CN101141601B - 具有提升数据存取效能的个人录放影机及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有提升数据存取效能的个人录放影机及其方法，该个人录放影机包含有处理单元、系统存储器以及插入模块。系统存储器通过系统存储器总线耦接至处理单元。插入模块耦接于处理单元，用于根据信息包插入信息将信息包插入于个人录放影比特流中。处理单元在进行信息包插入操作时从系统存储器中读取数据，对数据进行处理以产生信息包插入信息，并将信息包插入数据直接传送至插入模块。通过将处理单元所产生的信息包插入信息直接传送至插入模块，本发明可降低系统存储器所需的存储器频宽，并提升系统存储器的数据存取效率。

Description

具有提升数据存取效能的个人录放影机及其方法
技术领域
本发明涉及一种个人录放影机及相关方法，尤指一种具有提升数据存取效能的个人录放影机及其方法。
背景技术
个人录放影机(personal video recorder，PVR)是一种类似于卡带式录放机(video cassette recorder，VCR)的装置的通称，差别在于个人录放影机利用数字格式记录数据，而卡带式录放机则是采用模拟格式记录数据，所以个人录放影机也可指硬盘录像机(hard disk recorder，HDR)、数字录放机(digital videorecorder，DVR)、个人录像软件(personal video station，PVS)或个人电视接收器(personal TV receiver，PTR)。有别于卡带式录放机以模拟磁带记录及播放电视节目，个人录放影机是将录像的数据以动态视频影像压缩标准(MovingPictures Expert Group，MPEG)的MPEG-1或MPEG-2等数字方式编码，并将数据储存于一磁性储存装置中，例如一硬盘，其不但可以提供类似于卡带式录放机的功能(录像、播放、快转、倒带以及暂停)，更可不需将数据流快转或倒带便能立即跳到电视节目中的任何一段，且个人录放影机更具有另一优点，即这些功能同样可以应用在一个正在接收中的电视节目，因此当使用者正在观赏实况转播的电视节目时，一样可以使用个人录放影机的功能。
个人录放影机基本上由两部分组成：(1)包含硬盘机、电源供应器及总线等硬件的装置，以及(2)可存取用于提供节目信息的订阅服务(subscriptionservice)以及可提供对数据流进行编码与解码的软件。此外，当个人录放影机作为机顶盒(set-top box)使用时，其输入信号是传输流，例如MPEG传输流，而传输流在输入个人录放影机前需先通过某种类型的网络，因此在输入信号中可能会有错误发生，且从传输流中接收的输入信号中的信息包可能会不按照顺序抵达，并因网络特性而具有不同的信息包大小，例如无线网络、有线网络、光纤网络以及基于异步传输模式(asynchronous transfer mode，ATM)的网络所定义的信息包大小均彼此不同。
为了使个人录放影机可提供额外的服务或功能，有时候必须在个人录放系统中进行信息包插入以提供额外的控制，例如在传输过程中以条件存取方式(condition access，CA)保护传输内容的知识产权时，由于条件存取的基本概念是基于先在服务供货商与使用者间交换密钥，再以这些密钥对内容进行搅频(scrambling)，因此个人录放影机需要进行信息包插入以便插入与交换密钥相关的控制指令。
图1是现有技术提供的实现在个人录放影机中进行信息包插入的架构100的示意图。如图1所示，现有架构100包含有中央处理单元(CPU)102、系统存储器104、插入模块106、同步随机存取存储器(SRAM)108以及个人录放影模块110。同步随机存取存储器108用于储存注册文件(register file)及插入信息，其中插入信息可能是由中央处理单元102分析输入比特流IN得出，或是由中央处理单元102产生的某些信息中得出。接着，中央处理单元102读取并处理储存在系统存储器104中的数据，并将插入信息储存在系统存储器104中。插入模块106是通过链接表(link-list)来收集并组织系统存储器104中的插入信息，并执行直接存储器存取(direct memory access，DMA)操作以在插入模块106及系统存储器104间传递信息，然而，由于中央处理单元102不仅要从系统存储器104中取出数据，也要将数据储存在系统存储器104中，因此图1所示的架构100必须在中央处理单元102与系统存储器104间提供相当大的频宽。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供具有提升数据存取效能的个人录放影机及方法。
因此，本发明的目的之一是在于提供一种插入信息包的方法，用来降低处理单元与系统存储器间的频宽需求，并增进系统存储器的数据存取效能，以解决上述的问题。
根据本发明的一实施例，其揭露了一种在个人录放影机中插入信息包的方法。该方法包含有下列步骤：从系统存储器中读取与信息包插入相关的数据；处理从该系统存储器中读取的该与信息包插入相关的数据；产生信息包插入信息；将信息包插入信息直接传送至插入模块，而无需储存至所述系统存储器；以及利用插入模块将信息包插入至个人录放影比特流中。
根据本发明的另一实施例，其揭露一种个人录放影机。该个人录放影机包含有处理单元；系统存储器，通过系统存储器总线而耦接于处理单元；以及插入模块，耦接于处理单元，用于根据信息包插入信息将信息包插入至个人录放影比特流；其中在插入信息包操作的过程中，处理单元从系统存储器中读取与信息包插入相关的数据，对与信息包插入相关的数据进行处理以产生信息包插入信息，并将信息包插入信息直接传送至插入模块，而无需储存至所述系统存储器。
通过将信息包插入信息直接传送至插入模块，系统可不需要在系统存储器总线上执行任何存储器的数据存取操作，因此本发明可降低系统存储器的频宽需求；此外，本发明中信息包信息可被直接传送至插入模块，如此，插入模块接收所需的信息包插入信息，而不用根据链接表执行直接存储器存取操作，有效提高系统工作效率。
附图说明
图1是现有技术提供的实现在个人录放影机中进行信息包插入的架构100的示意图。
图2是本发明一实施例关于信息包插入操作的流程图。
图3是本发明一实施例关于个人录放影机300的功能方块示意图。
具体实施方式
图2是本发明一实施例关于信息包插入操作的流程图。请注意，若能达成实质上相同的结果，图2中的步骤并不一定要按照图中所示的顺序执行或是连续地执行，即在步骤间也可插入其它的步骤。在本实施例中，图2所示的流程包含有下列步骤：
步骤200：开始信息包插入的操作。例如当个人录放影机需要插入控制字符(control word)，例如负载有信息的控制字符，其中信息是指与密钥交换相关的一或多个密钥值，此时，可通过分析输入比特流IN以检测信息包插入操作的起始时间，或由定时器或中央处理单元发出的中断信号来触发启动信息包插入操作。
步骤202：从系统存储器中读取数据。可经由系统存储器总线从系统存储器中读取与信息包插入操作相关的数据。
步骤204：处理步骤202中从系统存储器读取数据以产生信息包插入信息。在此步骤中可使用中央处理单元、特殊应用集成电路(application specificintegrated circuit，ASIC)或其它处理单元来处理步骤202中读取的数据以产生信息包插入信息。
步骤206：将步骤204中产生的信息包插入信息直接传送至插入模块，而不将信息包插入信息储存至系统存储器。
步骤208：根据信息包插入信息，在个人录放影比特流中插入信息包。
步骤210：结束信息包插入操作。
通过将信息包插入信息直接传送至插入模块，系统可不需要在系统存储器总线上执行任何存储器的数据存取操作，因此，本发明可降低系统存储器的频宽需求；此外，本发明也不需要使用链接表来组织系统存储器中的信息包信息。相反地，信息包信息可被直接传送至插入模块。这样一来，插入模块接收所需的信息包插入信息，而不需要根据链接表执行直接存储器存取操作来从系统存储器中取得数据。另外请注意，在开始的步骤200中，信息包插入操作的起始时间可通过分析输入比特流而检测得出，举例来说，通过分析输入比特流，个人录放影机便可检测出何时要插入控制字符、何时要执行密钥交换或何时会发生需要插入信息包的其它情况，或甚至何时系统会需要在输入比特流中更频繁地交换密钥以提供更高的安全性。
图3是本发明一实施例关于个人录放影机300的功能方块示意图。如图3所示，个人录放影机300包含有中央处理单元302、系统存储器304、插入模块306、同步随机存取存储器308及个人录放影模块310。在本实施例中，同步随机存取存储器308用于储存注册文件，而插入模块306进一步包含有一指令总线存取单元312，此外，本实施例在执行信息包插入操作时依据图2所示的步骤。
请一并参阅图2。首先，中央处理单元302分析输入比特流IN以判断何时应该开始信息包插入操作(步骤200)。如同先前所述，当个人录放影模块需要插入控制字符或执行密钥交换时可能会需要信息包插入操作。接着，中央处理单元302通过使用系统存储器总线305而从系统存储器304中读取与信息包插入相关的数据(步骤202)，并处理从系统存储器304中读取的数据以产生信息包插入信息(步骤204)，以及利用指令总线313将信息包插入信息直接传送至插入模块306(步骤206)，接着由插入模块306的指令总线存取单元312直接接收信息包插入信息。最后，插入模块306经由个人录放影模块310将信息包插入至个人录放影比特流中(步骤208)以完成信息包插入操作(步骤210)。
