In de huidige transmissie-interface van het DVB-C-omroeptelevisiesysteem zijn er twee MPEG-2-videotransmissie-interfacestandaarden: asynchrone seriële interfacestandaard ASI en synchrone parallelle interface SPI. SPI heeft in totaal 11 bruikbare signalen en elk signaal is gedifferentieerd in twee signalen om de transmissie-anti-interferentie te verbeteren. Het wordt verzonden door DB25 op de fysieke link, dus er zijn veel en gecompliceerde verbindingen, de transmissieafstand is kort en het is vatbaar voor storingen. SPI is echter een parallel 11-bits signaal met eenvoudige verwerking en sterke schaalbaarheid. Daarom zijn de uitvoer van de algemene MPEG-2-video-encoder en de invoer van de videodecoder allemaal standaard parallelle 11-bits signalen. ASI maakt gebruik van seriële transmissie, die alleen een coaxiale kabel nodig heeft voor transmissie, die eenvoudig aan te sluiten is en een lange transmissieafstand heeft. Volgens de voor- en nadelen van SPI en ASI, is het noodzakelijk om te converteren tussen SPI en ASI van het transmissiesignaal.
1 SPI-signaalstructuur
Het parallelle transmissiesysteem SPI omvat een kloksignaal, een 8-bits gegevenssignaal, een framesynchronisatiesignaal PSYNC en een gegevensgeldig signaal DVALID. Het framesynchronisatiesignaal komt overeen met de synchronisatiebyte 047H van het TS-pakket. Het DVALID-signaal wordt gebruikt om de lengte van het TS-pakket te onderscheiden als 188 bytes of 204 bytes. Wanneer de TS-pakketlengte 188 bytes is, is het DVALID-signaal altijd hoog en worden alle signalen gesynchroniseerd met het kloksignaal. Het SPI-gegevensformaat wordt weergegeven in de afbeelding.
2 ASI-interface
ASI-transportstromen kunnen verschillende gegevenssnelheden hebben, maar de overdrachtssnelheid is constant, 270 Mbps, dus ASI kan MPEG-2-gegevens met verschillende snelheden verzenden en ontvangen. Het ASI-transmissiesysteem is een gelaagde structuur. De hoogste laag en de tweede laag gebruiken de MPEG-2-standaard ISO/IEC 13818-(systemen), en de 0e en 1e laag zijn FC-vezelkanalen op basis van ISO/IEO CD 14165-1. FC ondersteunt een verscheidenheid aan fysieke transmissiemedia, deze oplossing maakt gebruik van coaxiale kabeltransmissie.
Zet eerst het 8-bits codewoord van het MPEG-2-transportpakket dat met het pakket is gesynchroniseerd om in een 10-bits codewoord; vervolgens, bij parallelle/seriële conversie, wanneer een nieuw woord moet worden ingevoerd en de gegevensbron nog niet gereed is, moet het een K28.5-synchronisatiewoord worden ingevoegd om de vaste transmissiesnelheid van ASI van 270 Mbps te bereiken. De resulterende seriële bitstroom wordt via het buffer-/stuurcircuit en het koppelingsnetwerk naar de coaxiale kabelconnector gestuurd. Er zijn drie manieren om een synchronisatiecodewoord in te voegen: een enkele byte van de transmissiecodestroom kan geen synchronisatiewoord ervoor en erna zijn; een enkele byte van een transmissiecodestroom moet een synchronisatiewoord ervoor en erna zijn; of een combinatie van beide.
