基于Nios II DTMB單頻網(wǎng)適配器設(shè)計(jì)

3 關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)

適配器的設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于自定義組件適配器模塊的實(shí)現(xiàn)，具體包括硬件邏輯的實(shí)現(xiàn)以及驅(qū)動(dòng)程序的編寫(xiě)，下面主要討論難度較大的硬件邏輯實(shí)現(xiàn)。

1) 適配器模塊的實(shí)現(xiàn)

實(shí)現(xiàn)框圖見(jiàn)圖3，輸入的MPEG-2 TS流先要同步，找到TS流的包頭，去掉空包后輸入FIFO。包復(fù)用模塊按照時(shí)鐘產(chǎn)生模塊輸出數(shù)據(jù)，同時(shí)插入MIP包。當(dāng)FIFO中數(shù)據(jù)不足時(shí)，則插入空包模塊產(chǎn)生的空包。由于碼流重組和速率適配，導(dǎo)致各包在適配器中停留時(shí)間不一致，因此要進(jìn)行PCR校正。本文PCR校正采用置入法，即在輸入碼流中檢測(cè)到 PCR包后，將包中的PCR值減去系統(tǒng)27MHz時(shí)鐘當(dāng)前的計(jì)數(shù)值；當(dāng)輸出緩存中檢測(cè)到PCR包后，將包中已改過(guò)的PCR值加上系統(tǒng)27 MHz時(shí)鐘當(dāng)前的計(jì)數(shù)值，這樣，用一套計(jì)數(shù)器就可完成PCR校正和更新。

2) MIP包的計(jì)算和插入

如圖4所示，根據(jù)GPS接收機(jī)收到的10 MHz和1 pulse／s信號(hào)算出STS值，同時(shí)根據(jù)Nios II的控制信息產(chǎn)生TPS和最大延時(shí)參數(shù)，再生成32位的CRC校驗(yàn)值并復(fù)合成MIP包。其中，CRC32用的校驗(yàn)多項(xiàng)式為D32+D26+D23+ D22+D16+D12+D11+D10+D8+D7+D5+D4+D2+D+1。由于CRC32校驗(yàn)碼的實(shí)時(shí)性要求較高，因而采用并行算法--查表法。 DTMB系統(tǒng)兆幀的持續(xù)時(shí)間正好為1 s，MIP中的STS值在理論上應(yīng)不變，因此第M個(gè)MIP包中的STS可表示為第M個(gè)兆幀實(shí)際開(kāi)始的時(shí)刻與其前面最近的1 pulse／s信號(hào)的時(shí)間間隔。同時(shí)，由于STS的值用GPS的10 MHz時(shí)鐘計(jì)數(shù)，精度為100 ns。

3) DS3成幀模塊

為使中轉(zhuǎn)站通過(guò)SDH網(wǎng)絡(luò)接收碼流，DTMB單頻網(wǎng)適配器增加了DS3輸出接口。DS3是由復(fù)幀構(gòu)成的，一個(gè)復(fù)幀分為7個(gè)子幀，1個(gè)子幀分成8塊具有85 bit的比特塊，每塊的第一個(gè)比特是開(kāi)銷(xiāo)比特，其他84 bit用于傳送凈荷。所以一個(gè)復(fù)幀有56個(gè)開(kāi)銷(xiāo)比特。包復(fù)用模塊產(chǎn)生的碼流是MPEG-2的TS流，因此需要一個(gè)DS3成幀模塊以實(shí)現(xiàn)到SDH網(wǎng)絡(luò)的適配。DS3成幀模塊的實(shí)現(xiàn)框圖如圖5所示。在一個(gè)復(fù)幀的開(kāi)銷(xiāo)比特中，除奇偶校驗(yàn)比特外，其他開(kāi)銷(xiāo)比特在特定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中一般都是固定的，所以單獨(dú)計(jì)算奇偶校驗(yàn)比特。復(fù)幀內(nèi)的各比特塊以及各比特的確定主要靠2個(gè)計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，一個(gè)用來(lái)指示比特塊，范圍是0～55，一個(gè)用來(lái)指示比特塊內(nèi)的每個(gè)比特，范圍是 0～84。通過(guò)這2個(gè)計(jì)數(shù)器可在適當(dāng)位置插入開(kāi)銷(xiāo)比特和凈荷數(shù)據(jù)，從而完成到SDH網(wǎng)絡(luò)的適配。