DE10200990A1

DE10200990A1 - Verfahren zur Speicherung von Videosignalen

Info

Publication number: DE10200990A1
Application number: DE10200990A
Authority: DE
Inventors: Reiner Noske
Original assignee: BROADCASTTELEVISION SYSTEMS ME
Current assignee: BROADCASTTELEVISION SYSTEMS ME
Priority date: 2002-01-14
Filing date: 2002-01-14
Publication date: 2003-08-14
Also published as: US20050044322A1; EP1466484A1; WO2003058977A1; US7680193B2; EP1466484B1; AU2002358173A1; DE60237235D1; JP2005524888A

Abstract

Bei einem Verfahren zur Speicherung von Videosignalen mit Hilfe eines beim Schreiben und Lesen synchron betriebenen Schreib-Lese-Speichers (SDRAM), wobei dem Schreib-Lese-Speicher ein weiterer Speicher (FIFO) mit unterschiedlichen Frequenzen zum Schreiben und Lesen nachgeschaltet ist, werden die zu speichernden Videosignale in mehrere parallele Datenströme aufgeteilt. Die Datenströme werden derart zeitkomprimiert, dass die komprimierten Datenströme nur einen Teil eines vorgegebenen Schreib-Lese-Zyklus für den Schreib-Lese-Speicher einnehmen. Aus dem Schreib-Lese-Speicher gelesene Datenströme werden über den weiteren Speicher geleitet und zu Videosignalen zusammengefasst.

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Speicherung von Videosignalen mit Hilfe eines beim Schreiben und Lesen synchron betriebenen Schreib-Lese-Speichers (SDRAM), wobei dem Schreib-Lese-Speicher ein weiterer Speicher (FIFO) mit unterschiedlichen Frequenzen zum Schreiben und Lesen nachgeschaltet ist.

Hintergrund der Erfindung

In fernsehtechnischen Geräten und Anlagen ist häufig eine Speicherung von Videosignalen erforderlich, wobei das Lesen und Schreiben mit verschiedenen Takten vorzunehmen ist. Dies ist beispielsweise in Filmabtastern und in Synchronisiergeräten der Fall. Speicherbausteine, bei denen mit einem anderen Takt gelesen als geschrieben werden kann, sind beispielsweise sogenannte FIFOs (First- In-First-Out). Diese haben jedoch den Nachteil, dass sie für die für die obengenannten Zwecke benötigte große Kapazität nur mit einem erheblichen Aufwand zur Verfügung stehen. Außerdem schränkt die bei den FIFOs gegebene Beibehaltung der zeitlichen Folge des Signals, also der Bildelemente, ihre Verwendung erheblich ein. Diesbezüglich sind zwar Schreib-Lese-Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM = Random Access Memories) vorteilhafter. Das Adressieren und Umschalten zwischen Schreib- und Lese- Betrieb vermindert jedoch die Geschwindigkeit.

Darstellung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, dass die zu speichernden Videosignale in mehrere parallele Datenströme aufgeteilt werden, dass die Datenströme derart zeitkomprimiert werden, dass die komprimierten Datenströme nur einen Teil eines vorgegebenen Schreib-Lese-Zyklus für den Schreib-Lese-Speicher einnehmen, dass aus dem Schreib- Lese-Speicher gelesene Datenströme über den weiteren Speicher geleitet und zu Videosignalen zusammengefasst werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht schnelles Lesen und Schreiben, so dass auch Videosignale mit sehr hohen Bitraten gespeichert werden können. Außerdem sind SDRAMs mit großen Kapazitäten preiswert zu erhalten. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das schnelle Schreiben und Lesen insbesondere dadurch ermöglicht, dass nicht jeder Speicherplatz einzeln adressiert zu werden braucht, sondern lediglich eine Bankadresse für einen Datenblock verwendet wird, der beispielsweise aus 512 Bildelementen besteht, die in der gleichen Folge wieder gelesen werden. Dennoch ist das erfindungsgemäße Verfahren äußerst flexibel und ermöglicht ein Lesen der Videosignale, das weitgehend unabhängig vom Takt und der Struktur (Zahl der Bildelemente, Zeilenzahl, Zwischenzeile oder progressiv) der zugeführten Videosignale ist.

Um ein gegenüber dem Schreiben schnelleres Lesen der Videosignale zu ermöglichen, kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass der Schreib-Lese-Zyklus eine Schreibperiode und mindestens eine Leseperiode umfasst. Dabei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Schreib-Lese-Zyklus eine Schreibperiode und drei Leseperioden umfasst.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Schreib- bzw. Leseperioden jeweils vor dem Schreiben bzw. Lesen Steuerzeitabschnitte zum Einstellen des Schreib-Lese- Speichers zum Schreiben bzw. Lesen und nach den Schreib- bzw. Leseperioden Steuerzeitabschnitte zum Abschließen des Schreibens bzw. Lesens enthalten. In diesen Zeitabschnitten werden den Schreib-Lese-Speichern alle für das folgende Schreiben oder Lesen erforderlichen Kommandos zugeführt.

Dabei kann ferner vorgesehen sein, dass in den Zeitabschnitten ferner ein Auffrischen des Schreib-Lese- Speichers erfolgt. Diese Ausgestaltung kann derart weitergebildet sein, dass in den vor dem Schreiben bzw. Lesen liegenden Steuerzeitabschnitten folgende Code-Folge dem Schreib-Lese-Speicher zugeführt wird: NOPs, PALL, NOPs, REF, ACTV, ACTV, NOPs.

Dadurch, dass die Steuerzeitabschnitte festgelegte Signale enthalten - im Gegensatz zu den ständig wechselnden Videodaten - können die Signale in den Steuerzeitabschnitten gut zur Synchronisierung von digitalen Maß- und Prüfgeräten genutzt werden.

Bei einem praktisch ausgeführten Verfahren wurde ferner vorgesehen, dass in den Steuerzeitabschnitten nach dem Schreiben bzw. Lesen dem Schreib-Lese-Speicher folgende Code-Folge zugeführt wird: BST, PALL, REF, NOPs.

Einzelheiten dieser Code-Folgen hängen von den jeweiligen Ausführungen der SDRAMs ab.

Je nach Anforderungen an Geschwindigkeit, an Menge der zu speichernden Videodaten und je nach verwendetem SDRAM kann die Aufteilung der Videosignale (Demultiplex) verschieden gewählt werden. Bei einem praktisch durchgeführten Verfahren hat es sich bewährt, dass die Aufteilung der Videosignale bildelementweise erfolgt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 schematisch die Darstellung der Aufteilung der Videosignale in mehrere Datenströme und
Fig. 3 schematisch Schreib- und Lese-Vorgänge sowie die dazwischen erfolgte Steuerung des SDRAM's.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Der Anordnung nach Fig. 1 werden über einen Eingang 2 digitale Videosignale zugeführt, die in einer Schaltung 3 in vier parallele Datenströme a, b, c, d aufgeteilt werden, die jeweils um die Dauer eines Bildelementes gegeneinander verzögert sind. In einem Zwischenspeicher 3' - in Fig. 1 als PREFIFO bezeichnet - wird aus den Datenströmen a, b, c, d jedes vierte Bildelement entnommen, wodurch komprimierte Datenströme A, B, C, D entstehen. Dazu werden die Schaltung 3 und der Zwischenspeicher 3' mit einem Takt CKA (auch Masterclock genannt) getaktet. Der Zwischenspeicher 3' erhält geeignete Steuersignale WR_EN und RD_EN, die das Schreiben jedes vierten Bildelementes und das Lesen jedes gespeicherten Bildelementes bewirken.
Dieser Vorgang ist in Fig. 2 schematisch dargestellt, wobei in Zeile H anhand von Austastimpulsen die Dauer einer Fernsehzeile angedeutet ist. Wegen des großen Verhältnisses der Zeilenperiode zu der Dauer eines Bildelementes sind in Fig. 2 alle Signale und Datenströme unterbrochen dargestellt.
Die Zeilen a bis d zeigen die jeweils um die Dauer eines Bildelementes verzögerten und gleichlautend in Fig. 1 bezeichneten Datenströme. Die Bildelemente sind dabei von 0 beginnend fortlaufend nummeriert. In dieser Form werden die Datenströme a bis d dem Zwischenspeicher 3' (Fig. 1) zugeführt. Mit dem Takt CKA geschrieben und gelesen wird jedes vierte jeweils in dem Datenstrom a bis d enthaltene Bildelement - in Fig. 2 aus dem Datenstrom a also die Bildelemente 3 und 7, aus dem Datenstrom b die Bildelemente 2 und 6 usw. Dadurch entstehen die Datenströme A, B, C und D mit dem gleichen "Bildelementetakt" CKA. Da sie jeweils nur jedes vierte Bildelement enthalten, sind sie gegenüber den Datenströmen a bis d entsprechend zeitkomprimiert.
Jeweils eine Farbkomponente eines Bildpunktes wird mit einem 10 Bit breiten Datenwort wiedergegeben. Es sind jedoch auch andere Bitbreiten möglich. Zur anschaulicheren Darstellung wird auf die Verarbeitung mehrerer Farbkomponenten bei dem Ausführungsbeispiel im Einzelnen nicht eingegangen. Es ist davon auszugehen, dass entsprechend mehrere Datenströme, beispielsweise für R, G und B oder Y, CR und CB, parallel verarbeitet werden. Ebenso besteht die Möglichkeit bei zugeführten Videosignalen, die einer progressiven Abtastung zugrundeliegen und später als Videosignale mit Zwischenzeile gebraucht werden, für die gradzahligen und ungradzahligen Zeilen getrennte Speicher bzw. Speicherbereiche vorzusehen.
Die in Fig. 2 in den Zeilen A bis D angedeuteten Datenströme werden dann in den Schreib-Lese-Speicher 1 eingeschrieben und dort entsprechend der Erfindung zwischengespeichert. Von einem SDRAM-Controller 8 erhält das SDRAM 1 Adressen ADDR und Steuerdaten CONTR. Außerdem erhalten das SDRAM 1 und der SDRAM-Controller 8 den Takt CKA. Dieser Takt dient im SDRAM 1 zum Schreiben und Lesen.
An das SDRAM 1 schließt sich ein FIFO-Speicher 4 an, in den die aus dem SDRAM gelesenen Datenströme mit dem Takt CKA geschrieben werden. Zum Lesen aus dem FIFO-Speicher 4 dient ein Takt CKB. Dieser ist Teil der Studionorm und nicht synchron mit dem Takt CKA. Einer weiteren Steuereinrichtung 7 werden die Takte CKA und CKB sowie Rücksetzsignale WRES und PRES zugeführt. Aus beiden Takten CKA und CKB wird der Füllgrad des FIFO-Speichers 4 ermittelt. Droht der FIFO-Speicher 4 über- oder leerzulaufen, werden entsprechende Informationen an den SDRAM-Controller 8 gegeben, der durch Lesen von weiteren Daten den FIFO-Speicher 4 auffüllt oder das Lesen von weiteren Daten zunächst unterbindet.
Ein gesamter in Fig. 3 dargestellter Schreib-Lese-Zyklus enthält eine Schreibperiode WR und Leseperioden READ1 bis READ3. Jeder dieser Schreib- bzw. Leseperioden ist ein Zeitabschnitt WP bzw. RP zum Vorbereiten des Schreibens bzw. Lesens und ein Zeitabschnitt WF bzw. RF zum Abschließen des Schreibens bzw. Lesens zugeordnet. Während dieser Zeitabschnitte erfolgt auch eine Wiederauffrischung des Speicherinhalts des SDRAM's.
In dem SDRAM-Controller 8 sind für die Schreib- bzw. Lesevorbereitung WP und RP sowie für den Abschluss WF und RF des jeweiligen Vorgangs Befehlsfolgen programmiert, die an die Verwendung des jeweiligen SDRAM-Bausteins angepasst sind. Bei einer praktischen Ausführung der Erfindung mit einem SDRAM vom Typ MB81F64842C-102 der Firma Toshiba wurden folgende Kommandos gewählt:
WP: NOPs, PALL, NOPs, REF, ACTV, ACTV, NOPs,
WR: WRIT, (NOPs),
WF: BST, PALL, REF, NOPs,
RP: NOPs, PALL, NOPs, REF, ACTV, ACTV, NOPs,
RD: READ, (NOPs),
RF: BST, PALL, REF, NOPs.

