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Die
Erfindung betrifft eine Datenerfassungs-/Datenverarbeitungsvorrichtung
für Video-/Audio-Signale,
welche eine Mehrzahl von Signalprozessoren umfaßt.
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Eine
solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der
DE 101 53 484 A1 bekannt.
Das dort beschriebenen Video-/Audio-System umfaßt mindestens eine Erfassungseinrichtung,
welche digitale Video-/Audio-Daten bereitstellt, eine Mehrzahl von
Bearbeitungseinrichtungen (insbesondere Signalprozessoren), wobei
eine Bearbeitungseinrichtung mindestens einer Erfassungseinrichtung
zugeordnet ist, Daten der zugehörigen
Erfassungseinrichtung bearbeitet und modifizierte Daten bereitstellt,
und eine Auswerteeinrichtung, welche an die Bearbeitungseinrichtungen
gekoppelt ist und durch die die von den jeweiligen Bearbeitungseinrichtungen
bereitgestellten modifizierten Daten vergleichbar und auswertbar sind,
um einen für
eine Anwendung optimierten ausgewählten Datensatz bereitzustellen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Datenerfassungs-/Datenverarbeitungsvorrichtung
für Video-/Audiosignale
der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine optimierte Hardware-Architektur
aufweist.
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Diese
Aufgabe wird bei der eingangs genannten Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
Signalprozessoren oder eine Untermenge der Signalprozessoren an
ein Netzwerk mit sternförmiger
Topologie gekoppelt sind.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich
eine transparente Hardware-Architektur.
Es ergibt sich eine gute Skalierbarkeit, wobei die gleiche Verknüpfungsphilosophie
für alle
Baugruppen der Vorrichtung gilt.
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Insbesondere
bei der Verwendung eines entsprechenden Standards wie des Ethernet-Standards läßt sich
der Leitungsaufwand gering halten, da beispielsweise nur vier Signalleitungen
pro Signalprozessor für
die Bildung des Netzwerks benötigt
werden. Die Störungsempfindlickeit
ist verringert. Probleme bezüglich
Signal-Laufzeit und Entfernung sind vermieden. Jeder Baugruppe läßt sich
eine dedizierte Bandbreite zuordnen. Es lassen sich garantierte Bandbreiten
von beispielsweise 100 Mbit/s oder 1000 Mbit/s oder höher erreichen.
Eine entsprechende Vorrichtung läßt sich
preisgünstig
herstellen, da notwendige Hardwarekomponenten wie Hubs oder Switches
als Standardkomponenten erhältlich
sind.
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Über eine
sternförmige
Verdrahtung der Signalprozessoren läßt sich ein Vollduplexbetrieb
in allen Signalausbreitungsrichtungen (Senden und Empfangen) realisieren.
Damit läßt sich
ein Echtzeitbetrieb gewährleisten;
die Echtzeitverarbeitung von Daten ist von entscheidender Bedeutung
bei Video- und Audiodaten.
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Insbesondere
sind die Signalprozessoren oder eine Untermenge der Signalprozessoren über das
Netzwerk mit sternförmiger
Topologie miteinander verknüpft.
Es lassen sich dadurch Daten zwischen einzelnen Signalprozessoren
austauschen, wobei insbesondere alle Signalprozessoren gleichzeitig
miteinander kommunizieren können.
Dadurch ist es möglich,
das in der
DE 101
53 484 A1 beschriebene System mit einer Mehrzahl von Bearbeitungseinrichtungen
und einer Auswertungseinrichtung, welche an die Bearbeitungseinrichtungen
gekoppelt ist, auf einfache und kostengünstige Weise zu realisieren.
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Insbesondere
ist es vorgesehen, daß das Netzwerk
in die Vorrichtung integriert ist. Dadurch läßt sich eben eine Datenkommunikation
zwischen den Signalprozessoren der Vorrichtung auf einfache und
sichere Weise durchführen.
Wie oben erwähnt, lassen
sich Signal-Laufzeitprobleme vermeiden. Das Gerät weist dann eine Netz-Mikroarchitektur
auf, so daß keine
externe Netz-Makroarchitektur mehr notwendig ist. Die Netz-Mikroarchitektur
wiederum läßt sich
beispielsweise bezüglich
Bandbreite und Hardwareausstattung (wie Switches) optimal ausbilden.
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Insbesondere
bildet das Netzwerk ein Backbone für die Vorrichtung, das heißt ein Backbone
für die
Signalprozessoren.
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Ganz
besonders vorteilhaft ist es, wenn das Netzwerk gemäß dem Ethernet-Standard gebildet
ist und der Datenverkehr auf dem Netzwerk gemäß dem Ethernet-Standard erfolgt.
Der Ethernet-Standard ist in der IEEE 802.3 dargelegt. Beim Ethernet-Standard müssen nur
vier Signalleitungen pro Signalprozessor vorgesehen werden (während beispielsweise
beim PCI-Bus eine erheblich größere Anzahl
an Leitungen vorgesehen werden muß). Die Signalprozessoren können gleichzeitig
kommunizieren (während
beim PCI-Bus keine gleichzeitige Kommunikation möglich ist). Es ergibt sich
eine gute Skalierbarkeit des Systems, da die gleiche Hardwarephilosophie
für alle Baugruppen
gilt. Jeder Baugruppe läßt sich
eine dedizierte Bandbreite zuordnen, wobei sich die Bandbreite garantieren
läßt, beispielsweise
zu 100 Mbit/s oder 1000 Mbit/s oder höher. Es entstehen keine Probleme
bezüglich
Laufzeit und Entfernung. Entsprechende Hardwarekomponenten wie Hubs,
Switches oder Ports stehen zur Verfügung, so daß wiederum eine kostengünstige Herstellung
möglich
ist.
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Es
kann vorgesehen sein, daß ein
Hub, Switch oder Port für
das Netzwerk in ein Gehäuse, welches
die Signalprozessoren aufnimmt, integriert ist. Dadurch kann zur
Ankopplung der Vorrichtung beispielsweise an ein digitales Netz
wie das Internet oder ein Intranet eine minimierte Anzahl von Anschlüssen vorgesehen
werden, so daß sich
ein kompakter Aufbau ergibt.
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Grundsätzlich ist
es auch möglich,
daß ein Hub,
Switch oder Port für
das Netzwerk extern bezüglich
eines Gehäuses,
welches die Signalprozessoren aufnimmt, angeordnet ist. Dadurch
ergibt sich beispielsweise eine leichte Austauschbarkeit.
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Insbesondere
ist mindestens ein Anschluß zur
Einkopplung von Video--/Signalen vorgesehen. An einem solchen Anschluß lassen
sich insbesondere digitale Video-/Audio-Daten, welche durch eine
digitale Videokamera oder durch eine analoge Kamera mit anschließender digitaler
Wandlung bereitgestellt werden, in die Vorrichtung einkoppeln, um
die Daten erfassen zu können
bzw. verarbeiten zu können.
Beispielsweise kann eine Datenkomprimierung und/oder eine Datenauswertung
vorgesehen sein.
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In
diesem Zusammenhang ist es günstig, wenn
einem Anschluß mindestens
zwei Signalprozessoren zugeordnet sind. Es läßt sich dadurch ein Video-/Audiosystem
gemäß der
DE 101 53 484 A1 realisieren,
bei dem eine Auswertungseinrichtung an eine Mehrzahl von Bearbeitungseinrichtungen
gekoppelt ist und durch die die von den jeweiligen Bearbeitungseinrichtungen
bereitgestellten modifizierten Daten vergleichbar und auswertbar
sind, um einen für
eine Anwendung ausgewählten
optimierten Datensatz bereitzustellen. Dieser Datensatz läßt sich dann
beispielsweise über
ein digitales Netz an eine Speichereinrichtung übertragen.
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Günstigerweise
ist mindestens ein Anschluß zur Übertragung
von Daten an ein digitales Netz vorgesehen, wobei dieser Anschluß vorzugsweise
an das Netzwerk der Vorrichtung gekoppelt ist. Dadurch lassen sich
dann beispielsweise von einem Signalprozessor bereitgestellte komprimierte
Daten zunächst über das
digitale Netzwerk an ein Hub, ein Switch oder ein Port übertragen
und von dort dann über
das digitale Netz senden.
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Insbesondere
ist der Anschluß an
ein Hub, Switch oder Port des Netzwerks des Vorrichtung gekoppelt,
so daß eben über das
Netzwerk auch eine Kommunikation nach außen möglich ist. Durch das digitale
Netzwerk läßt sich
also eine interne Kommunikation der Signalprozessoren der Vorrichtung
untereinander erreichen und eine Kommunikation der Signalprozessoren
und insbesondere Senden von Daten der Signalprozessoren nach außen.
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Die
nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang
mit der Zeichnung der näheren
Erläuterung
der Erfindung.
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Die
einzige 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild
eines Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Datenerfassungs-/Datenverarbeitungsvorrichtung.
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Ein
Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Datenerfassungs-/Datenverarbeitungsvorrichtung
für Video-/Audiosignale,
welche in 1 schematisch gezeigt und dort
als Ganzes mit 10 bezeichnet ist, umfaßt ein Gehäuse 12, in welchem
eine Mehrzahl von Signalprozessoren 14 angeordnet sind (DSP – Digital
Signal Processors).
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Die
Vorrichtung 10 weist eine Mehrzahl von Anschlüssen 16 zur
Einkopplung von (digitalen) Video-/Audio-Signalen auf. Die eingekoppelten
Signale können
dann durch die Signalprozessoren 14 bearbeitet werden.
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An
einen jeweiligen Anschluß 18a, 18b, 18c ist
eine Kamera 20a, 20b, 20c und/oder ein
Mikrofon gekoppelt. Beispielsweise weist die Vorrichtung 32 Anschlüsse auf,
so daß insgesamt
32 Kameras und/oder Mikrofone anschließbar sind. Es können aber
auch weniger als 32 Kameras/Mikrofone angeschlossen sein. Grundsätzlich ist
die Anzahl der Anschlüsse 16 beliebig.
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Die
Kameras 20a, 20b, 20c stellen Videodaten
bereit. Die Vorrichtung 10 empfängt insbesondere digitale Videosignale.
Eine Digitalkamera stellt bereits digitale Videosignale bereit.
Einer Analogkamera kann ein A/D-Wandler nachgeschaltet sein, um
die analogen Videosignale in digitale Signal umzuwandeln. Gleiches
gilt entsprechend für
Mikrofone. In der 1 beziehen sich die Bezugszeichen 20a, 20b, 20c auf
eine Digitalkamera bzw. ein Digitalmikrofon bzw. eine Analogkamera/ein
Analogmikrofon mit nachgeschaltetem A/D-Wandler.
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Jedem
Anschluß 16 ist
mindestens ein Signalprozessor zugeordnet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
sind am Anschluß 18a zwei
Signalprozessoren 22a und 22b zugeordnet. Dem
Anschluß 18b ist
ein Signalprozessor 24 zugeordnet. Dem Anschluß 18c sind
zwei Signalprozessoren 26a, 26b zugeordnet.
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Durch
eine Mehrzahl von Signalprozessoren 22a, 22b bzw. 26a, 26b,
welche einem jeweiligen Anschluß 18a bzw. 18c zugeordnet
sind, lassen sich eingekoppelte Video-/Audio-Signale auf unterschiedliche
Weise erfassen bzw. bearbeiten. Beispielsweise läßt sich über den Signalprozessor 22a eine
Komprimierung der eingekoppelten Daten durchführen. Über den Signalprozessor 22b läßt sich
eine Analyse der eingekoppelten Daten durchführen. Über einen Signalprozessor 22c läßt sich
beispielsweise ein Datenvergleich durchführen.
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Ein
entsprechendes Video-/Audio-System, welches eine Mehrzahl von Bearbeitungseinrichtungen
(das heißt
insbesondere Signalprozessoren) umfaßt, wobei eine Bearbeitungseinrichtung
mindestens eine Erfassungseinrichtung (das heißt insbesondere einem Anschluß für eine Kamera
und/oder Mikrofon) zugeordnet ist, und welches Daten der zugehörigen Erfassungseinrichtung
bearbeitet und modifizierte Daten bereitstellt, wobei ferner eine
Auswerteeinrichtung, welche an die Bearbeitungseinrichtung gekoppelt
ist und durch die von den jeweiligen Bearbeitungseinrichtungen bereitgestellte
modifizierten Daten vergleichbar und auswertbar sind, um eine für eine Anwendung
optimierten ausgewählten
Datensatz bereitzustellen, ist in der
DE 101 53 484 A1 offenbart.
