基于DSP／BIOS的數(shù)字電視傳輸流網(wǎng)絡采集系統(tǒng)設計

TCP/IP是因特網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)所必需的協(xié)議, 這種網(wǎng)絡通信模式在PC之間的實現(xiàn)已經(jīng)完善, 但是體積、價格等因素限制了其應用的范圍。因此, 基于TCP/IP 協(xié)議與以太網(wǎng)的嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡通信設計成為目前一個熱門的話題。本系統(tǒng)實現(xiàn)了在以TI公司的TMS320DM643為核心的嵌入式系統(tǒng)中，對數(shù)字電視傳輸流(TS)信號進行采集并在以太網(wǎng)中傳輸。利用本系統(tǒng)可輕松地實現(xiàn)在局域網(wǎng)中對數(shù)字電視傳輸流信號的傳輸、調(diào)度。數(shù)字電視傳輸流信號源是針對歐洲數(shù)字有線廣播系統(tǒng)標準(DVB-C)的數(shù)字有線電視信號。網(wǎng)絡接入硬件在以TMS320DM643為核心的嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)，網(wǎng)絡接入軟件采用了TI公司針對C6000系列DSP推出的TCP/IP NDK(Network Developer’s Kit)網(wǎng)絡開發(fā)包來實現(xiàn)。

系統(tǒng)電路設計

電路主要由5部分組成。數(shù)字電視傳輸流網(wǎng)絡采集系統(tǒng)框圖如圖1所示。



圖1 數(shù)字電視傳輸流網(wǎng)絡采集系統(tǒng)框圖

其主要功能是通過傳輸流接口模塊采集數(shù)字電視信號進入PLD(Cyclone EP1C6Q240C8)芯片，進行必要的處理后，將信號發(fā)送到DSP(TMS320DM643)芯片存儲起來，并進行算法處理。通過TMS320DM643對BCM5221進行必要的配置，將存儲在TMS320DM643內(nèi)的數(shù)據(jù)通過BCM5221傳送到局域網(wǎng)中,并通過計算機接收數(shù)據(jù)。

傳輸流接口模塊

傳輸流接口模塊由CY7B933輸入接口芯片及其電器接口電路組成。CY7B933輸入接口電路是點對點的傳輸模塊，可以通過光纖、同軸電纜和雙絞線進行高速的串行數(shù)據(jù)傳輸。輸入接口符合DVB-ASI的接口標準。輸入接口接收到串行位流后，通過內(nèi)部PLL時鐘同步恢復數(shù)據(jù)的時鐘信息，并對位流進行串并轉(zhuǎn)換、解碼和傳輸檢錯等操作。這種輸入接口能靈活地把高速點對點串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成并行數(shù)據(jù)，而且應用領域廣泛，包括各種服務器、存儲器和視頻傳輸?shù)膽谩?br />
PLD控制模塊

在項目中，此部分硬件選用的是Altera公司的EP1C6Q240C8芯片。

此模塊的主要功能是實現(xiàn)與CY7B933接收芯片的接口，把數(shù)據(jù)從CY7B933接收進來，并緩存數(shù)據(jù)。這部分功能均由VHDL語言編寫的功能模塊實現(xiàn)。主要有兩個功能模塊：RECEIVE與FIFO。RECEIVE模塊主要負責從CY7B933接收數(shù)據(jù)字段；FIFO模塊主要負責緩存數(shù)據(jù)。

RECEIVE模塊

RECEIVE模塊的功能是實現(xiàn)與CY7B933接收芯片的接口，把數(shù)據(jù)從CY7B933接收進來。其工作方式是以一個傳輸流包為邊界接收數(shù)據(jù)的。

首先，RECEIVE模塊會檢測傳輸流包的邊界，通過查找包頭字節(jié)(固定為0x47)間的字節(jié)數(shù)來確定。因為包中數(shù)據(jù)也可能含有0x47，所以要犧牲3個包的數(shù)據(jù)來檢查3次。當發(fā)現(xiàn)0x47這個字節(jié)的時候，就會觸發(fā)一個內(nèi)部的計數(shù)器開始計數(shù)。當計數(shù)到188后，如果下一個字節(jié)又是0x47，說明傳輸流包屬于188個字節(jié)的包，那么計數(shù)器被清零；如果下一個字節(jié)又是0x47，說明傳輸流包屬于188個字節(jié)的包，那么計數(shù)器被清零，否則計數(shù)器清零并重新開始檢測邊界。

當檢測到邊界以后，RECEIVE模塊開始接收數(shù)據(jù)包。計數(shù)器會從零開始計數(shù)，在接收數(shù)據(jù)的過程中使能wrreq輸出有效信號,同時把數(shù)據(jù)輸出到下一級。當計數(shù)到188時，表示一個數(shù)據(jù)包接收完成。當一個包的數(shù)據(jù)接收完之后，計數(shù)器清零，并置ts188，保持高電平一個時鐘周期。下一個周期檢測數(shù)據(jù)是否為0x47，如果是，說明是下一個數(shù)據(jù)包的邊界；否則，說明出現(xiàn)了錯誤，并重新回到上一段所說的檢測數(shù)據(jù)包邊界的狀態(tài)。

此外，PLD模塊內(nèi)會有一個專用計數(shù)器記錄空包數(shù)，當接收到數(shù)據(jù)包后，會首先檢測此數(shù)據(jù)包是否為空包，如果是空包，PLD模塊會把這個空包刪除，并在計數(shù)器中加1。如果接收的不是空包，就會把計數(shù)器的值加到這個數(shù)據(jù)包的私有字段中，并緩存到FIFO。然后計數(shù)器自動清零。這樣處理數(shù)據(jù)包的目的是為了減少網(wǎng)絡傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量，從而可以傳輸更多的傳輸流數(shù)據(jù)。把計數(shù)器的值加入私有字段是為了在計算機接收到數(shù)據(jù)后，可以把原來的空包恢復出來，從而保證原傳輸流數(shù)據(jù)的完整性。