CN205142435U - 一种多通道数字卫星电视广播高速解调电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于数字电视信号传输技术领域，提供了一种多通道数字卫星电视广播高速解调电路，包括中央处理单元、控制模块、若干解串解码模块、若干串行编码器和解调译码模块，解调译码模块接收数字卫星电视广播信号并进行解调和译码，输出DVB-ASI信号；控制模块与解调译码模块相连，配置解调译码模块的信号参数；解串解码模块接收DVB-ASI信号进行解串解码；中央处理单元与解串解码模块相连，将解串后的数据重新排列后打包为IP数据包输出给使用者；串行编码器与中央处理器单元相连，接收处理后的数据，再将数据重新编码还原为DVB-ASI信号输出给使用者。该多通道数字卫星电视广播高速解调电路实现了并行多合一、串行一分多的电路结构，达到提高效率和速度的目的。

Description

一种多通道数字卫星电视广播高速解调电路

技术领域

本实用新型属于数字电视信号传输技术领域，尤其涉及一种多通道数字卫星电视广播高速解调电路。

背景技术

随着数字电视技术的迅速发展，在电视节目的制作设计方面已经有很大一部分实现了数字处理。在节目的传输方面，我们从卫星上已经可以接收到多套数字压缩编码的节目。这种传输方式，不但保证了节目的高清晰质量，也降低了电视节目传输、发送、接收的成本。而大量的收发设备采用的是ASI(AsynchronousSerialInterface，异步串行接口)接口标准，ASI接口是一种用于传送码流的一个标准DVB接口，设计实现基于PC机和ASI接口标准的电视节目传输流的收发设备，在广播分配服务、数字电视回传和卫星新闻采集(SNG，SatelliteNewsGathering)、专业服务和交互式服务等方面有大量的应用。

但是在现有的技术应用中，实现的均是单台设备单个通道处理DVB-S/S2(数字卫星电视广播信号)信号，当需要处理多个数字视频卫星信号时，也只能是将多个单台设备堆叠在一起使用，这样既增加了设备的采购和维护成本，又会使整个的信号处理流程复杂度高、资源占用大、效率低以及速度慢的问题凸显。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种多通道数字卫星电视广播高速解调电路，旨在解决现有的卫星数字电路不能同时处理多个数字视频卫星信号的问题。

本实用新型是这样实现的，一种多通道数字卫星电视广播高速解调电路，包括中央处理单元、控制模块、若干解串解码模块、若干串行编码器和解调译码模块，

所述解调译码模块用于接收数字卫星电视广播信号，并将所述数字卫星电视广播信号进行解调和译码，输出数字视频广播-异步串行接口信号；

所述控制模块与所述解调译码模块相连接，所述控制模块根据数字卫星电视广播信号的类型和特性配置所述解调译码模块的各项参数，并接收所述解调译码模块的工作状态参数；

所述解串解码模块与所述中央处理单元相连接，接收数字视频广播-异步串行接口信号，并对所述数字视频广播-异步串行接口信号进行码校准和8B/10B解码，对输出的数据进行位校准并转换为并行低电压差分信号传输给所述中央处理单元；

所述中央处理单元接收到所述并行低电压差分信号后，首先搜索K28.5同步字，接着进行8B/10B解码，之后再检索数据包帧头47H，并对数据进行重新排列，最后将数据由字节转换为比特流并输出；

所述串行编码器与所述中央处理单元相连接，通过并行的若干高速低电压差分信号接口接收所述中央处理单元输出的数据，并重新对其进行8B/10B编码，将其还原为数字视频广播-异步串行接口信号输出给使用者。

进一步地，所述多通道数字卫星电视广播高速解调电路还包括电平转换芯片，所述解调译码模块通过所述电平转换芯片与所述控制模块相连接，所述电平转换芯片将所述解调译码模块的TTL电平信号转换为可远距离传输的RS232电平信号。

进一步地，所述多通道数字卫星电视广播高速解调电路还包括千兆位以太网物理层芯片，所述千兆位以太网物理层芯片通过GMII总线与所述中央处理单元相连接，将所述中央处理单元传输来的数据转换为符合IEEE802.3以太网标准的差分信号，之后通过以太网口输出。

进一步地，所述多通道数字卫星电视广播高速解调电路还包括百兆位以太网芯片，所述百兆位以太网芯片通过EBI总线与所述控制模块相连接，将网络应用层的信息经过协议解析后转换为EBI总线数据发送给所述控制模块。

进一步地，所述解调译码模块包括解调译码控制模块和八个解调译码器，所述八个解调译码器分别与所述解调译码控制模块相连接；

所述八个解调译码器同时接入八组卫星信号，并实时解调输出八组数字视频广播-异步串行接口信号；

所述解调译码控制模块接收来自所述控制模块的总配置参数信息，并将总配置参数信息分解为对应的八组控制信息，同时配置八个解调译码器的参数，并将同时获取到的八个解调译码器的工作状态参数合并为一组总工作状态参数输出给所述控制模块。

进一步地，所述解串解码模块为八个，同时解串解码八组数字视频广播-异步串行接口信号。

进一步地，所述串行编码器为八个，同时输出八组数字视频广播-异步串行接口信号。

进一步地，所述控制模块对外提供EBI总线接口、串行接口、GPIO接口。

进一步地，所述解串解码模块包括自适应电缆均衡器和解串解码器，

所述均衡器将输入的数字视频广播-异步串行接口信号进行增益放大，使传输通道频率响应趋于平坦，来改善信号的眼图和抖动，并对信号波形整形，之后转换为差分信号输出；

所述解串解码器与所述均衡器相连接，将接收到的差分信号通过内部时钟恢复电路进行锁定，从中提取出正确的时钟并去除信号中的高频抖动，并进行解串。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：所述的多通道数字卫星电视广播高速解调电路将若干解串解码模块和若干串行编码器与中央处理单元相连接，整个系统的数据均由中央处理单元进行处理，实现了并行多合一、串行一分多的电路结构，通过中央处理单元实现同时解串解码多路数据，串行编码合路输出的功能，以达到减小信号处理复杂度、减少占用外部资源、提高效率和速度。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的多通道数字卫星电视广播高速解调电路的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

结合图1所示，为本实用新型一较佳的实施例，一种多通道数字卫星电视广播高速解调电路，包括中央处理单元10、控制模块50、若干解串解码模块30、若干串行编码器40和解调译码模块20。解调译码模块20用于接收数字卫星电视广播信号(即DVB-S/S2信号)，并将数字卫星电视广播信号进行解调译码后输出DVB-ASI(DigitalVideoBroadcasting-AsynchronousSerialInterface，数字视频广播-异步串行接口)信号。控制模块50与解调译码模块20相连接，控制模块50根据数字卫星电视广播信号的类型和特性配置解调译码模块20的各项参数，之后对解调译码模块20的工作状态进行监控，实时接收解调译码模块20的工作状态参数。

解串解码模块30与中央处理单元10相连接，用于将接收到的DVB-ASI(DigitalVideoBroadcasting-AsynchronousSerialInterface，数字视频广播-异步串行接口)信号进行码校准和8B/10B(一种编码方式)解码。把码校准为K28.5(一种测验码型)同步格式后，进行8B/10B解码，之后对输出的数据进行位校准，最后将数据转换为并行LVDS(Low-VoltageDifferentialSignaling，低电压差分信号)高速数字信号传输给中央处理单元10。控制模块50与中央处理单元10相连接，控制模块50与中央处理单元10分别对应实现千兆以太网的网络层、传输层和数据链路层、物理层的协议处理，最终共同实现千兆以太网的数据输出功能。中央处理单元10接收到并行LVDS信号后，首先搜索K28.5同步字，接着进行8B/10B解码，之后再检索数据包帧头47H，并对数据进行重新排列，最后将数据由字节转化为比特流并输出。比特流数据以两种方式输出，一种方式是将数据打包为IP(一种网络数据格式)数据包由千兆网输出给使用者，另一种方式是将数据再重新进行8B/10B编码，之后输出给串行编码器。

串行编码器40与中央处理单元10相连接，通过并行的若干高速LVDS信号接口接收中央处理单元10输出的数据，并将其还原为DVB-ASI信号输出给使用者。多通道数字卫星电视广播高速解调电路还包括电平转换芯片，解调译码模块20通过电平转换芯片与控制模块50相连接，电平转换芯片将解调译码模块20的TTL(Transistor-TransistorLogic，晶体管-晶体管逻辑电平)电平转换为可以远距离传输的RS232电平信号。

多通道数字卫星电视广播高速解调电路还包括千兆位以太网物理层芯片(即1000Base-T以太网芯片)70和百兆位以太网芯片(即100Base-T以太网芯片)60，千兆位以太网物理层芯片70通过GMII(千兆多媒体独立接口)总线与中央处理单元10相连接，将接收到的数据转换为符合IEEE802.3以太网标准的差分信号对后通过以太网口输出。百兆位以太网芯片60通过EBI(ExternalBusInterface，外部总线接口)总线与控制模块50相连接，将网络应用层信息经过协议解析后转换为EBI总线数据发送给控制模块50，最终实现使用者的远程接入能力。

解调译码模块20包括解调译码控制模块201和八个解调译码器202，八个解调译码器202分别与解调译码控制模块201相连接。解调译码控制模块201能实现八组解调译码器202的控制信息合并为一组总控制信息的功能，即可以同时配置八个解调译码器202所有的参数，并可以同时获取到八个解调译码器202的工作状态信息，合并为一组串行信号后输出到控制模块50。八个解调译码器202均开放UART接口和I2C接口供开发者配置解调译码器202的所有参数，同时提供两个高频信号接口，一个输入信号接口，一个输出信号接口，输入接口接入数字卫星电视广播信号(即DVB-S/S2信号)，经过解调译码后，由输出接口输出DVB-ASI码流信号。其解调方式有QPSK、8PSK、16APSK和32APSK，译码方式有Viterbi、RS、LDPC、BCH。八个解调译码器202可以同时分别接入DVB-S/S2信号，并可以实时解调输出8组DVB-ASI码流信号。输出的ASI码流信号可以有不同的数据接收速率，但是传输速率是恒定的，为270Mbit/s，因此只需要一根同轴电缆就可以实现270Mbit/s的信号速率传输，并可以发送和接收不同速率的MPEG-2(一种视频编码标准)数据。ASI采用分层结构，分为物理层、数据编码层和传送规则层。ASI接口具有高速、可靠、固定波特率和传输距离远等优点，而且连接简单、成本低，可以广泛应用于各种高速点到点的传输，尤其是视频传输设备，因此本实施例中解调译码器202的输出接口采用ASI接口。

本实施例中，解串解码模块30为八个，串行编码器40为八个。中央处理单元10同时并行处理8组解串解码模块30送来的数据。处理完的数据同时分送到千兆位物理层以太网芯片(即1000Base-T以太网芯片)70和串行编码器40。中央处理单元10实现网络分层中的MAC子层(即数据链路层中的MediaAccessController)功能，它将比特流封装成数据帧，内含上一层协议模块(即控制模块50)生成的目的地址、源地址、长度类型和数据，在传送数据帧时，在帧前添加7个字节的前导码和1个字节的定界符，并在数据传送结束时加发4个字节的循环冗余效验码。中央处理单元10与千兆位物理层以太网芯片70(即PHY芯片)通过GMII总线(千兆多媒体独立接口)相连接，PHY芯片实现网络分层中的物理层功能。中央处理单元10将数据帧传送给千兆位以太网芯片70后，千兆位以太网芯片70将数据转换为符合IEEE802.3以太网标准的差分信号对后通过以太网口输出，8个通道的数据均通过千兆位物理层以太网芯片70分发输出。中央处理单元10在将比特流送出至千兆网的同时，再将比特流重新编码(即上述译码的逆过程)解析出8路10bit位宽数据和时钟，通过每路5组高速LVDS数据接口信号和1组高速LVDS时钟接口信号将数据同时送给8个串行编码器40。

控制模块50由5V电压进行供电，用户对参数的设置、状态的查询、信号的监控等数据均由其处理完成。控制模块50对外提供EBI(ExternalBusInterface，外部总线接口)接口、I2C接口、UART(通用异步收发传输器，UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter)接口、GPIO(GeneralPurposeInput/Output，通用接口)接口、USB(UniversalSerialBus，通用串行总线)接口等，其中EBI总线接口为复用总线。EBI总线同时与中央处理单元10和百兆位以太网芯片(即100Base-T以太网芯片)60连接，用户可以通过100Base-T以太网实现远程接入，通过网络浏览器设置解调译码器202的所有参数，监控解调译码器202的当前工作状态，用户的所有输入和输出数据均由100Base-T以太网芯片解析转换后经EBI总线传输给控制模块50处理；同时控制模块50还通过EBI总线与中央处理单元10交互信息，由控制模块50的内核系统(LINUX系统)实现网络分层中的网络层和传输层的功能，并将IP数据包和ARP协议包发送至下一层(即发送给中央处理单元10)。UART接口经电平转换芯片转换为RS232电平后通过排线与解调译码控制模块201连接，解调译码控制模块201的所有控制参数均经由RS232接口传输至控制模块50处理。

解串解码模块30包括均衡器和解串解码器。均衡器与解串器相连接，将串行码流信号进行波形整形并转换为差分信号。该均衡器为自适应电缆均衡器，是一个高增益、大带宽、模拟、射频，带自动增益控制的放大-滤波器，在接收上由于电缆对高低频衰减不同及ASI码流电平幅度减小、高频谐波分量减少，造成眼图开口率下降，甚至接近0，为了正确地恢复“0”和“1”的数字信号，接收到的数据信号需要通过电缆均衡器进行波形整形。ASI码流经由同轴电缆传输接入MCX(一种射频接插座，75欧姆阻抗)插座，ASI码流传输时必须是高频衰减比较小、特性阻抗为75欧姆，否则将无法正确接收数字码流，因此外围元器件，比如电阻、高频电感、高频电容，必须经由单端75欧姆阻抗匹配后，传输至均衡器，通过均衡器增加高频增益使传输通道频率响应趋于平坦来改善眼图和信号抖动，串行码流信号通过整形，转换为差分信号且经过电阻匹配其特性阻抗为100欧姆，然后输出至解串解码器。

该解串解码器兼容多种影音输入格式，可以接收SMPTE259M-C(270MbpsSD-SDI即标清串行数字接口)、SMPTE292M(1.485GbpsHD-SDI即高清串行数字接口)、SMPTE424M(2.97Gbps3G-SDI即3G串行数字接口)以及DVB-ASI(270Mbps即异步串行接口)影音工业格式，经解串后转换为5bit位宽的LVDS差分信号，为应用提供10bit或20bit位宽的并行影音格式数据。

解串解码器接收来自均衡器的差分信号，之后通过内部时钟恢复电路进行锁定，从中提取出正确的时钟并去除信号中的高频抖动。经过时钟恢复后的信号同时进入内部锁定检测电路，控制内部时钟恢复器的中心频率，确保完成输入信号的锁定。锁定检测是一个连续的过程，从系统上电后或复位后就开始工作，直到掉电或复位信号被拉高。锁定检测算法首先通过内部载波检测信号来确认输入的串行码流是否正确(即输入的差分信号)，如果内部载波检测信号为低，则认为输入的串行码流为不正常的信号，所有的输出将被禁止，反之，锁定算法进入检测同步的捕捉阶段，进行4次DVB-ASI的同步字的检测，每次检测时钟恢复的中心频率都在270Mb/s(DVB-ASI信号传输速率恒定为270Mbps)。如果经过4次检测仍然没有锁定，则锁定检测算法进入内部PLL(PhaseLockedLoop，锁相环)锁定模块，在这个模式下，内部时钟恢复器将不考虑DVB-ASI的同步格式，直接去锁定输入的数据流，这个过程需花10毫秒才能完成锁定。之后解串后的并行信号进入内部误码检测和误码纠正电路，检测并纠正传输及解码中出现的误码，降低解码的误码率。误码检测包含以下几种检测：视频标准检测、循环冗余码(CRC)检测、锁定误码检测、辅助数据校验和时钟基准系统(TRS)误码检测。误码纠正可纠正的误码有：非法码重变换、CRC纠错、辅助数据校验和纠错、TRS纠错。最后输出10bit/20bit并行LVDS信号给所述中央处理单元，这样就完成了DVB-ASI串行码流数据的解串。

本实用新型的多通道数字卫星电视广播高速解调电路将八个解串解码模块30和八个串行编码器40与中央处理单元10相连接，整个系统的数据均由中央处理单元10进行处理，实现了并行八合一、串行一分八的电路结构，通过中央处理单元10实现同时解串解码八路数字视频数据，并重新排列合路输出的功能，从而达到减小信号处理复杂度和减少占用外部资源，提高效率和速度、降低成本的目的。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多通道数字卫星电视广播高速解调电路，其特征在于，包括中央处理单元、控制模块、若干解串解码模块、若干串行编码器和解调译码模块；

所述解调译码模块用于接收数字卫星电视广播信号，并将所述数字卫星电视广播信号进行解调和译码，输出数字视频广播-异步串行接口信号；

所述控制模块与所述解调译码模块相连接，所述控制模块根据数字卫星电视广播信号的类型和特性配置所述解调译码模块的各项参数，并接收所述解调译码模块的工作状态参数；

所述解串解码模块与所述中央处理单元相连接，接收数字视频广播-异步串行接口信号，并对所述数字视频广播-异步串行接口信号进行码校准和8B/10B解码，对输出的数据进行位校准并转换为并行低电压差分信号传输给所述中央处理单元；

所述中央处理单元接收到所述并行低电压差分信号后，首先搜索K28.5同步字，接着进行8B/10B解码，之后再检索数据包帧头47H，并对数据进行重新排列，最后将数据由字节转换为比特流并输出；

所述串行编码器与所述中央处理单元相连接，通过并行的若干高速低电压差分信号接口接收所述中央处理单元输出的数据，并重新对其进行8B/10B编码，将其还原为数字视频广播-异步串行接口信号输出给使用者。

2.根据权利要求1所述的多通道数字卫星电视广播高速解调电路，其特征在于，所述多通道数字卫星电视广播高速解调电路还包括电平转换芯片，所述解调译码模块通过所述电平转换芯片与所述控制模块相连接，所述电平转换芯片将所述解调译码模块的TTL电平信号转换为可远距离传输的RS232电平信号。

3.根据权利要求1所述的多通道数字卫星电视广播高速解调电路，其特征在于，所述多通道数字卫星电视广播高速解调电路还包括千兆位以太网物理层芯片，所述千兆位以太网物理层芯片通过GMII总线与所述中央处理单元相连接，将所述中央处理单元传输来的数据转换为符合IEEE802.3以太网标准的差分信号，之后通过以太网口输出。

4.根据权利要求1所述的多通道数字卫星电视广播高速解调电路，其特征在于，所述多通道数字卫星电视广播高速解调电路还包括百兆位以太网芯片，所述百兆位以太网芯片通过EBI总线与所述控制模块相连接，将网络应用层的信息经过协议解析后转换为EBI总线数据发送给所述控制模块。

5.根据权利要求1所述的多通道数字卫星电视广播高速解调电路，其特征在于，所述解调译码模块包括解调译码控制模块和八个解调译码器，所述八个解调译码器分别与所述解调译码控制模块相连接；

所述八个解调译码器同时接入八组卫星信号，并实时解调输出八组数字视频广播-异步串行接口信号；

所述解调译码控制模块接收来自所述控制模块的总配置参数信息，并将总配置参数信息分解为对应的八组控制信息，同时配置八个解调译码器的参数，并将同时获取到的八个解调译码器的工作状态参数合并为一组总工作状态参数输出给所述控制模块。

6.根据权利要求1所述的多通道数字卫星电视广播高速解调电路，其特征在于，所述解串解码模块为八个，同时解串解码八组数字视频广播-异步串行接口信号。

7.根据权利要求1所述的多通道数字卫星电视广播高速解调电路，其特征在于，所述串行编码器为八个，同时输出八组数字视频广播-异步串行接口信号。

8.根据权利要求1所述的多通道数字卫星电视广播高速解调电路，其特征在于，所述控制模块对外提供EBI总线接口、串行接口、GPIO接口和USB接口。

9.根据权利要求1所述的多通道数字卫星电视广播高速解调电路，其特征在于，所述解串解码模块包括自适应电缆均衡器和解串解码器，

所述均衡器将输入的数字视频广播-异步串行接口信号进行增益放大，使传输通道频率响应趋于平坦，来改善信号的眼图和抖动，并对信号波形整形，之后转换为差分信号输出；

所述解串解码器与所述均衡器相连接，将接收到的差分信号通过内部时钟恢复电路进行锁定，从中提取出正确的时钟并去除信号中的高频抖动，并进行解串。