一種控制ts流接口輸出碼率的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及采用MPEG2標(biāo)準(zhǔn)的TS流(Transport Stream)穩(wěn)定傳輸?shù)目刂萍夹g(shù)，尤其涉及數(shù)字電視條件接收(CA)系統(tǒng)中CAM輸出TS流至STB (Set Top Box/機(jī)頂盒)的輸出碼率控制，以及CAM (Condit1n Access Module/條件接收模塊/CAM卡)實(shí)現(xiàn)PVR(Personal Video Recorder)和Timeshift (時(shí)移播放)新型應(yīng)用中的TS流輸出碼率控制。
【背景技術(shù)】
[0002]在數(shù)字電視系統(tǒng)中，音視頻的同步機(jī)制要求編碼器和解碼器的時(shí)鐘嚴(yán)格同步，解碼器系統(tǒng)所需的時(shí)間信息編碼于PCR(Program Clock Reference)和SCR (System ClockReference)并通過TS流傳輸。
[0003]避免解碼器緩沖區(qū)上溢是解碼器正常解碼的關(guān)鍵，因?yàn)樯弦鐣?huì)引起TS數(shù)據(jù)丟失，造成解碼器無法完整地接收到音視頻TS包、包含PCR和SCR時(shí)間信息的TS包，導(dǎo)致解碼器不能完整解碼，出現(xiàn)圖像抖動(dòng)或花屏現(xiàn)象，影響數(shù)字電視終端的正常顯示。
[0004]在數(shù)字電視條件接收機(jī)卡分離的系統(tǒng)中，STB解碼器的TS包接收緩沖區(qū)的“非滿”狀態(tài)沒有物理接口輸出到CAM，CAM不能以“非滿”的條件來控制TS包輸出至STB。CAM必須控制TS包經(jīng)過CAM的延遲恒定，才能避免STB解碼器的接收緩沖區(qū)上溢的風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)實(shí)現(xiàn)方式下，CAM用輸入TS流時(shí)鐘作為輸出TS流時(shí)鐘的方式驅(qū)動(dòng)TS包輸出，在TS流傳輸碼率恒定情況下，較好地降低傳輸抖動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。在TS流傳輸碼率非恒定速率情況下，常規(guī)實(shí)現(xiàn)方式存在傳輸抖動(dòng)的可能性，即在碼率突發(fā)性變快的時(shí)期，如果CAM處理不當(dāng)，STB存在接收上溢的風(fēng)險(xiǎn)。
[0006]常規(guī)實(shí)現(xiàn)方式下，CAM用輸入TS流時(shí)鐘作為輸出TS流時(shí)鐘的方式驅(qū)動(dòng)TS包輸出，由于CAM處理TS包的滯后性，STB在沒有TS流傳輸任務(wù)時(shí)存在暫停TS流輸入時(shí)鐘的可能性，存在TS包殘留在CAM中無法輸出、部分TS包傳輸抖動(dòng)的問題。
[0007]在CAM實(shí)現(xiàn)PVR和時(shí)移播放的新型應(yīng)用中，實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于:如何產(chǎn)生適當(dāng)?shù)腡S流輸出時(shí)鐘來驅(qū)動(dòng)TS包輸出至STB ;如何保證TS流傳輸過程的延遲固定，避免傳輸抖動(dòng)和接收上溢風(fēng)險(xiǎn)。
[0008]因此，如何開發(fā)設(shè)計(jì)一種控制TS流接口輸出碼率的裝置，已成為目前需要解決的技術(shù)難題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，提出一種控制TS流接口輸出碼率的裝置，所述裝置設(shè)置在TS流輸入、輸出接口之間，包括:
TS流接收模塊，用于接收TS流輸出接口輸出的TS包，記錄每個(gè)TS包完全緩沖至所述裝置內(nèi)的時(shí)間信息；
輸入TS流碼率監(jiān)視模塊，監(jiān)視TS流輸出接口輸出的TS流碼率時(shí)鐘，提取TS流碼率時(shí)鐘相對(duì)于所述裝置的系統(tǒng)時(shí)鐘的平均分頻系數(shù)； 輸出TS流時(shí)鐘產(chǎn)生模塊，包括可預(yù)設(shè)的最高輸出TS流碼率的分頻系數(shù)下限值和最低輸出TS碼率的分頻系數(shù)上限值，用于界定內(nèi)部產(chǎn)生的TS流輸出時(shí)鐘(MOCLK)的碼率范圍；所述輸出TS流時(shí)鐘產(chǎn)生模塊根據(jù)預(yù)設(shè)的最高輸出TS流碼率的分頻系數(shù)下限值或者輸入TS流碼率監(jiān)視模塊提取的平均分頻系數(shù)產(chǎn)生TS流輸出時(shí)鐘；
TS流輸出控制模塊，包括可預(yù)設(shè)的固定延遲時(shí)間，所述TS流輸出控制模塊控制每個(gè)TS包在所述裝置內(nèi)以預(yù)設(shè)的固定延遲時(shí)間進(jìn)行緩沖后，將TS包的188字節(jié)內(nèi)容以所述TS流輸出時(shí)鐘的碼率輸出至TS流輸入接口。
[0010]本裝置進(jìn)一步還可以設(shè)置一個(gè)輸入TS流碼率記錄模塊，用于記錄輸入TS流碼率監(jiān)視模塊提取的TS流碼率的平均分頻系數(shù)，當(dāng)當(dāng)前的平均分頻系數(shù)小于已記錄存儲(chǔ)的平均分頻系數(shù)時(shí)，將當(dāng)前的平均分頻系數(shù)替換掉已存儲(chǔ)的平均分頻系數(shù)。
[0011]當(dāng)輸入TS流碼率記錄模塊記錄的平均分頻系數(shù)在所述下限值和上限值的范圍內(nèi)，所述輸出TS流時(shí)鐘產(chǎn)生模塊以平均分頻系數(shù)對(duì)所述系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行分頻，產(chǎn)生TS流輸出時(shí)鐘；
當(dāng)輸入TS流碼率記錄模塊記錄的平均分頻系數(shù)在所述下限值和上限值的范圍外，所述輸出TS流時(shí)鐘產(chǎn)生模塊以預(yù)設(shè)的下限值對(duì)所述系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行分頻，產(chǎn)生TS流輸出時(shí)鐘。
[0012]本裝置的TS流接收模塊進(jìn)一步包括用于校準(zhǔn)所述時(shí)間信息的參考時(shí)間計(jì)數(shù)器單元，該參考時(shí)間計(jì)數(shù)器單元采用多bit循環(huán)計(jì)數(shù)器，所述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)時(shí)鐘為所述系統(tǒng)時(shí)鐘，計(jì)數(shù)精度達(dá)納秒級(jí)。還包括TS包包尾監(jiān)視單元，用于監(jiān)視TS包從起始位置開始后的包尾對(duì)應(yīng)的TS流輸入接口輸入的TS流碼率時(shí)鐘的上升沿，并且在包尾時(shí)刻加載參考時(shí)間計(jì)數(shù)器單元輸出的實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)值，獲取當(dāng)前輸入TS包的完全緩沖至所述裝置的時(shí)間信息。TS流接收模塊包括TS包數(shù)據(jù)記錄單元，在包尾時(shí)刻緩沖存儲(chǔ)TS包的字節(jié)內(nèi)容。
[0013]TS流輸出控制模塊還包括TS流輸出時(shí)刻比較單元，根據(jù)預(yù)設(shè)的固定延遲時(shí)間，計(jì)算每個(gè)緩沖后的TS包的輸出起始時(shí)間，并向所述TS流輸出控制模塊發(fā)送TS包輸出啟動(dòng)信號(hào)。
[0014]本裝置采用的系統(tǒng)時(shí)鐘的頻率達(dá)百兆每秒級(jí)，用作TS包緩沖時(shí)刻信息的計(jì)時(shí)時(shí)鐘、監(jiān)視輸入TS流碼率信號(hào)(MICLK)的采樣時(shí)鐘、內(nèi)部產(chǎn)生的TS流輸出時(shí)鐘(M0CLK)的分頻基準(zhǔn)時(shí)鐘。
[0015]本裝置所安裝的TS流輸入、輸出接口可以為機(jī)頂盒、AHB總線接口、USB接口、Internet接口相對(duì)于CAM傳輸TS流的輸入、輸出接口。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
1.本發(fā)明充分考慮到了數(shù)字電視條件接收系統(tǒng)中，CAM和STB接口兼容性問題。因?yàn)镾TB在傳輸TS包過程中，由于某種原因STB暫時(shí)不需要往CAM傳輸TS包，同時(shí)將TS流輸入時(shí)鐘停止。CAM采用TS流輸入時(shí)鐘作為TS流輸出時(shí)鐘的實(shí)現(xiàn)方式時(shí)，在STB停時(shí)鐘到恢復(fù)時(shí)鐘的過程中存在TS包傳輸抖動(dòng)問題。本發(fā)明采用內(nèi)部生成TS流輸出時(shí)鐘的方式，使得TS包輸出完全依靠內(nèi)部產(chǎn)生的時(shí)鐘進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，不依賴外部STB的TS流輸入時(shí)鐘，從而避免在STB停止輸入流時(shí)鐘情況下部分TS包傳輸抖動(dòng)問題。
[0017]2.本發(fā)明考慮到針對(duì)STB和CAM之間TS流傳輸中，如果輸入TS包采用不同加擾類型，CAM對(duì)不同加擾屬性TS包的解擾耗時(shí)不同，經(jīng)過CAM處理后不同屬性的TS包從輸入到輸出之間的延遲不固定，存在傳輸抖動(dòng)問題。本發(fā)明支持每個(gè)輸入TS包可配置的固定延遲輸出的功能，保證每個(gè)輸入TS包在相同的滯留時(shí)間后傳輸?shù)絊TB的TS流輸入接口，保證每個(gè)TS包經(jīng)過CAM的傳輸延遲固定。該實(shí)現(xiàn)方式不要求STB解碼器開設(shè)大容量的緩沖區(qū)，CAM采用“推的方式”將處理后的TS包輸出至STB，較好地避免STB接收緩沖區(qū)出現(xiàn)上溢或下溢的風(fēng)險(xiǎn)。
[0018]3.本發(fā)明考慮到CAM在實(shí)現(xiàn)PVR或Timeshift (時(shí)移播放)功能時(shí)，每個(gè)TS包輸出的起始時(shí)刻的確定、TS流輸出時(shí)鐘如何產(chǎn)生的問題。本發(fā)明定義了一種新的TS包的數(shù)據(jù)格式(包含“188字節(jié)內(nèi)容”和“對(duì)應(yīng)TS包完全緩沖時(shí)刻的時(shí)間信息”)。在實(shí)現(xiàn)播放階段，根據(jù)相鄰TS包的完全緩沖時(shí)刻的時(shí)間信息的差值提取出一個(gè)相對(duì)于系統(tǒng)時(shí)鐘的平均分頻系數(shù)，用系統(tǒng)時(shí)鐘按照提取的分頻系數(shù)進(jìn)行分頻后得到控制TS流輸出的時(shí)鐘；采用每個(gè)TS包的完全緩沖時(shí)刻的時(shí)間信息相對(duì)地確定其輸出的起始時(shí)刻?；谏鲜鯰S包數(shù)據(jù)格式，CAM支持處理的TS流來源:除了支持典型的STB外，還擴(kuò)展支持AHB總線接口、USB接口、Internet接口等來源的TS輸入數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，詳細(xì)說明本發(fā)明作為CAM的一個(gè)模塊，設(shè)置在STB10 (機(jī)頂盒)相對(duì)于CMA傳輸TS流的輸入接口與輸出接口之間的工作原理及過程。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明的控制TS流接口輸出碼率的裝置20，監(jiān)視STB10輸出接口輸出的TS流碼率時(shí)鐘(MICLK)，提取TS流碼率時(shí)鐘(MICLK)相對(duì)于系統(tǒng)時(shí)鐘(CLK_sys)的MICLK分頻系數(shù)的最小值，采用MICLK平均分頻系數(shù)的最小值對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘(CLK_sys)進(jìn)行分頻后產(chǎn)生內(nèi)部TS流輸出時(shí)鐘(M0CLK)，控制緩沖的TS包在可預(yù)先設(shè)置的固定延遲時(shí)間后輸出至STB的輸入接口，使TS流回到STB。
[0022]本裝置20中的系統(tǒng)時(shí)鐘(CLK_sys)是一個(gè)高頻時(shí)鐘，其頻率為100M/S(百兆每秒)級(jí)別，作為記錄TS包緩沖時(shí)間信息的計(jì)時(shí)時(shí)鐘、監(jiān)視輸入TS流碼率信號(hào)(MICLK)的采樣時(shí)鐘、內(nèi)部產(chǎn)生的TS流接口輸出時(shí)鐘(M0CLK)的分頻基準(zhǔn)時(shí)鐘。
[0023]本裝置包括5個(gè)模塊，分別為TS流接收模塊201，輸入TS流碼率監(jiān)視模塊202，TS流輸出控制模塊203，輸入TS流碼率記錄模塊204和輸出TS流時(shí)鐘產(chǎn)生模塊205。
[0024]TS流接收模塊201用來接收STB的輸出接口輸出的TS流，將TS流的每個(gè)TS包緩沖至本裝置內(nèi)，并將每個(gè)TS包定義為新的TS包的數(shù)據(jù)格式后，由TS流輸出控制模塊203輸出。
[0025]TS流接收模塊201具體又包含了三個(gè)子模塊，分別為參考時(shí)間計(jì)數(shù)器單元2011，TS包包尾監(jiān)視單元2012，TS包數(shù)據(jù)記錄單元2013。
[0026]參考時(shí)間計(jì)數(shù)器單元2011是一個(gè)多bit的循環(huán)計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器的實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)值(Counter_reference )線性表示時(shí)間信息。該計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)時(shí)鐘為本裝置的系統(tǒng)時(shí)鐘(CLK_sys)，計(jì)數(shù)精度達(dá)到ns (納秒)級(jí)別，提供$父尚精度的基準(zhǔn)參考時(shí)間。
[0027]TS包包尾監(jiān)視單元2012監(jiān)視TS包包尾(第188字節(jié))對(duì)應(yīng)的STB輸入TS流碼率時(shí)鐘(MICLK)信號(hào)的上升沿。在TS包的字節(jié)內(nèi)容有效(MIVAL=1)情況下，TS包包尾監(jiān)視單元2012采用系統(tǒng)時(shí)鐘(CLK_sys)同步TS流碼率時(shí)鐘MICLK得到內(nèi)部信號(hào)MICLK_ff，即對(duì)“MICLK”信號(hào)采用系統(tǒng)時(shí)鐘(CLK_sys)做典型的數(shù)字電路跨時(shí)鐘域處理，提取每個(gè)內(nèi)部信號(hào)MICLK_ff的上升沿脈沖(MICLK_ff_rise_edge_x)。TS包包尾監(jiān)視單元2012監(jiān)視每個(gè)TS包從起始位置(MISTART=1)開始后的第188個(gè)MICLK_ff信號(hào)的上升沿脈沖(MICLK_ff_rise_edge_188)0 TS 包包尾監(jiān)視單元 2012 在 TS 包尾時(shí)刻(MICLK_ff_rise_edge_188=l)加載參考時(shí)間計(jì)數(shù)器單元2011輸出的實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)值，獲取當(dāng)前輸入TS包的完全緩沖至本裝置的時(shí)間信息。
[0028]TS包數(shù)據(jù)記錄單元2013記錄進(jìn)入本裝置TS包188字節(jié)內(nèi)容。與TS包包尾監(jiān)視單元2012的實(shí)現(xiàn)原理類似，TS包數(shù)據(jù)記錄單