У поточному інтерфейсі передачі телевізійної системи мовлення DVB-C існує два стандарти інтерфейсу передачі відео MPEG-2: стандарт асинхронного послідовного інтерфейсу ASI та синхронний паралельний інтерфейс SPI. SPI має в цілому 11 корисних сигналів, і кожен сигнал диференціюється на два сигнали для поліпшення передачі проти перешкод. Він передається DB25 по фізичній лінії зв'язку, тому з'єднання багато і складне, відстань передачі невелика, і воно схильне до збоїв. Однак SPI-це паралельний 11-розрядний сигнал з простою обробкою та сильною масштабованістю. Тому вихід загального відеокодера MPEG-2 та вхід відеодекодера є стандартними паралельними 11-розрядними сигналами. ASI використовує послідовну передачу, для передачі якої потрібен лише коаксіальний кабель, який простий у підключенні і має велику відстань передачі. Відповідно до переваг і недоліків SPI та ASI, необхідно здійснювати перетворення між SPI та ASI передавального сигналу.
1 Структура сигналу SPI
Система паралельної передачі даних SPI включає тактовий сигнал, 8-розрядний сигнал даних, сигнал синхронізації кадру PSYNC та сигнал дійсного даних DVALID. Сигнал синхронізації кадру відповідає байту синхронізації 047H пакета TS. Сигнал DVALID використовується для розрізнення довжини пакета TS як 188 байт або 204 байт. Коли довжина пакета TS становить 188 байт, сигнал DVALID завжди високий, і всі сигнали синхронізуються з тактовим сигналом. Формат даних SPI показаний на малюнку.
2 Інтерфейс ASI
Транспортний потік ASI може мати різну швидкість передачі даних, але швидкість передачі є постійною, 270 Мбіт / с, тому ASI може надсилати та отримувати дані MPEG-2 з різною швидкістю. Система передачі ASI - це багатошарова структура. Найвищий шар та другий шар використовують стандарт MPEG-2 ISO/IEC 13818- (Системи), а 0-й та 1-й шари є волоконними каналами FC на основі ISO/IEO CD 14165-1. FC підтримує різноманітні фізичні носії передачі, це рішення використовує передачу по коаксіальному кабелю.
Спочатку перетворіть 8-розрядне кодове слово транспортного пакета MPEG-2, який синхронізується з пакетом, у 10-розрядне кодове слово; потім, при паралельному/послідовному перетворенні, коли потрібно ввести нове слово, а джерело даних ще не готове, слід вставити слово синхронізації K28.5 для досягнення фіксованої швидкості передачі ASI 270 Мбіт/с. Отриманий послідовний бітовий потік буде надіслано до роз'єму коаксіального кабелю через буферну схему/привід та мережу зв'язку. Існує три способи вставлення кодового слова синхронізації: один байт потоку коду передачі не може бути словом синхронізації до і після; один байт потоку коду передачі повинен бути словом синхронізації до і після; або їх поєднання.
Отримані дані, що надходять на коаксіальний кабель, спочатку потрібно з'єднати зі схемою для відновлення тактових частот і даних через роз'єм і з'єднувальну мережу, а потім виконати послідовне/паралельне перетворення; для того, щоб відновити синхронізацію байтів, декодер ASI повинен спочатку шукати слово синхронізації K28.5, після пошуку слова синхронізації межа розмежовується для отриманих згодом даних, тим самим встановлюючи правильне розташування байтів вихідних байтів декодера; нарешті, 10/8-розрядне перетворення виконується для відновлення пакетно-синхронізованих даних потоку коду MPEG-2 TS. Але слово синхронізації K28.5 не є дійсними даними, тому його потрібно видалити під час декодування.
3 Схема реалізації інтерфейсу ASI
У цій схемі кодовий потік MPEG-2 TS забезпечується однокристальним кодером MPEG-2 MB86390, який виводить паралельний 11-розрядний сигнал, що відповідає стандарту SPI, а довжина пакета TS становить 188 байт. У схемі перетворення SPI/ASI в основному використовуються чіп компанії cyp923/cyb933 кипариса, асинхронний FIFO та логічний програміст CPLD.
cyb923 в основному реалізує 8/10 -бітове перетворення кодового слова, вставляє слово синхронізації K28.5 та паралельне/послідовне перетворення. Швидкість передачі ASI є постійною на 270 МГц, а кодова швидкість входу MPEG-2 TS різна, тому для використання FIFO для досягнення відповідності швидкості необхідно логічно контролювати зв'язок між вхідними даними SPI, FIFO та cyb923. Враховуючи комплексну продуктивність, ціну та складність програми, це рішення використовує логічний програміст CPLD від Xilinx XC95108; Програмування VHDL використовується для реалізації їх логічного управління. Розшифровка ASI також є подібним процесом, cyb933 в основному реалізує перетворення 10/8 біт, видалення слова синхронізації K28.5 та послідовне-паралельне перетворення.
