978T2 - Videodatenverabeitungsvorrichtung mit Pufferspeicher

Info

Publication number: DE69620978T2
Application number: DE1996620978
Authority: DE
Inventors: E. Cochon; A. Dorner; C. Hanna
Original assignee: Thomson Multimedia SA
Current assignee: Vantiva SA
Priority date: 1995-11-09
Filing date: 1996-11-07
Publication date: 2002-10-31
Anticipated expiration: 2016-11-08
Also published as: FR2741172B1; JP3734578B2; DE69620978D1; FR2741172A1; EP0773689B1; JPH09261279A; CN1110160C; EP0773689A1; CN1152244A

Description

Die Erfindung betrifft eine Datenverarbeitungsvorrichtung mit einem Pufferspeicher, die es ermöglichen soll, daß Schaltungen mit einem Zugriff zu diesem Speicher mit verschiedenen Geschwindigkeiten arbeiten können. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar in einem System zur Übertragung von digitalen Daten in Pakten, wie einem digitalen Fernseh-Übertragungs- und Empfangsystem, z. B. dem sogenannten DVB ("Digital Video Broadcast").
Ein digitaler Fernsehempfänger enthält einen Empfangs- und Demodulationsteil sowie einen Verarbeitungsteil für die aktuellen Informationen. Die Daten an dem Ausgang des Empfangsteil haben im allgemeinen die Form von Paketen mit binären Wörtern einer bestimmten Länge. Somit muß der Teil für die Verarbeitung der Informationen die Datenpakete nicht unbedingt mit derselben Geschwindigkeit verarbeiten, mit der diese von dem Empfangsteil übertragen werden: Die Verarbeitungsgeschwindigkeit kann beträchtlich größer sein als die Empfangsgeschwindigkeit. Zwischen den beiden Teilen ist daher ein Pufferspeicher vorgesehen, der das Schreiben durch den Empfangsteil und das Lesen durch den Verarbeitungsteil voneinander entkoppelt, wobei beide Teile asynchron arbeiten.
Man versucht, die Größe dieses Pufferspeichers zu minimieren, während jedoch auf die Leistungsfähigkeit des Systems geachtet werden muß.
Das Dokument EP-A-430 051 zeigt ein Datenverarbeitungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Erfindung betrifft eine Datenverarbeitungsvorrichtung mit einem Pufferspeicher zwischen einer ersten Schaltung, die Datenpakete mit der Länge L in den Pufferspeicher schreibt, und einer zweiten Schaltung, die die Pakete aus dem Pufferspeicher liest, und mit
- einem Schreibzeiger für den Pufferspeicher und
- Mitteln zum Zurücksetzen des Zeigers auf null bei der Detektion des Beginns eines Pakets,
dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Speichers für die Pufferung der Daten verschieden von einer Potenz von zwei und gleich L/n ist, aufgerundet auf die nächste ganze Zahl, wobei n eine ganze Zahl größer als oder gleich 2 ist, und daß die Größe kompatibel mit den Arbeitsgeschwindigkeiten der Schaltungen bleibt, die Zugriff zu dem Speicher haben.
Gemäß einem besonderem Ausführungsbeispiel enthalten die Mittel zum Zurücksetzen des Zeigers auf null einen Komparator, der ein Synchronisierwort für den Beginn des Pakets mit den empfangenen Daten vergleicht.
Gemäß einem besonderen Ausführungsbeispiel enthält die Vorrichtung gemäß der Erfindung Mittel zur Reinitialisierung der zweiten Schaltung, wenn das Lesen aus dem Pufferspeicher nicht begonnen hat, während eines bestimmten Zeitintervalls nach dem Beginn des Schreibens eines Datenpakets in den Pufferspeicher.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines besonderen, nicht einschränkenden und in den beigefügten Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines digitalen Sattelliten-Fernsehempfängers.
Fig. 2 zeigt den Speicher gemäß dem Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Größe eines Datenpakets.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines digitalen Fernsehdekoders. Dieser Dekoder enthält einen Tuner 1, der mit einem Frequenzkonverter mit niedrigem Rauschen verbunden ist, der die durch eine Parabolantenne empfangenen Signale umsetzt. Der Tuner ermöglicht, ein im Basisband moduliertes Signal zu liefern, das durch einen Demodulator/Fehlerkorrektor 2 demoduliert und korrigiert wird. Die Fehlerkorrektur ist gemäß dem vorliegenden Beispiel vom Typ Reed-Salomon. Das digitale Signal ist am Ausgang des Blocks 2 verfügbar. Der durch dieses Signal übertragene Datenstrom enthält Datenpakete, die als Transportpakete bezeichnet werden und eine feste Länge von 188 Byte aufweisen. Die Organisation dieser Pakete ist beschrieben in den Normen 150/IEC 13818-1 bis 150/IEC 13818-3, im allgemeinen bezeichnet mit Video- und Audio- MPEG II-Systeme. In diesem Zusammenhang wird zum Beispiel Bezug genommen auf den Anhang oder Annex F der Systeme MPEG II, der die Typen und Längen der Datenfelder in den verschiedenen Paketen zeigt.
Der Demodulator und Fehlerkorrektor 2 schreibt in einen Synchronisierspeicher 3, der den Aufbau eines Stapel-FIFO hat. Der Datenverarbeitungsteil (bezeichnet mit 4 und folgenden Bezugsziffern) liest die Daten von dem Speicher bei seinem Rhythmus. Eine Demultiplexerschaltung 4 enthält Filter zur Anzeige der Anwesenheit von bestimmten Typen von vorbestimmten Daten in den empfangenen Paketen. Die Datentypen, zum Beispiel Audio-, Video-, Zugriffssteuerungs-Daten usw. ..., sind durch Identifikationswörter bezeichnet und werden durch die Filter mit einer bestimmten Anzahl von vorbestimmten Wörtern verglichen. Entsprechend dem Ergebnis der Filterung werden die Pakete oder die Paketsegmente dann zu den geeigneten Anwendungsdekodern weitergeleitet.
Der Demultiplexer 4 wird durch einen Mikroprozessor 5 gesteuert, der einerseits die internen Register des Demultiplexers einschreibt und einen RAM-Speicher 6 steuert, der insbesondere die neu programmierbaren Filter enthält. Der Demultiplexer 4 adressiert diesen RAM-Speicher in Abhängigkeit von den zu filternden binären Wörtern und liest daraus das Ergebnis der Filterung. Eine derartige Filterung ist im Detail beschrieben in der französischen Patentanmeldung FR-A-95 02348.