Claims

1. Verfahren zur Speicherung von Videosignalen mit Hilfe eines beim Schreiben und Lesen synchron betriebenen Schreib-Lese-Speichers (SDRAM), wobei dem Schreib-Lese- Speicher ein weiterer Speicher (FIFO) mit unterschiedlichen Frequenzen zum Schreiben und Lesen nachgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zu speichernden Videosignale in mehrere parallele Datenströme aufgeteilt werden, dass die Datenströme derart zeitkomprimiert werden, dass die komprimierten Datenströme nur einen Teil eines vorgegebenen Schreib-Lese-Zyklus für den Schreib-Lese-Speicher einnehmen, dass aus dem Schreib- Lese-Speicher gelesene Datenströme über den weiteren Speicher geleitet und zu Videosignalen zusammengefasst werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schreib-Lese-Zyklus eine Schreibperiode und mindestens eine Leseperiode umfasst.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schreib-Lese-Zyklus eine Schreibperiode und drei Leseperioden umfasst.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schreib- bzw. Leseperioden jeweils vor dem Schreiben bzw. Lesen Steuerzeitabschnitte zum Einstellen des Schreib-Lese-Speichers zum Schreiben bzw. Lesen und nach den Schreib- bzw. Leseperioden Steuerzeitabschnitte zum Abschließen des Schreibens bzw. Lesens enthalten.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den Zeitabschnitten ferner ein Auffrischen des Schreib-Lese-Speichers erfolgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den vor dem Schreiben bzw. Lesen liegenden Steuerzeitabschnitten folgende Code-Folge dem Schreib-Lese-Speicher zugeführt wird: NOPs, PALL, NOPs, REF, ACTV, ACTV, NOPs.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Steuerzeitabschnitten nach dem Schreiben bzw. Lesen dem Schreib-Lese-Speicher folgende Code-Folge zugeführt wird:
BST, PALL, REF, NOPs.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufteilung der Videosignale bildelementweise erfolgt.