Auf dieses Dokument wird ausdrücklich
Bezug genommen. Eine solche Aufwertungseinrichtung ist in
1 schematisch
gezeigt und dort mit dem Bezugszeichen
22c bezeichnet.
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Erfindungsgemäß ist es
vorgesehen, daß die Mehrzahl
von Signalprozessoren 14 (oder eine Untermenge davon) an
ein Netzwerk 28 mit sternförmiger Topologie gekoppelt
sind und dadurch miteinander verknüpft sind. Das Netzwerk 28 weist
einen Hub oder Switch 30 auf, wobei Verbindungsleitungen 32 von
jedem der entsprechenden Signalprozessoren (in dem gezeigten Beispiel
von den Signalprozessoren 22a, 22b, 22c, 24, 26a, 26b)
zu dem Hub bzw. Switch 30 führen. Erfindungsgemäß ist ein
Netzwerk 28 mit sternförmiger
Topologie in die Vorrichtung 10 integriert. Dieses Netzwerk 28 verknüpft die Signalprozessoren 14 der
Datenerfassungs-/Datenverarbeitungsvorrichtung 10. Das Netzwerk 28 bildet
ein Backbone (Backplane) der Vorrichtung 10. Das Netzwerk 28 ist
in die Vorrichtung eingebaut und insbesondere in diese integriert.
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Die
Vorrichtung 10 weist mindestens einen Anschluß 34 auf, über den
sich die Vorrichtung 10 an ein digitales Netz wie das Internet
oder ein Intranet anschließbar
ist. Es ist dazu eine entsprechende Schnittstelle vorgesehen. Dieser
Anschluß 34 ist
an das Netzwerk 28 und insbesondere an den Hub bzw. Switch 30 oder
einen entsprechenden Port gekoppelt oder durch diesen gebildet.
Es kann dabei vorgesehen sein, daß der Hub bzw. Switch 30 oder
der Port innerhalb des Gehäuses 12 angeordnet
ist. Grundsätzlich
ist es auch möglich,
daß der
Hub bzw. Switch 30 und/oder der Port außerhalb des Gehäuses 12 angeordnet
ist.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
ist das Netzwerk 28 gemäß dem Ethernet-Standard
aufgebaut und der Datenverkehr auf dem Netzwerk 28 erfolgt
gemäß dem Ethernet-Standard.
Die entsprechenden Hardwareelemente wie Hub, Switch und Port sind
dann entsprechende Ethernet-Komponenten. Der Ethernet-Standard ist
in der IEEE 802.3 dargelegt.
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Bei
einem Ethernet-Netzwerk 28 werden vier Datenleitungen 32 von
den jeweiligen Signalprozessoren 14 zu dem Hub bzw. Switch 30 benötigt (Tx+, Tx–, Rx+,
Rx–).
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Beim
Ethernet-Standard mit sternförmigem Netzwerk
können
alle Signalprozessoren 14 im Vollduplexbetrieb gleichzeitig
miteinander kommunizieren.
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Durch
die Verwendung des Netzwerks 28 mit sternförmiger Topologie
und insbesondere Verwendung des Ethernet-Standards läßt sich
der Leitungsaufwand gering halten, da eben nur vier Leitungen für jeden
Signalprozessor 14 vorgesehen werden müssen. Dadurch läßt sich
wiederum die Herstellung vereinfachen. Es ergeben sich keine Probleme
mit der Signal-Laufzeit und der Entfernung. Ferner sind Hardware-Bausteine
wie Hubs, Switchs und Ports verfügbar.
Weiterhin ergibt sich eine gute Skalierbarkeit. Weiterhin ist die
Störungsempfindlichkeit
verringert. Jeder Baugruppe, beispielsweise die Signalprozessoren 22a, 22b,
ist eine bestimmte Bandbreite zugeordnet, die dann auch entsprechend
ausgenutzt werden kann.