De ontvangen gegevens die bij de coaxkabel aankomen, moeten eerst worden gekoppeld aan het circuit voor het herstellen van klok en gegevens via de connector en het koppelingsnetwerk, en vervolgens een seriële/parallelle conversie uitvoeren; om de bytesynchronisatie te herstellen, moet de ASI-decoder eerst zoeken naar K28.5-synchronisatiewoord. Zodra het synchronisatiewoord is doorzocht, wordt de grens afgebakend voor de vervolgens ontvangen gegevens, waardoor de juiste byterangschikking van de uitvoerbytes van de decoder wordt vastgesteld; ten slotte wordt de 10/8-bits conversie uitgevoerd om de pakketgesynchroniseerde MPEG-2 TS-codestroomgegevens te herstellen. Maar het K28.5-synchronisatiewoord is geen geldige data, dus het moet tijdens het decoderen worden verwijderd.
3 ASI-interface-implementatieschema
In dit schema wordt de MPEG-2 TS-codestroom geleverd door de single-chip MPEG-2-encoder MB86390, die een parallel 11-bits signaal uitvoert dat voldoet aan de SPI-standaard, en de TS-pakketlengte is 188 bytes. In het SPI/ASI-conversieschema worden voornamelijk de cypress company cyb923/cyb933-chip, asynchrone FIFO en logische programmeur CPLD gebruikt.
cyb923 realiseert voornamelijk de 8/10bit conversie van het codewoord, voegt het synchronisatiewoord K28.5 en parallel/serieel conversie in. De transmissiesnelheid van ASI is constant op 270 MHz en de invoersnelheid van de MPEG-2 TS-code is anders, dus om FIFO te gebruiken om snelheidsafstemming te bereiken, is het noodzakelijk om de communicatie tussen de ingevoerde SPI-gegevens, FIFO en cyb923 logisch te regelen. Gezien de uitgebreide prestaties, prijs en complexiteit van het programma, maakt deze oplossing gebruik van de CPLD-logica-programmeur XC95108 van Xilinx; VHDL-programmering wordt gebruikt om hun logische besturing te realiseren. Het decoderen van ASI is ook een soortgelijk proces, cyb933 realiseert voornamelijk 10/8Bit conversie, verwijdering van synchronisatiewoord K28.5 en serieel-naar-parallel conversie.
3.1 ASI-codering
In het ASI-coderingsproces worden alleen de acht-bits gegevens van MPEG-2 TS en de één-bits TS-transmissieklok ingevoerd in de CPLD. Omdat in dit schema het TS-formaat 188 bytes is, is het gegevensgeldige signaal DVALID altijd hoog, en CPLD negeert dit signaal en ontvangt alleen TS-codestroomgegevens zonder zich zorgen te maken over de synchronisatieheader van de TS-codestroom. Het PSYNC-framesynchronisatiesignaal wordt ook genegeerd. CPLD schrijft de ontvangen gegevens naar FIFO met TS-codesnelheidsklok. Wanneer de FIFO halfvol is, ontvangt de CPLD het halfvol-signaal van de FIFO, waarna de CPLD het FIFO-leessignaal naar de cyb923 stuurt. De cyb923 leest de data in de FIFO met 27 Mbps; wanneer de CPLD telt tot de cyb923 een bepaalde hoeveelheid FIFO-gegevens leest, stuurt de CPLD een onleesbaar FIFO-signaal naar cyb923 om te voorkomen dat FIFO leeg is. De maximale parallelle snelheid van de MPEG-2-transmissiecodesnelheid is 27/8 = 3.375 Mbps en de lees-FIFO-snelheid is 27 Mbps, dus de FIFO zal niet overlopen. Rekening houdend met de vertraging gebruikt dit programma een kleinere capaciteit FIFO7202. cyb923 vult de ASI-codestroom met K28.5 wanneer de FIFO onleesbaar is om een vaste transmissiesnelheid van 270 Mbps te behouden. Ten slotte kunnen de seriële gegevens na aandrijving via een coaxkabel worden verzonden. In deze oplossing past de invoeging van het synchronisatiewoord K28.5 de methode toe van K28.5 synchronisatiewoorden voor en na een enkele byte van de transmissiecodestroom. Vergeleken met de andere twee regelingen is deze regeling relatief eenvoudig te beoordelen en af te handelen.