3.1 Кодування ASI
У процесі кодування ASI в CPLD вводяться лише восьмибітові дані TS MPEG-2 та такт передачі однорозрядного TS. Оскільки в цій схемі формат TS становить 188 байт, допустимий сигнал даних DVALID завжди високий, а CPLD ігнорує цей сигнал і отримує лише дані потоку коду TS, не дбаючи про заголовок синхронізації потоку коду TS. Сигнал синхронізації кадру PSYNC також ігнорується. CPLD записує отримані дані у FIFO за допомогою тактової частоти кодування TS. Коли FIFO наполовину заповнений, CPLD приймає сигнал наполовину повний FIFO, а потім CPLD надсилає сигнал читання FIFO на cyb923. Cyb923 зчитує дані у FIFO зі швидкістю 27 Мбіт / с; коли підрахунок CPLD для cyb923 зчитує певну кількість даних FIFO, CPLD надсилає нечитабельний сигнал FIFO на cyb923, щоб запобігти порожнечі FIFO. Максимальна паралельна швидкість передачі коду MPEG-2 становить 27/8 = 3.375 Мбіт/с, а швидкість зчитування FIFO-27 Мбіт/с, тому FIFO не переповнюватиметься. Враховуючи затримку, ця програма використовує меншу ємність FIFO7202. cyb923 заповнює потік коду ASI K28.5, коли FIFO не читається для підтримки фіксованої швидкості передачі 270 Мбіт / с. Нарешті, послідовні дані можуть бути передані коаксіальним кабелем після їх проходження. У цьому рішенні вставка слова синхронізації K28.5 приймає метод слів синхронізації K28.5 до і після одного байта потоку коду передачі. Порівняно з двома іншими схемами, цю схему відносно просто оцінити та вирішити.
3.2 Розшифровка ASI
На кінці прийому ASI вхідний потік коду ASI вирівнюється, а потім вводиться в чіп cyb933. Він спочатку блокує годинник потоку коду ASI внутрішнім тактовим циклом з фазовою синхронізацією та виявляє слово синхронізації K28.5; після її знаходження визначається послідовність потоку бітів ASI, а потім виконується послідовне/паралельне перетворення.
Видно, що виявлено K28.5, тобто вирівнювання байтів є важливою передумовою для декодування ASI, тому cyb933 визначає набір методів для виявлення синхронізації байтів. Враховуючи, що помилки передачі та інші причини можуть спричинити помилковий K28.5, cyb933 використовує метод двобайтового підтвердження. Тобто два послідовних байта є обома K28.5, і синхронізація байтів підтверджується, а потім вводиться нормальний однобайтовий стан декодування. У стані декодування, якщо CPLD вважає 16 байтів з 64 декодованих байтів неправильними, CPLD повинен надсилати інформацію до cyb933, вимагаючи від cyb933 повторної синхронізації байтів.
Після синхронізації байтів, оскільки K28.5 - це байт синхронізації, вставлений cyb923 і не може бути виведений як допустимі дані, cyb933 автоматично ігнорує ці байти синхронізації. Коли cyb933 виявляє дійсні дані, cyb933 виводить індикацію того, що поточні дані дійсні. Якщо цей сигнал вважається дійсним для запису до FIFO, дані у FIFO повинні бути дійсними даними. Коли FIFO наполовину заповнений, після того як CPLD приймає сигнал наполовину повний FIFO, CPLD зчитує дані у FIFO і визначає байт синхронізації пакета TS відповідно до того, чи є байт читання 047H; якщо слово синхронізації пакета TS буде знайдено, воно відновить відповідний сигнал синхронізації кадру. У цей час лічильник CPLD 188 відновлює повний пакет TS. Якщо наступний байт не 047H, це означає, що введені дані неправильні. CPLD буде відкидати ці дані, поки не знайде слово синхронізації 047H. Протягом цього періоду CPLD виводить порожній пакет TS. Після повторної синхронізації пакетів CPLD починає підраховувати та виводити правильні 188-байтові пакети TS MPEG-2 TS, тим самим відновлюючи правильний 11-розрядний сигнал SPI. Подібним чином, коли дані FIFO нечитабельні, CPLD також виводить порожні пакети TS для підтримки постійної вихідної швидкості кодування MPEG-2.
При проектуванні перетворення SPI в ASI кодування ASI здійснюється безпосередньо на даних SPI без розгляду проблеми бітових помилок. Основним моментом є те, що дані SPI виводяться безпосередньо з MB390 без міжміської передачі, що зменшує складність управління логічним кодуванням ASI. У процесі декодування ASI дані ASI передаються на велику відстань, і слід враховувати коефіцієнт помилки. Тому додано конструкцію повторної синхронізації байтів і пакетів для збільшення здатності до захисту від перешкод. Ця схема дуже добре реалізувала взаємне перетворення SPI/ASI у практичному застосуванні.
Наш інший продукт:
