CN100527782C - 数字电视系统 - Google Patents

Abstract

一种数字电视系统，包含一前端电路，用来产生一未译码的传输流信号；一后端电路，用来译码传输流数据；一外部存储器；一地址总线；一数据总线，其中该外部存储器是通过地址接脚和数据接脚耦接至地址总线和数据总线；一密码认证卡模块，用来译码传输流数据产生一已译码的传输流信号以及用来进行条件式存取及安全防护功能；以及一切换装置，用来切换选择将所述的前端电路产生的未译码的传输流信号或是密码认证卡模块产生的已译码的传输流信号输入至后端电路。

Description

数字电视系统

技术领域

本发明提供一种信息接收器，尤指一种包含有一密码认证卡模块和一外部存储器的数字电视系统，其中该密码认证模块的地址和数据接脚是耦接至该外部存储器的地址和数据接脚以减少所使用的接脚数目。

背景技术

在数字有线电视系统中，视频/音频内容被一种条件式存取扰码系统(conditional access scrambling system)所保护着。密码认证卡模块，例如美国高等数字电视委员会(advanced Televisions Systems Committee，ATSC)所制订的部署点(Point of Deployment，POD)安全模块(现称为有线卡，即CableCARD)或是数字电视广播共同接口(Digital Video Broadcasting Common Interface，DVB-CI)模块，可以在电视内容经由一个介于该密码认证卡模块和主机装置之间的接口传送到消费者的接收机和机上终端机(即主机装置)之前，对电视内容进行移除扰码或重新扰码的动作。该密码认证卡模块具有一可以和主机装置的中央处理单元通讯的中央处理单位接口(CPU interface)，此外，主机装置也时常和周边装置或外部存储器(例如只读存储器或闪存)连结来取得CPU的指令或进行数据储存。

请参照图1，为现有数字电视系统10的示意图。数字电视系统10包含有一主机前端集成电路(front-end IC)20、一主机后端集成电路(back-end IC)30以及一POD模块50。主机前端集成电路20连接到一有线信号源，用来处理该有线信号源所提供的视频/音频内容，主机前端集成电路20包含有一传送电路24以及一接收电路26，用来与POD模块50的一带外埠(out-of-band port)OOB进行通讯。该视频/音频内容也传送到一调谐器电路(tuner circuit)22，然后进入一解调器电路28，解调器电路28可移除视频信号中的载波，并把得到的结果经由直接发送到主机后端集成电路30中一解多任务器32和POD模块50中一带内埠(Inband port)INB，其中该结果是由一第一传输流埠TS1发送至解多任务器32。POD模块50可对视频信号进行解扰码(descramble)，并将解扰码后的视频信号流经由一第二传输流埠TS2传送到解多任务器32。

主机后端集成电路30包含有一POD CPU接口34，它可通过POD模块50中一CPU接口来和POD模块50进行地址和数据讯息的通讯，主机后端集成电路30另具有一外部存储器接口36，它可通过一地址和数据总线45来和外部存储器以及周边装置进行通讯，其中该外部存储器可供主机后端集成电路30储存指令或数据。如图1所示，外部存储器接口36可以和一闪存40、一只读存储器42以及周边装置44进行通讯。

然而，数字电视系统10需要大量的接脚来满足连接这些不同设备的需求，例如，在数字电视系统10中，尽管POD CPU接口34可能不常和POD模块50进行通讯而外部存储器接口36也不时常存取外部存储器40、42和周边装置44，然而，它们之间的每一个连结却都需要一组专属的地址和数据接脚。此外，解多任务器32至少使用两个传输流埠TS1、TS2来接收传输流数据，而传输流端口TS1、TS2各自使用多个接脚，这也增加主机后端集成电路30所使用的接脚总数，而大量接脚的使用会提高主机后端集成电路30的制造成本，增加主机后端集成电路30的连接点数目，并使得主机后端集成电路30的设计更加困难。

发明内容

本发明提供一种数字电视系统。依据本发明的一实施例，一数字电视系统包含：一前端电路，具有一解调器电路，用来产生一未译码的传输流信号；一后端电路，用来译码传输流数据；一外部存储器，耦接于该后端电路；一地址总线；一数据总线，其中所述的外部存储器是通过地址接脚和数据接脚耦接至该地址总线和数据总线；一密码认证卡模块(Cryptocard module)，耦接至前端电路和后端电路，用来译码传输流数据产生一已译码的传输流信号，以及用来进行条件式存取及安全防护功能，其中该密码认证卡模块具有地址接脚与数据接脚分别耦接至外部存储器的地址接脚和数据接脚；以及一切换装置，用来切换选择将前端电路产生的未译码的传输流信号或是密码认证卡模块产生的已译码的传输流信号输入至后端电路。

依据本发明的另一实施例，一数字电视系统包含：一前端电路，具有一输入端口用来接收传递音频/视频数据的一带外传输流信号以及一解调器电路用来产生一带内传输流信号；一后端电路，用来译码传输流数据；一外部存储器，耦接于该后端电路；一地址总线；一数据总线，其中该外部存储器是通过地址接脚和数据接脚耦接至该地址总线和数据总线；一密码认证卡模块，用来进行条件式存取及安全防护功能，该密码认证卡模块具有地址接脚与数据接脚分别耦接至外部存储器的地址接脚和数据接脚；以及一切换装置，用来切换选择将所述的前端电路产生的带外传输流信号或是密码认证卡模块产生的带内传输流信号输入至后端电路。

附图说明

图1为现有数字电视系统的功能方块图。

图2为本发明数字电视系统的第一实施例的功能方块图。

图3为在多个输入信号间进行选择的多个多任务器的示意图。

图4为本发明数字电视系统的第二实施例的功能方块图。

附图标号：

20         主机前端集成电路

22         调谐器

24         传送电路

26         接收电路

28、220    解调器

34         POD CPU接口

36                             外部存储器接口

50                             POD模块

10、100、200                   数字电视系统

110                            第一主机前端集成电路

30、120                        主机后端集成电路

32、122                        解多任务器

124                            裁决器

126                            外部存储器控制器

128                            密码认证卡控制器

130                            接脚多任务器

140                            密码认证卡模块

150A、150B、150C、150D、152A、 三态缓冲器

152B、152C、152D、152E

180                            第二主机前端集成电路

190、190A、190B、190C、190D    多任务器

D0～D7                         数据接脚

40                             闪存

42                             只读存储器

44                             周边装置

45                             地址及数据总线

210                            主机集成电路

250                            多任务器

A0～A25                        地址接脚

具体实施方式

请参照图2，为本发明信息接收器(例如数字电视系统100)的第一实施例的功能方块图。如同图1所示的数字电视系统10，数字电视系统100包含有一第一主机前端集成电路110、一主机后端集成电路120以及一密码认证卡模块140。第一主机前端集成电路110可为一个和图1所示的主机前端集成电路20相同或相似的电路，并至少包含一解调器电路，用来移除自一有线信号源所接收的视频信号中的载波。

密码认证卡模块140包含一CPU接口，用来和主机后端集成电路120进行通讯，该CPU接口可发送数据信号、地址信号以及控制信号，因为主机后端集成电路120仅是偶尔存取密码认证卡模块140、外部存储器40、42以及周边装置44，所以在密码认证卡模块140、外部存储器40、42以及周边装置44之间共享同一地址与数据总线是可行的。

如图1中所示的主机后端集成电路30，主机后端集成电路120也包含一解多任务器122，用来对视频/音频数据进行分工，并将来自第一主机前端集成电路110和密码认证卡模块140的传输流层的信息(transport stream layerinformation)进行译码。然而，不同于主机后端集成电路30的是：主机后端集成电路120包含一密码认证卡控制器128、一外部存储器控制器126、一接脚多任务器(pin multiplexer)130以及一裁决器(arbiter)124。密码认证卡控制器128控制密码认证卡模块140的存取，而外部存储器控制器126则控制外部存储器40、42以及周边装置44的存取。当密码认证卡控制器128或外部存储器控制器126需要对地址及数据总线45进行存取时，它便对裁决器124发出请求，裁决器124会决定密码认证卡控制器128和外部存储器控制器126中那一个可以获得地址及数据总线45的存取权，并控制接脚多任务器130选择密码认证卡控制器128或外部存储器控制器126来取得地址或数据。

密码认证卡控制器140可操作于一第一模式(POD模式)或一第二模式(PCMCIA模式)之中。一开始时，密码认证卡模块140会处于PCMCIA模式，并经由接脚仲裁(pin arbitration)的方式，通过共享出来的地址及数据接脚来允许主机后端集成电路120存取密码认证卡模块140、外部存储器40和42以及周边装置44。当主机后端集成电路120把密码认证卡模块140设为POD模式后，部分PCMCIA模式下的地址接脚，例如A4～A9和A14～A25，会被用来传送传输流数据、条件式存取信息(conditional access message)或数字电视系统100的网络管理信息。为了使同一地址接脚可以操作在POD和PCMCIA两种模式之下，数字电视系统100采用三态(tri-state)缓冲器150A～150D、152A～152C和一用来控制三态缓冲器150A～150D、152A～152C的控制信号ENPOD，其中当控制信号ENPOD的逻辑值为‘1’时，高使能式(active-high)三态缓冲器150A～150D处于一使能状态而低使能式(active-low)三态缓冲器152A～152C则处于一高阻抗状态，反之亦然。

当密码认证卡模块140处于PCMCIA模式，控制信号ENPOD的逻辑值为‘0’，此时地址及数据总线45的地址接脚A0～A25和数据接脚D0～D7可由外部存储器40、42和周边装置44所共享，而当密码认证卡模块140处于POD模式，控制信号ENPOD的逻辑值则为‘1’，部分的地址接脚(A4～A9和A14～A25)会和外部存储器地址总线分离。在图2至图4中，短直线表示密码认证卡模块140处于PCMCIA模式下的信号路径，如连接地址及数据总线45和密码认证卡模块140中CPU端口的线；点直线则表示密码认证卡模块140处于POD模式下的信号路径，如连接第一主机前端集成电路110和密码认证卡模块140中带内端口(Inband port)INB的线；虚线则表示控制信号ENPOD的路径。

当密码认证卡模块140处于PCMCIA模式，解多任务器122直接地接收来自第一主机前端集成电路110内解调器的传输流；而在密码认证卡模块140处于POD模式时，接收来自密码认证卡模块140的传输流。三态缓冲器150A～150D、152A～152C则用来控制传输流的传递，请注意，三态缓冲器150A～150D、152A～152C也可以用切换开关、多任务器或其它相似的可控制装置来加以取代。

图2所示的数字电视系统100是符合美国高等数字电视系统委员会(Advanced Televisions Systems Committee，ATSC)规格的数字电视系统的一种实施例。请注意，数字电视系统100也可以修改为适用数字电视广播系统(DigitalVideo Broadcasting，DVB)规格的系统，因此，密码认证卡模块140可以是符合ATSC规格的POD/CableCARD模块，也可以是符合DVB规格的共同接口(Common Interface，CI)模块，可用来进行条件式存取和安全防护的功能，以允许选择性地存取数字有线服务。

当带外控制信号从第一主机前端集成电路110经由三态缓冲器150传至密码认证卡模块140时，会先被转换成传输流封包(transport stream packet)，之后再被送到解多任务器122做处理，该带外信号可能包含各种不同的MPEG数据区段(MPEG sections)，例如节目表清单(program guide table)、系统信息表(systeminformation table)以及含有EMM、ECM、PAT以及PMT信号的保密卡表(crytocard table)。数字电视系统100并不使用CPU接口来分工处理这些MPEG数据区段或进行版本控管(version control)，相反地，由于解多任务器122内建有的数据区段过滤硬件(section filtering hardware)来处理MPEG数据区段，因此数字电视系统100便将这些MPEG数据区段送到解多任务器122。除此之外，由于所述的带外信号很可能被转换成传输流封包，因此可与第二主机前端集成电路180传进的传输流进行分工。第二主机前端集成电路180与第一主机前端集成电路110类似，可选择性地提供另一个传输流给后端集成电路120，例如，第二主机前端集成电路180可在子母画面(picture in picture，PIP)模式或分割画面(picture outside picture，POP)模式下展示第二组视频数据。如果第二主机前端集成电路180被使用，一个以上的多任务器190便会提供一种在第一主机前端集成电路110以及第二主机前端集成电路180提供的传输流之间进行转换的机制。虽然在最佳实施例中使用的是多任务器190，但三态缓冲器或其它形式的转换器也可被使用。在本实施例中，多任务器190同样是由控制三态缓冲器150A～150D、152A～152C的控制信号ENPOD所控制。

请参照图3，图3为在多个输入信号间进行选择的多个多任务器190的示意图。多任务器190A可选择一控制信号DRX或一带内数据信号DATA，其中数据信号的传输形式可为序列(serial)传输或平行(parallel)传输；多任务器190B可选择一控制信号CRX或一带内时间信号CLOCK；多任务器190C以及多任务器190D可分别传输一带内有效性指令VALID以及一带内同步信号SYNC；多任务器190C如果被使用，它便会选择一默认值“1”或一带内有效指令VALID，而多任务器190D则选择一默认值“0”或一带内同步信号SYNC。

请参照图4，图4是本发明信息接收器(如数字电视系统200)的第二实施例的功能方块图。数字电视系统200是一单一芯片方案，它的主机集成电路210是单一芯片，而非分离的前端、后端集成电路。为了最佳化所需的接脚数，密码认证卡控制器128与外接存储器40、42以及周边装置44共享地址接脚A0-A3、A10-A13以及数据接脚D0-D7。密码认证卡控制器128与多个信号MDI0～MDI7、MIVAL、MICLKI、MISTRT共享地址接脚A15～A25，其中信号MDI0～MDI7、MIVAL、MICLKI、MISTRT是预定将从主机集成电路210的解调器220被传送到密码认证卡模块140的带内端口。控制信号ENPOD控制多任务器250选择合适的信号组。同样地，地址接脚A8～A9由带外信号DRX以及CRX共享，而决定权则落在另一个多任务器250上。控制信号ENPOD也可经由三态缓冲器152D与152E控制经由接脚A14与A4～A7所传送的地址信息、带内信号MCLKO以及带外信号QTX、ETX、ITX、CTX；除此之外，带外控制信号CRX以及DRX会被从解调器220送至解多任务器122，以利用解多任务器122来处里这些信号。

不同于现有的数字电视系统，在上述的实施例中，密码认证卡模块的地址与数据接脚与外接存储器的地址与数据接脚耦接，因此可降低后端电路的接脚使用量，而一旦当后端电路的接脚使用量降低时，则后端电路的电路面积(footprint)以及制造成本便会随之下降。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (16)

1.一种数字电视系统，包含有：

一前端电路，包含有一解调器电路，用来产生一未译码的传输流信号；

一后端电路，用来译码传输流数据；

一外部存储器，耦接于该后端电路；

一地址总线；

一数据总线，所述的外部存储器是通过多个地址接脚和多个数据接脚耦接至该地址总线和数据总线；

一密码认证卡模块，耦接至所述的前端电路和后端电路，用来译码传输流数据产生一已译码的传输流信号，以及用来进行条件式存取及安全防护功能，该密码认证卡模块具有多个地址接脚与多个数据接脚部分连接至外部存储器的多个地址接脚和多个数据接脚；以及

一切换装置，用来切换选择将所述的前端电路产生的未译码的传输流信号或是密码认证卡模块产生的已译码的传输流信号输入至后端电路。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述的切换装置是在一第一模式与一第二模式间切换密码认证卡模块的地址接脚和数据接脚；且所述的后端电路包含有一密码认证卡模块控制器，用来产生一控制信号，该控制信号耦接至切换装置，用来切换该密码认证卡模块进入第一模式或第二模式。

3.如权利要求2所述的系统，其中所述的切换装置包含有至少一三态缓冲器，它是由所述的密码认证卡模块控制器所产生的控制信号所控制，该控制信号是以控制三态缓冲器的状态为一使能状态或一高阻抗状态的方式来切换密码认证卡模块进入第一模式或第二模式。

4.如权利要求2所述的系统，其中所述的切换装置包含有至少一切换开关，它是由密码认证卡模块控制器所产生的控制信号所控制，用来切换该密码认证卡模块进入第一模式或第二模式。

5.如权利要求2所述的系统，其中所述的切换装置包含有至少一多任务器，它是由所述的密码认证卡模块控制器所产生的控制信号所控制，用来切换该密码认证模块进入第一模式或第二模式。

6.如权利要求2所述的系统，其中所述的后端电路另包含：

一外部存储器控制器；

一接脚多任务器，用来将所述的密码认证卡模块控制器或外部存储器控制器耦接至地址总线和数据总线；以及

一裁决器，耦接至所述的密码认证卡模块控制器和外部存储器控制器，用来接收该密码认证卡模块控制器和外部存储器控制器存取地址总线和数据总线的请求，并控制接脚多任务器以将该地址总线和数据总线的存取权授予密码认证卡模块控制器或外部存储器控制器。

7.如权利要求1所述的系统，其中所述的密码认证卡模块为一符合美国高等数字电视系统委员会规格的部署点/有线卡模块。

8.如权利要求1所述的系统，其中所述的密码认证卡模块为一数字电视广播共同接口模块。

9.一种数字电视系统，包含有：

一前端电路，包含有：

一输入端口，用来接收传递音频/视频数据的一带外传输流信号；以及

一解调器电路，用来产生一带内传输流信号；

一后端电路，用来译码传输流数据；

一外部存储器，耦接于该后端电路；

一地址总线；

一数据总线，所述的外部存储器是通过多个地址接脚和多个数据接脚耦接至该地址总线和数据总线；

一密码认证卡模块，用来进行条件式存取及安全防护功能，该密码认证卡模块具有多个地址接脚与多个数据接脚，部分连接至所述的外部存储器的多个地址接脚和多个数据接脚；以及

一切换装置，用来切换选择将所述的带外传输流信号或是所述的带内传输流信号输入至后端电路。

10.如权利要求9所述的系统，其中所述的切换装置用来在一第一模式与一第二模式间切换所述的密码认证卡模块的地址接脚和数据接脚；且所述的后端电路包含有一密码认证卡模块控制器，用来产生一控制信号，该控制信号耦接至切换装置，用来切换该密码认证卡模块进入第一模式或第二模式。

11.如权利要求10所述的系统，其中所述的切换装置包含有至少一三态缓冲器，它是由密码认证卡模块控制器所产生的控制信号所控制，该控制信号是以控制三态缓冲器的状态为一使能状态或一高阻抗状态的方式来切换密码认证卡模块进入第一模式或第二模式。

12.如权利要求10所述的系统，其中所述的切换装置包含有至少一切换开关，它是由所述的密码认证卡模块控制器所产生的控制信号所控制，用来切换密码认证卡模块进入第一模式或第二模式。

13.如权利要求10所述的系统，其中所述的切换装置包含有至少一多任务器，它是由所述的密码认证卡模块控制器所产生的控制信号所控制，用来切换该密码认证模块进入第一模式或第二模式。

14.如权利要求10所述的系统，其中所述的后端电路另包含：

一外部存储器控制器；

一接脚多任务器，用来将所述的密码认证卡模块控制器或外部存储器控制器耦接至地址总线和数据总线；以及

一裁决器，耦接至该密码认证卡模块控制器和外部存储器控制器，用来接收该密码认证卡模块控制器和外部存储器控制器存取地址总线和数据总线的请求，并控制该接脚多任务器以将地址总线和数据总线的存取权授予密码认证卡模块控制器或外部存储器控制器。

15.如权利要求9所述的系统，其中所述的密码认证卡模块为一符合美国高等数字电视系统委员会规格的部署点/有线卡模块。

16.如权利要求9所述的系统，其中所述的密码认证卡模块为一数字电视广播共同接口模块。

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