3.2 ASI-decodering
Aan de ontvangende kant van de ASI wordt de ingevoerde ASI-codestroom geëgaliseerd en vervolgens ingevoerd in de cyb933-chip. Het vergrendelt eerst de ASI-codestroomklok door de fasevergrendelde lus van de interne klok en detecteert het synchronisatiewoord K28.5; nadat deze is gevonden, wordt de ASI-bitstroomreeks bepaald en vervolgens wordt seriële/parallelle conversie uitgevoerd.
Het is te zien dat K28.5 wordt gedetecteerd, dat wil zeggen dat byte-uitlijning een belangrijke voorwaarde is voor ASI-decodering, dus definieert cyb933 een reeks methoden voor het detecteren van bytesynchronisatie. Gezien het feit dat transmissiefouten en andere redenen valse K28.5 kunnen veroorzaken, gebruikt cyb933 de double-byte bevestigingsmethode. Dat wil zeggen, de twee opeenvolgende bytes zijn beide K28.5, en de bytesynchronisatie wordt bevestigd en vervolgens wordt de normale single-byte decoderingsstatus ingevoerd. Als de CPLD in de decoderingstoestand 16 bytes van de 64 gedecodeerde bytes als onjuist telt, moet de CPLD informatie naar cyb933 sturen, waarbij cyb933 de bytes opnieuw moet synchroniseren.
Omdat K28.5 na bytesynchronisatie de synchronisatiebyte is die door cyb923 is ingevoegd en niet als geldige gegevens kan worden uitgevoerd, negeert cyb933 automatisch deze synchronisatiebytes. Wanneer cyb933 geldige gegevens detecteert, geeft cyb933 een indicatie dat de huidige gegevens geldig zijn. Als dit signaal als geldig wordt beschouwd om naar de FIFO te schrijven, moeten de gegevens in de FIFO geldige gegevens zijn. Wanneer de FIFO halfvol is, leest de CPLD, nadat de CPLD het halfvolle signaal van de FIFO heeft ontvangen, de gegevens in de FIFO en bepaalt de synchronisatiebyte van het TS-pakket naargelang de gelezen byte 047H is; als het synchronisatiewoord van het TS-pakket wordt gevonden, zal het het overeenkomstige framesynchronisatiesignaal herstellen. Op dit moment herstelt de CPLD-telling 188 het volledige TS-pakket. Als de volgende byte niet 047H is, betekent dit dat de invoergegevens onjuist zijn. De CPLD zal deze gegevens negeren totdat het het 047H-synchronisatiewoord vindt. Gedurende deze periode voert de CPLD een leeg TS-pakket uit. Na herpakketsynchronisatie begint CPLD de juiste 188-byte MPEG-2 TS-pakketten te tellen en uit te voeren, waardoor het juiste 11-bits signaal van SPI wordt hersteld. Evenzo, wanneer FIFO-gegevens onleesbaar zijn, voert CPLD ook lege TS-pakketten uit om een constante MPEG-2-codesnelheid te behouden.
Bij het ontwerp van SPI naar ASI-conversie wordt ASI-codering rechtstreeks uitgevoerd op SPI-gegevens zonder rekening te houden met het probleem van bitfouten. De belangrijkste overweging is dat SPI-gegevens rechtstreeks vanuit de MB390 worden uitgevoerd zonder verzending over lange afstanden, waardoor de complexiteit van de logische besturing van ASI-codering wordt verminderd. Bij het ASI-decoderingsproces worden ASI-gegevens over een lange afstand verzonden en moet rekening worden gehouden met de foutfactor. Daarom is het hersynchronisatieontwerp van bytes en pakketten toegevoegd om het anti-interferentievermogen te vergroten. Dit schema heeft de onderlinge omzetting van SPI/ASI in de praktijk zeer goed gerealiseerd.
Onze andere producten:
