Trong giao diện truyền dẫn hiện tại của hệ thống truyền hình quảng bá DVB-C, có hai tiêu chuẩn giao diện truyền hình MPEG-2: tiêu chuẩn giao diện nối tiếp không đồng bộ ASI và tiêu chuẩn giao diện song song đồng bộ SPI. SPI có tổng cộng 11 tín hiệu hữu ích, và mỗi tín hiệu được phân biệt thành hai tín hiệu để cải thiện khả năng chống nhiễu đường truyền. Nó được DB25 truyền trên đường truyền vật lý nên kết nối nhiều và phức tạp, khoảng cách truyền ngắn, dễ xảy ra sự cố. Tuy nhiên, SPI là một tín hiệu 11 bit song song với quá trình xử lý đơn giản và khả năng mở rộng mạnh mẽ. Do đó, đầu ra của bộ mã hóa video MPEG-2 nói chung và đầu vào của bộ giải mã video đều là tín hiệu 11 bit song song tiêu chuẩn. ASI sử dụng đường truyền nối tiếp, chỉ cần cáp đồng trục để truyền, kết nối đơn giản và khoảng cách truyền xa. Theo ưu nhược điểm của SPI và ASI, cần chuyển đổi giữa SPI và ASI của tín hiệu truyền.
1 cấu trúc tín hiệu SPI
Hệ thống truyền song song SPI bao gồm tín hiệu đồng hồ, tín hiệu dữ liệu 8 bit, tín hiệu đồng bộ khung PSYNC và tín hiệu hợp lệ dữ liệu DVALID. Tín hiệu đồng bộ khung tương ứng với byte đồng bộ 047H của gói TS. Tín hiệu DVALID được sử dụng để phân biệt độ dài của gói TS là 188 byte hay 204 byte. Khi độ dài gói TS là 188 byte, tín hiệu DVALID luôn ở mức cao, và tất cả các tín hiệu được đồng bộ với tín hiệu đồng hồ. Định dạng dữ liệu SPI được hiển thị trong hình.
2 giao diện ASI
Luồng truyền tải ASI có thể có tốc độ dữ liệu khác nhau, nhưng tốc độ truyền là không đổi, 270Mbps, vì vậy ASI có thể gửi và nhận dữ liệu MPEG-2 ở các tốc độ khác nhau. Hệ thống truyền dẫn ASI là một cấu trúc phân lớp. Lớp cao nhất và lớp thứ hai sử dụng tiêu chuẩn MPEG-2 ISO / IEC 13818- (Hệ thống), và lớp thứ 0 và lớp 1 là các kênh sợi FC dựa trên ISO / IEO CD 14165-1. FC hỗ trợ nhiều loại phương tiện truyền dẫn vật lý, giải pháp này sử dụng đường truyền cáp đồng trục.
Đầu tiên, chuyển đổi từ mã 8 bit của gói truyền tải MPEG-2 được đồng bộ hóa với gói đó thành từ mã 10 bit; sau đó, trong chuyển đổi song song / nối tiếp, khi cần nhập một từ mới và nguồn dữ liệu chưa sẵn sàng, nó nên được chèn một từ đồng bộ hóa K28.5 để đạt được tốc độ truyền cố định của ASI là 270Mbps. Dòng bit nối tiếp thu được sẽ được gửi đến đầu nối cáp đồng trục thông qua mạch đệm / ổ đĩa và mạng ghép nối. Có ba cách để chèn một từ mã đồng bộ hóa: một byte đơn của dòng mã truyền không thể là một từ đồng bộ hóa trước và sau; một byte đơn của dòng mã truyền phải là một từ đồng bộ hóa trước và sau; Hoặc kết hợp cả hai.
Dữ liệu nhận được đến cáp đồng trục trước tiên phải được ghép nối với mạch để khôi phục đồng hồ và dữ liệu thông qua đầu nối và mạng ghép nối, sau đó thực hiện chuyển đổi nối tiếp / song song; Để khôi phục đồng bộ hóa byte, bộ giải mã ASI trước tiên phải tìm kiếm Từ đồng bộ hóa K28.5, khi từ đồng bộ hóa được tìm kiếm, ranh giới được phân định cho dữ liệu nhận được sau đó, do đó thiết lập sự sắp xếp byte chính xác của các byte đầu ra của bộ giải mã; cuối cùng, quá trình chuyển đổi 10/8-bit được thực hiện để khôi phục dữ liệu luồng mã MPEG-2 TS được đồng bộ hóa gói tin. Nhưng từ đồng bộ K28.5 không phải là dữ liệu hợp lệ, vì vậy nó phải được xóa trong quá trình giải mã.
3 sơ đồ triển khai giao diện ASI
Trong sơ đồ này, dòng mã MPEG-2 TS được cung cấp bởi bộ mã hóa MPEG-2 chip đơn MB86390, đầu ra tín hiệu 11 bit song song phù hợp với tiêu chuẩn SPI và độ dài gói TS là 188 byte. Trong sơ đồ chuyển đổi SPI / ASI, chủ yếu sử dụng chip cyb923 / cyb933 của công ty bách khoa, FIFO không đồng bộ và CPLD lập trình logic.
cyb923 chủ yếu thực hiện chuyển đổi 8 / 10bit của từ mã, chèn từ đồng bộ hóa K28.5 và chuyển đổi song song / nối tiếp. Tốc độ truyền của ASI không đổi ở 270MHz và tốc độ mã MPEG-2 TS đầu vào là khác nhau, do đó, để sử dụng FIFO để đạt được tốc độ khớp, cần phải điều khiển hợp lý giao tiếp giữa dữ liệu SPI đầu vào, FIFO và cyb923. Xem xét hiệu suất toàn diện, giá cả và độ phức tạp của chương trình, giải pháp này sử dụng bộ lập trình logic CPLD của xilinx XC95108; Lập trình VHDL được sử dụng để thực hiện điều khiển logic của chúng. Việc giải mã ASI cũng là một quá trình tương tự, cyb933 chủ yếu thực hiện chuyển đổi 10 / 8Bit, loại bỏ từ đồng bộ hóa K28.5 và chuyển đổi nối tiếp sang song song.
3.1 Mã hóa ASI
Trong quá trình mã hóa ASI, chỉ dữ liệu tám bit của MPEG-2 TS và đồng hồ truyền TS một bit được đưa vào CPLD. Bởi vì trong lược đồ này, định dạng TS là 188 byte, tín hiệu hợp lệ dữ liệu DVALID luôn ở mức cao, và CPLD bỏ qua tín hiệu này và chỉ nhận dữ liệu luồng mã TS mà không quan tâm đến tiêu đề đồng bộ hóa của luồng mã TS. Tín hiệu đồng bộ khung PSYNC cũng bị bỏ qua. CPLD ghi dữ liệu nhận được vào FIFO với đồng hồ tốc độ mã TS. Khi FIFO đầy một nửa, CPLD nhận tín hiệu nửa đầy của FIFO, và sau đó CPLD gửi tín hiệu đọc FIFO đến cyb923. Cyb923 đọc dữ liệu trong FIFO với tốc độ 27Mbps; khi CPLD đếm đến cyb923 đọc một lượng dữ liệu FIFO nhất định, CPLD Gửi tín hiệu không đọc được FIFO tới cyb923 để ngăn FIFO trống. Tốc độ song song tối đa của tốc độ mã truyền MPEG-2 là 27/8 = 3.375Mbps, và tốc độ FIFO đọc là 27Mbps, do đó FIFO sẽ không bị tràn. Có tính đến độ trễ, chương trình này sử dụng FIFO7202 dung lượng nhỏ hơn. cyb923 lấp đầy luồng mã ASI bằng K28.5 khi FIFO không thể đọc được để duy trì tốc độ truyền cố định là 270Mbps. Cuối cùng, dữ liệu nối tiếp có thể được truyền bằng cáp đồng trục sau khi được điều khiển. Trong giải pháp này, việc chèn từ đồng bộ K28.5 thông qua phương pháp của các từ đồng bộ K28.5 trước và sau một byte đơn của dòng mã truyền. So với hai phương án còn lại, phương án này tương đối đơn giản để đánh giá và xử lý.
3.2 Giải mã ASI
Tại đầu nhận của ASI, dòng mã ASI đầu vào được cân bằng và sau đó đầu vào cho chip cyb933. Đầu tiên nó khóa đồng hồ dòng mã ASI bằng vòng lặp khóa pha đồng hồ bên trong và phát hiện từ đồng bộ hóa K28.5; sau khi tìm thấy nó, trình tự luồng bit ASI được xác định, và sau đó chuyển đổi nối tiếp / song song được thực hiện.
Có thể thấy rằng K28.5 được phát hiện, tức là căn chỉnh byte là điều kiện tiên quyết quan trọng để giải mã ASI, vì vậy cyb933 định nghĩa một tập các phương pháp để phát hiện đồng bộ byte. Xem xét rằng lỗi truyền và các lý do khác có thể gây ra sai K28.5, cyb933 áp dụng phương pháp xác nhận byte kép. Có nghĩa là, hai byte liên tiếp đều là K28.5 và đồng bộ hóa byte được xác nhận, và sau đó trạng thái giải mã byte đơn bình thường được nhập. Ở trạng thái giải mã, nếu CPLD đếm sai 16 byte trong số 64 byte được giải mã thì CPLD phải gửi thông tin đến cyb933, yêu cầu cyb933 đồng bộ lại các byte.
Sau khi đồng bộ hóa byte, vì K28.5 là byte đồng bộ được chèn bởi cyb923 và không thể xuất ra dưới dạng dữ liệu hợp lệ, cyb933 tự động bỏ qua các byte đồng bộ này. Khi cyb933 phát hiện dữ liệu hợp lệ, cyb933 sẽ xuất ra một chỉ báo rằng dữ liệu hiện tại là hợp lệ. Nếu tín hiệu này được coi là hợp lệ để ghi vào FIFO, thì dữ liệu trong FIFO phải là dữ liệu hợp lệ. Khi FIFO đầy một nửa, sau khi CPLD nhận được một nửa tín hiệu đầy đủ của FIFO, CPLD đọc dữ liệu trong FIFO và xác định byte đồng bộ của gói TS theo byte đọc có phải là 047H hay không; nếu từ đồng bộ của gói TS được tìm thấy, nó sẽ Khôi phục tín hiệu đồng bộ khung tương ứng. Tại thời điểm này, số lượng CPLD 188 khôi phục lại gói TS hoàn chỉnh. Nếu byte tiếp theo không phải là 047H, có nghĩa là dữ liệu đầu vào không chính xác. CPLD sẽ loại bỏ những dữ liệu này cho đến khi nó tìm thấy từ đồng bộ hóa 047H. Trong khoảng thời gian này, CPLD xuất ra gói trống TS. Sau khi đồng bộ hóa lại gói, CPLD bắt đầu đếm và xuất các gói MPEG-188 TS 2 byte chính xác, do đó khôi phục tín hiệu 11 bit chính xác của SPI. Tương tự, khi dữ liệu FIFO không thể đọc được, CPLD cũng xuất ra các gói TS trống để duy trì tốc độ mã MPEG-2 đầu ra không đổi.
Trong thiết kế chuyển đổi SPI sang ASI, mã hóa ASI được thực hiện trực tiếp trên dữ liệu SPI mà không cần quan tâm đến vấn đề lỗi bit. Sự cân nhắc chính là dữ liệu SPI được xuất trực tiếp từ MB390 mà không cần truyền đường dài, do đó làm giảm độ phức tạp của điều khiển logic mã hóa ASI. Trong quá trình giải mã ASI, dữ liệu ASI được truyền trên một khoảng cách xa, và yếu tố lỗi phải được xem xét. Do đó, thiết kế đồng bộ lại các byte và gói được thêm vào để tăng khả năng chống nhiễu. Đề án này đã nhận ra sự chuyển đổi lẫn nhau của SPI / ASI rất tốt trong ứng dụng thực tế.
sản phẩm khác của chúng tôi:
