U trenutnom prijenosnom sučelju DVB-C emitiranog televizijskog sustava postoje dva standarda sučelja za prijenos video zapisa MPEG-2: standard asinhronog serijskog sučelja ASI i sinkrono paralelno sučelje SPI. SPI ima ukupno 11 korisnih signala, a svaki signal se diferencira u dva signala radi poboljšanja prijenosa protiv smetnji. Prenosi ga DB25 na fizičkoj vezi pa je veza mnogo i komplicirana, udaljenost prijenosa kratka i sklona je kvaru. Međutim, SPI je paralelni 11-bitni signal s jednostavnom obradom i snažnom skalabilnošću. Stoga su izlaz općeg MPEG-2 video kodera i ulaz video dekodera standardni standardni paralelni 11-bitni signali. ASI koristi serijski prijenos, za koji je potreban samo koaksijalni kabel za prijenos, koji se jednostavno povezuje i ima veliku udaljenost prijenosa. U skladu s prednostima i nedostacima SPI i ASI, potrebno je pretvoriti između SPI i ASI prijenosnog signala.
1 Struktura SPI signala
Paralelni prijenosni sustav SPI uključuje signal sata, 8-bitni podatkovni signal, signal za sinkronizaciju okvira PSYNC i signal valjanog podataka DVALID. Signal sinkronizacije okvira odgovara sinkronizacijskom bajtu 047H TS paketa. DVALID signal koristi se za razlikovanje duljine TS paketa od 188 bajtova ili 204 bajta. Kada je duljina TS paketa 188 bajtova, DVALID signal je uvijek visok, a svi signali su sinkronizirani sa signalom takta. Format podataka SPI prikazan je na slici.
2 ASI sučelje
ASI transportni tok može imati različite brzine prijenosa podataka, ali je brzina prijenosa konstantna, 270 Mbps, pa ASI može slati i primati MPEG-2 podatke različitim brzinama. ASI prijenosni sustav je slojevita struktura. Najviši sloj i drugi sloj koriste standard MPEG-2 ISO/IEC 13818- (sustavi), a 0. i 1. sloj su FC vlaknasti kanali temeljeni na ISO/IEO CD 14165-1. FC podržava razne fizičke prijenosne medije, ovo rješenje koristi prijenos koaksijalnim kabelom.
Prvo, pretvorite 8-bitnu kodnu riječ transportnog paketa MPEG-2 koja je sinkronizirana s paketom u 10-bitnu kodnu riječ; zatim, paralelnom/serijskom konverzijom, kada je potrebno unijeti novu riječ, a izvor podataka još nije spreman, treba umetnuti sinhronizacijsku riječ K28.5 kako bi se postigla fiksna brzina prijenosa ASI -a od 270 Mbps. Rezultirajući niz serijskih bitova bit će poslan na koaksijalni kabel putem konektora međuspremnika/pogona i spojne mreže. Postoje tri načina za umetanje kodne riječi za sinkronizaciju: jedan bajt prijenosa koda prijenosa ne može biti riječ za sinkronizaciju prije i poslije; jedan bajt prijenosa koda prijenosa mora biti riječ za sinkronizaciju prije i poslije; ili njihovu kombinaciju.
Primljeni podaci koji pristižu na koaksijalni kabel prvo se moraju spojiti na krug za oporavak takta i podataka putem konektora i spojne mreže, a zatim izvršiti serijsko/paralelno pretvaranje; kako bi se obnovila sinkronizacija bajtova, ASI dekoder mora prvo tražiti K28.5 sinkronizacijsku riječ, nakon što se traži sinhronizacijska riječ, granica se razgraničava za naknadno primljene podatke, čime se uspostavlja ispravan raspored bajtova izlaznih bajtova dekodera; na kraju, 10/8-bitna pretvorba se izvodi za vraćanje paketno sinkroniziranih podataka MPEG-2 TS kodnog toka. No, riječ sinkronizacije K28.5 nije valjani podatak, pa se mora izbrisati tijekom dekodiranja.
3 Shema implementacije ASI sučelja
U ovoj shemi, MPEG-2 TS kodni tok pruža jednočipni MPEG-2 koder MB86390, koji emitira paralelni 11-bitni signal u skladu sa SPI standardom, a duljina TS paketa je 188 bajtova. U shemi pretvorbe SPI/ASI uglavnom se koriste čip tvrtke cypress cyb923/cyb933, asinhroni FIFO i logički programer CPLD.
cyb923 uglavnom ostvaruje 8/10bitnu konverziju kodne riječi, ubacuje sinkronizacijsku riječ K28.5 i paralelnu/serijsku pretvorbu. Brzina prijenosa ASI-a konstantna je na 270MHz, a ulazna MPEG-2 TS kodna brzina je različita, pa je za korištenje FIFO-a za postizanje usklađivanja brzine potrebno logički kontrolirati komunikaciju između ulaznih SPI podataka, FIFO-a i cyb923. S obzirom na sveobuhvatne performanse, cijenu i složenost programa, ovo rješenje koristi xilinxov CPLD logički programer XC95108; VHDL programiranje koristi se za realizaciju njihove logičke kontrole. Dekodiranje ASI-a također je sličan proces, cyb933 uglavnom ostvaruje 10/8Bit konverziju, uklanja sinhronizacijsku riječ K28.5 i serijsko-paralelnu konverziju.
