MPEG-2復(fù)用器PSI信息分析部分的FPGA實(shí)現(xiàn)

3 信息提取的硬件實(shí)現(xiàn)
信息提取框圖如圖3所示。

一路TS流首先經(jīng)過(guò)芯片CY78933進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換再進(jìn)入同步模塊進(jìn)行同步鎖定后，其他各模塊才開(kāi)始工作。由圖3可看出，以上各檢測(cè)模塊是并行獨(dú)立工作的，但是PMT檢測(cè)模塊、ELE檢測(cè)模塊、NIT檢測(cè)模塊和EMM檢測(cè)模塊要想進(jìn)行有效工作，需要先接受其他模塊提供的信息，具體為PMT和N1T檢測(cè)模塊要接受PAT檢測(cè)模塊提供的PID信息，ELE檢測(cè)模塊要接受PMT檢測(cè)模塊提供的PID信息，EMM檢測(cè)模塊要接受CAT檢測(cè)模塊提供的PID信息。
3．1 信息提取同步模塊
根據(jù)MPEG一2標(biāo)準(zhǔn)可知，一個(gè)有效的TS包長(zhǎng)為188 B，且其同步頭為8′h47，只有在有效地識(shí)別了包頭，才能嚴(yán)格地按照MPEG一2標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)據(jù)包的每一位進(jìn)行分析。在同步模塊檢測(cè)中，當(dāng)找到8′h47時(shí)，必須連續(xù)3～5次(可通過(guò)參數(shù)設(shè)置)隔188 B都找到8′h47，才能認(rèn)為實(shí)現(xiàn)了同步。另外考慮到TS包可附加16 B的前向糾錯(cuò)碼，故該模塊做成188／204 B自適應(yīng)，這樣可以提高通用性。
3．2 檢測(cè)模塊
由于PAT，CAT，PMT，NIT等檢測(cè)模塊在硬件設(shè)計(jì)上都很類似，故本文重點(diǎn)探討PAT檢測(cè)模塊的硬件設(shè)計(jì)，其他檢測(cè)模塊的設(shè)計(jì)將不再贅述。
PAT檢測(cè)模塊按照PAT提取流程進(jìn)行工作，若發(fā)現(xiàn)PAT分段并且CRC校驗(yàn)正確后，提取里面的PMT―PID和NIT-PID并分別送到PMT檢測(cè)模塊和NIT檢測(cè)模塊。對(duì)PAT表全部分段都分析完后啟動(dòng)PMT、檢測(cè)模塊和NIT檢測(cè)模塊對(duì)TS流進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，若PAT表有更新，則將新的信息再送給此兩模塊，以確保實(shí)時(shí)跟蹤TS流的最新變化。
在硬件實(shí)現(xiàn)上，從實(shí)用的角度出發(fā)，考慮到實(shí)際碼流中可能出現(xiàn)的各種情況，將其歸為三類處理：
(1)一個(gè)分段只由一個(gè)TS包來(lái)承載。
(2)一個(gè)分段由多個(gè)TS包來(lái)承載。
對(duì)于此類情況(即該分段的長(zhǎng)度使得一個(gè)TS包無(wú)法完全承載此分段)，要考慮的是第一個(gè)TS包在該分段的什么位置結(jié)束。又可以分為三種情況：
①第一個(gè)TS包結(jié)束在該分段的table_id字段到last_sectiOn_number字段這一區(qū)間。這也就是第一個(gè)TS包大部分為調(diào)整字段占據(jù)時(shí)的情況；
②第一個(gè)TS包結(jié)束在循環(huán)字段中的某個(gè)字節(jié)的情況；
③第一個(gè)TS包結(jié)束在四個(gè)CRC校驗(yàn)字節(jié)中的某個(gè)字節(jié)處，考慮到有三個(gè)以上TS包時(shí)更確切地說(shuō)應(yīng)該是最后一個(gè)TS包只承載了CRC校驗(yàn)字節(jié)的某幾個(gè)。
(3)一個(gè)TS包承載多個(gè)分段
此類情況是第(2)類中③情況的延伸。比如一個(gè)PAT表有兩個(gè)分段，第一個(gè)分段由第一個(gè)TS包承載后只剩下一個(gè)CRC校驗(yàn)字節(jié)需要第二個(gè)TS包來(lái)承載。那么第二個(gè)TS包只承載這一個(gè)CRC校驗(yàn)字節(jié)無(wú)疑將是很大的浪費(fèi)，此時(shí)可以充分利用第二個(gè)TS包。使它也承載第二個(gè)分段，這就是一包多段的情況。對(duì)于一段單包、一段多包(包括三種情況)和一包多段等多種情況，在設(shè)計(jì)上無(wú)疑要充分發(fā)揮FPGA有限狀態(tài)機(jī)的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)來(lái)進(jìn)行處理。
將以上各種情況恰當(dāng)?shù)貙?duì)應(yīng)于狀態(tài)機(jī)的各個(gè)狀態(tài)，根據(jù)包頭提供的信息及表段信息可以進(jìn)行邏輯判斷，從而控制各個(gè)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移。在代碼實(shí)現(xiàn)上，邏輯判斷后控制信號(hào)的是否準(zhǔn)確及時(shí)，至關(guān)重要。舉例來(lái)說(shuō)，把對(duì)PAT表的CRC校驗(yàn)分析作為一個(gè)獨(dú)立模塊，在分析該表時(shí)就要給予該模塊準(zhǔn)確的控制，假如PAT有兩個(gè)TS包，在第一個(gè)TS包的table_id字段就要使能該模塊，第一個(gè)TS包結(jié)束時(shí)要禁止使能該模塊，到第二個(gè)PAT包第五個(gè)字節(jié)再使能CRC校驗(yàn)?zāi)K，直到CRC校驗(yàn)字節(jié)前再關(guān)閉該模塊，總之控制信號(hào)要確保CRC校驗(yàn)?zāi)K校驗(yàn)的是PSI表的所有有效信息。