Die Anwendungsdekoder enthalten einen MPEG II-Videodekoder 8 und einen MPEG II-Audiodekoder 9, die zum Beispiel mit von SGS Thomson hergestellten integrierten Schaltungen ausgeführt sind. Eine Schnittstelle 10 für eine Chipkarte oder eine sogenannte Smart Card 11 ist ebenfalls mit dem Demultiplexer 4 verbunden, der zu der Smart Card Steuerungsdaten für die speziellen Adressen für diese Karte sowie Berechtigungsnachrichten, aus denen die Karte die Steuerwörter bestimmt, überträgt, die für die Entwürfelung der Sendungen benötigt werden. Das Protokoll für die Kommunikation zwischen der Schnittstelle 10 und der Karte 11 entspricht der Norm ISO 7816-3. Eine "Teletext"-Wiedereinfügungsschaltung 12 fügt die Teletexdaten, die in getrennten Paketen von Videodaten in dem Videosignal übertragen werden, wieder ein. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die "Teletext"- Schaltung eine Schaltung, wie sie in der französischen Patentanmeldung FR 94 08195 beschrieben ist.
Der Demultiplexer teilt sich mit den Anwendungsdekodern, der Schnittstelle für die Smart Card und der "Teletext"-Schaltung die Mittel eines RAM 7. Den verschiedenen Schaltungen sind Puffer zugeordnet. Der Demultiplexer speichert darin vorübergehend Daten, die danach durch diese Schaltungen ausgelesen werden.
Das Transportpaket des Systems MPEG II hat eine Länge von 188 Byte. Die Wahl der Größe des FIFO-Speichers 3 ist von diesem Wert abhängig. Man versucht daher aus wirtschaftlichen Gründen, einen FIFO anzuwenden, dessen Größe kleiner ist als die Größe eines ganzen Pakets.
Der FIFO-Speicher 3 wird durch einen Schreibadressen-Zeiger und einen Leseadressen-Zeiger gesteuert. Wenn die Zeiger am Ende des Speichers ankommen, werden sie automatisch auf null zurückgesetzt. Was das vorliegende Ausführungsbeispiel betrifft, bilden die Zeiger einen integrierten Teil des Speichers 3.
Die Größe des Speichers wird in Abhängigkeit von den folgenden Anforderungen gewählt: Wenn das Ende eines Pakets bei einer bestimmten Adresse geschrieben wird, wird der Abstand zwischen dieser Adresse und der Adresse, von der aus an das nächste Paket geschrieben wird, maximal. Das macht es möglich, die Zeit zu maximieren, die für den Demultiplexer 4 verfügbar ist, um die Daten aus diesem Speicher zu lesen, bevor sie durch das Schreiben des folgenden Pakets gelöscht werden.
Gemäß dem vorliegendem Beispiel beträgt die Größe des Speichers 63 Byte. Das entspricht einem Drittel der Größe des Datenpakets, aufgerundet auf die nächste ganze Zahl, vorausgesetzt, daß die Größe des Pakets, geteilt durch drei, keine ganze Zahl ergibt.
Fig. 2 zeigt das Verfahren zum Schreiben eines zyklischen Pakets, das heißt ein Paket, das ohne Unterbrechung in den Speicher 3 geschrieben wird. Das Schreiben eins Pakets beginnt bei einer festen Adresse, vereinbarungsgemäß der Adresse 0. Der Schreibzeiger wird auf null zurückgesetzt, wenn die Demodulator- und Korrigierschaltung 2 ein Datengültigkeitssignal sendet, dessen Anstiegsflanke den Start eines Transportpakets oder nach einer Unterbrechung des Betriebs des Systems signalisiert. Das Gültigkeitssignal wird außerdem zu den Komponenten des Demultiplexers übertragen, um zu informieren, daß ein Paket gelesen werden kann.
Während des ersten Durchlaufs (Ziffer 1) werden die ersten 63 Byte des Pakets geschrieben, und der Schreibzeiger springt auf die Adresse null am Ende des Speichers zurück. Auf gleiche Weise werden die folgenden 63 Byte während des zweiten Durchlaufs geschrieben. Während des dritten Durchlaufs wird das Ende des Pakets bei der vorletzten Adresse des Speichers geschrieben, wobei ein Byte freigelassen wird, bevor der Schreibzeiger für das Schreiben des folgenden Pakets auf null zurückgesetzt wird.
Demzufolge wird, relativ zu der Größe des Speichers, der Abstand zwischen dem letzten Byte eines Pakets und dem ersten Byte des folgenden Pakets optimiert.
Der Lesezeiger wird am Ende des Pakets oder nach einer Systemunterbrechung auf null zurückgesetzt (fehlerhafte Daten, Ausfall der Betriebsspannung usw.), dann wird die Startadresse des folgenden Pakets auf die Adresse 0 festgesetzt.
Gemäß einer Variante der Ausführungsform wird ein Signal für die Neu-Initialisierung des Demultiplexers erzeugt, wenn letzterer noch nicht begonnen hat, den Pufferspeicher eine bestimmte Anzahl an Taktzyklen nach dem Beginn des Schreibens eines Pakets zu lesen. Dieses Signal zwingt den Demultiplexer, die Verarbeitung des laufenden Pakets zu beginnen, wobei die Neu-Initialisierung die Wirkung hat, daß der Demultiplexer aus einem möglicherweise anormalen Zustand herauskommt. Diese Variante macht es möglich, eine schnelle Synchronisierung des Demultiplexers mit den in den Pufferspeicher geschriebenen Daten zu erreichen. Somit informiert das Datengültigkeitssignal, das durch die Schaltung 2 zu der Schaltung 4 übertragen wird, nur letztere über die Anwesenheit eines neuen Pakets, ohne jedoch diesen zu zwingen, dieses neue Paket unverzüglich zu beachten. Das ermöglicht im Bedarfsfall, daß die Schaltung 4 die Verarbeitung des vorangehenden Pakets beendet. Innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung wird das Neu-Initialisierungs- Signal erzeugt, wenn die ersten 58 Byte eines Pakets geschrieben worden sind, ohne daß das Lesen begonnen hat.
Offensichtlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die in der Beschreibung des Ausführungsbeispiels angegebenen numerischen Werte beschränkt. Insbesondere kann der Teilerfaktor, der für die Ermittlung der Größe des Speichers relativ zu der Größe eines Datenpakets benutzt wird, von 3 abweichen. In diesem Fall ist, abhängig davon, ob dieser Faktor ein Teiler mit der Größe des Pakets ist, die Aufrundung auf die nächste ganze Zahl nicht notwendig.

Claims

1. Datenverarbeitungsvorrichtung mit einem Pufferspeicher (3) zwischen einer ersten Schaltung (2), die Datenpakete mit der Länge L in den Pufferspeicher schreibt, und einer zweiten Schaltung (4), die die Pakete aus dem Pufferspeicher liest, und mit

- einem Schreibzeiger für den Pufferspeicher und

-Mitteln (2) zum Zurücksetzen des Zeigers auf null bei der Detektion des Beginns eines Pakets,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Größe des Speichers für die Pufferung der Daten verschieden von einer Potenz von zwei und gleich L/n ist, aufgerundet auf die nächste ganze Zahl, wobei n eine ganze Zahl größer als oder gleich 2 ist, und daß die Größe kompatibel mit den Arbeitsgeschwindigkeiten der Schaltungen bleibt, die Zugriff zu dem Speicher haben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zurücksetzen des Zeigers auf null einen Komparator enthalten, der ein Synchronisierwort für den Beginn des Pakets mit den empfangenen Daten vergleicht.

3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zur Reinitialisierung der zweiten Schaltung, wenn das Lesen aus dem Pufferspeicher, während eines bestimmten Zeitintervalls nach dem Beginn des Schreibens eines Datenpakets in den Pufferspeicher nicht begonnen hat.