3.1 ASI kodiranje
U procesu kodiranja ASI-a, samo osmobitni podaci MPEG-2 TS i jednobitni TS prijenosni sat ulaze u CPLD. Budući da je u ovoj shemi TS format 188 bajta, DVALID valjanog signala podataka uvijek visok, a CPLD zanemaruje ovaj signal i prima samo podatke o toku TS koda bez brige o zaglavlju sinkronizacije toka koda TS. Zanemaruje se i signal sinkronizacije okvira PSYNC. CPLD upisuje primljene podatke u FIFO pomoću sata takta TS koda. Kad je FIFO napola pun, CPLD prima napola pun signal FIFO-a, a zatim CPLD šalje signal čitanja FIFO-a cyb923. Cyb923 čita podatke u FIFO -u pri 27Mbps; kada CPLD broji do cyb923 čita određenu količinu FIFO podataka, CPLD šalje FIFO nečitljiv signal cyb923 kako bi spriječio da FIFO bude prazan. Maksimalna paralelna brzina kodne brzine prijenosa MPEG-2 je 27/8 = 3.375Mbps, a očitana FIFO brzina 27Mbps, pa se FIFO neće prelijevati. Uzimajući u obzir kašnjenje, ovaj program koristi FIFO7202 manjeg kapaciteta. cyb923 ispunjava ASI kodni tok sa K28.5 kada FIFO nije čitljiv za održavanje fiksne brzine prijenosa od 270Mbps. Konačno, serijski se podaci mogu prenijeti koaksijalnim kabelom nakon vožnje. U ovom rješenju, umetanje sinkronizacijske riječi K28.5 prihvaća metodu sinkronizacijskih riječi K28.5 prije i poslije jednog bajta prijenosa koda prijenosa. U usporedbi s druge dvije sheme, ovu je shemu relativno jednostavno suditi i rješavati je.
3.2 ASI dekodiranje
Na prijemnom kraju ASI -a, ulazni tok ASI koda se izjednačava, a zatim ulazi u čip cyb933. Prvo zaključava sat protoka ASI koda unutar petlje s faznim zaključavanjem unutarnjeg sata i otkriva riječ sinkronizacije K28.5; nakon što je pronađena, određuje se niz ASI protoka bitova, a zatim se vrši serijska/paralelna konverzija.
Može se vidjeti da je otkriven K28.5, odnosno poravnanje bajtova važan je preduvjet za ASI dekodiranje, pa cyb933 definira skup metoda za otkrivanje sinkronizacije bajtova. S obzirom na to da greške u prijenosu i drugi razlozi mogu uzrokovati lažni K28.5, cyb933 prihvaća dvobajtnu metodu potvrde. To jest, dva uzastopna bajta su oba K28.5, a sinkronizacija bajtova je potvrđena, a zatim se unosi normalno stanje jednobajtnog dekodiranja. U stanju dekodiranja, ako CPLD broji 16 bajtova od 64 dekodirana bajta kao pogrešna, CPLD mora poslati informacije cyb933, zahtijevajući od cyb933 da ponovno sinkronizira bajtove.
Nakon sinkronizacije bajtova, jer je K28.5 bajt za sinkronizaciju koji je umetnuo cyb923 i ne može se prikazati kao valjani podaci, cyb933 automatski zanemaruje te bajtove za sinkronizaciju. Kad cyb933 otkrije valjane podatke, cyb933 će poslati indikaciju da su trenutni podaci valjani. Ako se ovaj signal smatra valjanim za pisanje u FIFO, podaci u FIFO -u moraju biti valjani podaci. Kad je FIFO napola pun, nakon što CPLD primi napola pun signal FIFO -a, CPLD čita podatke u FIFO -u i određuje bajt za sinkronizaciju TS paketa prema tome je li očitani bajt 047H; ako se pronađe sinkronizacijska riječ TS paketa, vratit će odgovarajući signal sinkronizacije okvira. U ovom trenutku, broj CPLD 188 obnavlja kompletan TS paket. Ako sljedeći bajt nije 047H, to znači da su ulazni podaci netočni. CPLD će odbaciti te podatke sve dok ne pronađe sinhronizacijsku riječ 047H. Tijekom tog razdoblja CPLD šalje TS prazan paket. Nakon sinkronizacije ponovnog pakiranja, CPLD počinje brojati i izlaziti ispravne 188-bajtne MPEG-2 TS pakete, čime se oporavlja ispravan 11-bitni signal SPI. Slično, kada FIFO podaci nisu čitljivi, CPLD također emitira prazne TS pakete radi održavanja konstantne izlazne brzine koda MPEG-2.
U dizajnu pretvorbe SPI u ASI, ASI kodiranje se izravno izvodi na SPI podacima bez razmatranja problema grešaka u bitovima. Glavno je pitanje da se SPI podaci izravno izlaze iz MB390 bez prijenosa na velike udaljenosti, čime se smanjuje složenost logičke kontrole kodiranja ASI. U procesu dekodiranja ASI -a, podaci ASI -a prenose se na velike udaljenosti, pa se mora uzeti u obzir faktor pogreške. Stoga se dodaje dizajn resinkronizacije bajtova i paketa kako bi se povećala sposobnost zaštite od smetnji. Ova je shema vrlo dobro ostvarila međusobnu konverziju SPI/ASI u praktičnoj primjeni.
Naš drugi proizvod:
