CN1722776A - 数码广播接收器中的时钟恢复装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种数码广播接收器中的时钟恢复装置；通过本项发明的应用，在MPEG解码器操作中可以用软件形式恢复信号发送端的标准时钟，使长时间播放过程中确保不会发生解码缓冲的漫溢/枯竭现象。本发明的数码广播接收器中的时钟恢复装置包括以下几个部件：信息流分析装置，从信号发送端的传送信号流中提取PCR值，并且每次PCR值被检测时产生中断信号；STC发生装置，从外部电压控制振荡器中计算时钟频率，并产生STC值；带有时钟恢复程序的控制器，在上述信息流分析装置中比较中断信号发生时的PCR值和STC值，并控制电压控制振荡器使系统时钟追踪信号发送端的PCR值。
Description
技术领域
本发明涉及一种数码广播接收器中的时钟恢复装置；通过本项发明的应用，在MPEG解码器操作中可以用软件形式恢复信号发送端的标准时钟，使长时间播放过程中确保不会发生解码缓冲的漫溢/枯竭现象。
背景技术
现在的数码广播，为了视频压缩均采用MPEG-2编码(Encoding)技术；这时信号发送端编码器(Encoder)的系统时钟(System clock)以27Mhz为标准进行运作。因此，信号接收端的解码器(Decoder)中只有将时钟恢复为与上述编码器一致的27Mhz，并将其作为主时钟，才能控制信号接收端的比特流解码，从而防止编码器缓冲中漫溢/枯竭现象的发生。
为此，信号发送端传送传送流(TS：Transport Stream)时，将以27Mhz为标准计算出来的计算值作为PCR(Program Clock Reference)发送到传送流之间。
为了准确解码上述过程中产生的TS信号，编码比率和解码比率要相同；为此，编码器和解码器之间必须要相互交换与时间相关的信息，从而达到同步；其方法就是利用系统时钟(STC)。就是说，为了音频、视频的准确显示(presentation)和解码时间，要以上述系统时钟(STC)为基础生成时间流。
为了在解码器一侧中以系统时钟(STC)为基础准确进行解码，解码器的系统时钟(STC)要与编码器一侧的系统时钟(STC)一致，只有这样才能准确解码视频和音频。而且TS中的PCR值在传送带编码器中，将根据自身系统时钟(STC)计算的系统时间值定期进行取样，并与传送带传送流结合在一起进行传送。在这种状况下，传送带解码器在接收到PCR值的一瞬间，通过该值恢复解码器的系统时钟，并作为解码器系统时钟使用。
只有准确实施时钟恢复(recovery)，才能防止解码器内部的缓冲枯竭(underflow)/漫溢(overflow)现象，而且还可以使音频/视频达到唇(lip)同步，实现准确的解码。
图1是没有时钟恢复功能时的STC控制波形图；而图2是有时钟恢复功能时的STC控制波形图。正如图示，信号发送端的时钟(编码器时钟)和信号接收端的时钟(解码器时钟)即使都是27Mhz，也会存在微小的差异，并且随着时间的累积差异会越来越大。就是说，随着时间的推移未补偿时钟(uncompensated clock)的差异就会越来越大。
像图1所示，在信号接收端单纯将利用解码器的27Mhz计算的值编写(overwrite)为PCR，并非正常的时钟恢复；像图2所示，只有控制SCR，使解码器的时钟紧跟编码器时钟才能算是正常的时钟恢复。
图3是普通的时钟恢复系统构成图。
图3是由以下几个部件组成的：在信号发送端，将系统时钟(PCR)装载在传送流中进行传送的编码器11；从接收到的传送流中提取系统时钟，并与利用电压控制振荡器(VCO，22)时钟频率(27MHz)计算的STC值进行比较，然后将时钟误差输出到电压控制振荡器22，使时钟恢复的解码器21。
参照图3，编码器11将信号发送端系统时钟(27MHz)载入传送流(TP Stream)中发送到接收端；接收端的解码器21从接收到的比特流中提取PCR值，并与计算电压控制振荡器22系统时钟频率的当前STC值进行比较。这时，将两个值(PCR，STC)进行比较，从而将相当于两个值差的时钟误差(Clock error)值传送到外部电压控制振荡器22中；通过上述过程，改变电压控制振荡器22系统时钟频率，从而实现时钟恢复。
如果重新说明，编码器22如图4所示由PCR提取装置31、STC计算器32、减法器33组成；其中减法器33可以计算PCR提取装置31提取的PCR值和在STC计算器32中利用27MHz系统时钟频率计算的STC值之间的差值。上述减法器33计算的值是上述两个值的差值，该值作为时钟误差信号传送到外部电压控制振荡器34中，加减系统时钟频率，以此调整系统时钟频率，最终恢复时钟。通过上述这些动作的反复操作，可以更加准确地进行时钟恢复。
为了上述时钟恢复功能，开发出了解码器芯片；这种解码器芯片采用了硬件构造，而且这种解码器芯片使用固定的时钟恢复方法，因此自己无法改善时钟恢复方法。
另外，如果编码器使用的27MHz时钟和解码器使用的27MHz时钟不完全一致时，会发生一些问题。
例如，解码器的27MHz时钟比正确的27MHz稍微慢一些，那么在解码器中DTS(Decoding Time Stamp)或者PTS(Presentation TimeStamp)与STC值进行比较时，DTS或者PTS和STC值的差值超过了误差范围，这时就会出现跳读(skip)继续缓冲空虚(buffer empty)的现象；如果相反就会出现缓冲已满现象。
发明内容
本项发明的目的就是要解决上述种种问题；应用本项发明提供的数码广播接收器中的时钟恢复装置，可以通过解码器芯片功能的程序，利用软件操作方式改善时钟恢复功能。
本项发明的另一个目的就是在本项发明提供的数码广播接收器中的时钟恢复装置的应用过程中，利用解码器内部控制装置从传送流分析装置以及STC发生器中接收到的信息，以软件操作方式输出时钟恢复误差信号，以此完成时钟恢复。
为了达到上述目的，本项发明中涉及到的数码广播接收器中的时钟恢复装置包括以下几个部件：信息流分析装置，从信号发送端的传送信号流中提取PCR值，并且每次PCR值被检测时产生中断信号；STC发生装置，从外部电压控制振荡器中计算时钟频率，并产生STC值；带有时钟恢复程序的控制器，在上述信息流分析装置中比较中断信号发生时的PCR值和STC值，并控制电压控制振荡器使系统时钟追踪信号发送端的PCR值。
另外上述时钟恢复程序是可以更新的。
利用本项发明的数码广播接收器中的时钟恢复装置，可以利用软件方式解决数码广播接收器的解码器芯片时钟恢复；这样的设计不但可以随时编写程序，而且减少了可能会成为集成电路方面问题的部分，起到了节约开发费用的作用。
附图说明
图1为普通数码广播接收器解码器中没有时钟恢复时的STC控制波形图；
图2为普通数码广播接收器解码器中有时钟恢复时的STC控制波形图；
图3为现有数码广播接收器中的时钟恢复装置的构成图；
图4为图3中解码器的详细构成图；
图5(a)和图5(b)为本项发明实例中数码广播接收器中的时钟恢复装置构成图。
<附图主要部分符号说明>
40：解码器 41：信息流分析器
42：STC发生器 43：控制器
43a：时钟恢复程序 44：VCO
具体实施方式
下面参照附图进行详细的说明。
图5(a)和图5(b)是本项发明中的数码广播接收器中的时钟恢复装置构成图。
参照图5(a)，解码器40由以下几个部件组成：通过分析接收到的传送流(TP stream)提取PCR值，而且每次提取到PCR值就产生中断信号的传送流分析装置(stream parser)41；计算系统时钟频率，以此产生STC值的STC发生器42；发生中断信号时，比较PCR值和STC值，并控制外部电压控制振荡器44使系统时钟频率跟随PCR值的控制器43。
在这里，上述控制器43中还包括时钟恢复程序43a，该程序的功能如下：每次发生中断信号就会进行PCR值和现在STC值的比较，并向外部电压控制振荡器44输出控制信号，确保锁定信号发送端编码器的系统时钟。
下面参照附图，对本项发明中的数码广播接收器中的时钟恢复装置进行详细地说明。
参照图5(a)，信号接收端的解码器40为了实现系统比特流的解密，包括有传送流分析装置41、STC发生装置42、控制器43；上述传送流分析装置41通过分析从编码器接收到的传送流，从中提取PCR值；每次提取到PCR值时，内部控制器43中就会发生中断信号。
而且，STC发生装置42计算电压控制振荡器44产生的时钟频率，并将结果作为STC值输出到内部控制器43中。
接着，控制器43确认中断信号的发生与否；如果发生中断信号，就会比较PCR值和STC值，以此判断解码器40端的系统时钟和编码器端的系统时钟哪个更快一些，并且通过判断结果控制电压控制振荡器44。通过上述过程，解码器40的系统时钟始终与编码器系统时钟同步。
具有上述功能的控制器43如图5(b)一样，其内部设有时钟恢复程序43a；每次发生中断信号时，就会启动时钟恢复程序43a。上述时钟恢复程序(43a)利用PCR值和STC值根据多样的控制算法完成时钟恢复。
实例，上述时钟恢复程序43a计算PCR值和当前STC值的差值，并将计算结果输出到电压控制振荡器44；上述电压控制振荡器44改变局域时钟频率，并通过STC发生装置42以及输出端输出27MHz系统时钟频率。
实例，上述时钟恢复程序43a保存PCR值和STC值之间的差值，并利用n个PCR值和STC值之间的差值计算其平均值，然后利用该平均值改变电压控制振荡器44的局域时钟频率。
实例，上述时钟恢复程序43a可以保存PCR值和现在STC值的差值信息，并判断随时间发生的差值信息变异程度，以此补偿控制电压控制振荡器44的局域时钟频率。
这种时钟恢复装置利用所输入的PCR值和STC发生值以及控制器43内的时钟恢复程序43a，将电压控制振荡器44的系统时钟频率增加到27MHz时钟；并调整PCR值和STC值的一致性，以此控制解码帧播放速度。
上述时钟恢复程序43a利用多样的算法程序解决了数码广播接收器中的解码器芯片时钟恢复；并且由于采用了软件操作方式，通过串列埠与计算机的连接随时可以进行更新。
Claims (2)
1、一种数码广播接收器中的时钟恢复装置，包括通过锁定信号发送端编码器的PCR，恢复系统时钟的接收端解码器，所述接收端解码器包括以下几个部件：信息流分析装置，从信号发送端的传送信号流中提取PCR值，并且每次PCR值被检测时产生中断信号；STC发生装置，从外部电压控制振荡器中计算时钟频率，并产生STC值；带有时钟恢复程序的控制器，在上述信息流分析装置中比较中断信号发生时的PCR值和STC值，并控制电压控制振荡器使系统时钟追踪信号发送端的PCR值。
2、如权利要求1所述的数码广播接收器中的时钟恢复装置，其特征在于：上述控制器内的时钟恢复程序是可编写的。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2004100529295A CN1722776A (zh) | 2004-07-16 | 2004-07-16 | 数码广播接收器中的时钟恢复装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CNA2004100529295A CN1722776A (zh) | 2004-07-16 | 2004-07-16 | 数码广播接收器中的时钟恢复装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1722776A true CN1722776A (zh) | 2006-01-18 |
Family
ID=35912700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CNA2004100529295A Pending CN1722776A (zh) | 2004-07-16 | 2004-07-16 | 数码广播接收器中的时钟恢复装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN1722776A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN101102496B (zh) * | 2006-04-17 | 2010-11-10 | 美国博通公司 | 恢复系统时钟的装置和方法 |
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| WO2018120557A1 (zh) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | 深圳市中兴微电子技术有限公司 | 一种音视频同步处理的方法和装置、存储介质 |
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2004
- 2004-07-16 CN CNA2004100529295A patent/CN1722776A/zh active Pending
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