由于插入模块306的指令总线存取单元312直接接收信息包插入信息，即信息包插入信息并没有被储存至系统存储器304中，因此本发明可减少系统存储器304的频宽需求，并增进系统存储器304的数据存取效率。此外，本发明不需要使用链接表来组织系统存储器304中的信息包信息，而是将信息包信息直接传送至插入模块306，因此插入模块306直接接收所需的信息包插入信息，而不用执行直接存储器存取操作来从系统存储器304中取得数据。
当系统需要执行信息包插入操作时可触发启动信息包插入操作，例如中央处理单元302或一定时器(图中未显示)可发出中断信号以触发插入模块306将一信息包插入至个人录放影比特流中。除了上面所描述的实施例外，信息包插入的使用可与系统所需要的安全等级有关，例如通过频繁地交换密钥或使用多个密钥代替单一密钥，系统的安全性便可更加地提升。
尽管上述实施例是以中央处理单元302为例来说明信息包插入的操作，然而在其它实施例中，中央处理单元302也可用特殊应用集成电路(ASIC)或其它处理单元取代，以处理从系统存储器304中读取的数据来产生信息包插入信息。
本发明提供一种在个人录放影机中执行信息包插入的方法与结构，其将处理单元产生的信息包插入信息直接传送至插入模块，而不将其储存至系统存储器中，因此可降低系统存储器的频宽需求。此外，本发明不需使用链接表来组织系统存储器中的信息包信息，也不需执行直接存储器存取操作来从系统存储器中取得信息，因此个人录放影机的操作将变得简单，且系统存储器的数据存取效能也可获得提升。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡根据本发明所做的均等变化与修饰，都属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种在个人录放影机中插入信息包的方法，其特征在于，所述方法包含有以下步骤：
从系统存储器中读取与信息包插入相关的数据；
处理从所述系统存储器中读取的所述与信息包插入相关的数据；
产生信息包插入信息；
将所述信息包插入信息直接传送至插入模块，而无需储存至所述系统存储器；以及
利用所述插入模块将信息包插入至个人录放影比特流中。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括通过分析所述个人录放影比特流来检测所述信息包插入操作的起始时间。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信息包插入操作是由中断信号来触发启动。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，被插入的所述信息包包含有与密钥交换相关的信息。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，被插入的所述信息包包含有用于密钥交换的至少一密钥值。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
在所述插入模块中提供指令总线存取单元；以及
利用所述指令总线存取单元将所述信息包插入信息直接传送至所述插入模块。
7.一种个人录放影机，其特征在于，所述个人录放影机包含有：
处理单元；
系统存储器，其通过系统存储器总线而耦接于所述处理单元；以及
插入模块，其耦接于所述处理单元，用于根据信息包插入信息将信息包插入至个人录放影比特流；
其中在所述插入信息包操作的过程中，所述处理单元从所述系统存储器中读取与信息包插入相关的数据，对所述与信息包插入相关的数据进行处理以产生所述信息包插入信息，并将所述信息包插入信息直接传送至所述插入模块，而无需储存至所述系统存储器。
8.如权利要求7所述的个人录放影机，其特征在于，在所述插入信息包操作的过程中，所述处理单元进一步通过分析所述个人录放影比特流以检测所述信息包插入操作的起始时间。
9.如权利要求7所述的个人录放影机，其特征在于，所述信息包插入操作由中断信号来触发启动。
10.如权利要求7所述的个人录放影机，其特征在于，被插入的所述信息包包含有与密钥交换相关的信息。
11.如权利要求7所述的个人录放影机，其特征在于，被插入的所述信息包包含有用于密钥交换的至少一密钥值。
12.如权利要求7所述的个人录放影机，其特征在于，所述插入模块进一步包含有指令总线存取单元；以及所述指令总线存取单元直接耦接于所述处理单元，用于从所述处理单元接收所述信息包插入信息。
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