DE19747864A1

DE19747864A1 - Adaptive selecting method for memory access priority control in MPEG processor

Info

Publication number: DE19747864A1
Application number: DE1997147864
Authority: DE
Inventors: Wen-Yi Wu; Jyh-Shin Pan
Original assignee: United Microelectronics Corp
Current assignee: United Microelectronics Corp
Priority date: 1997-06-28
Filing date: 1997-10-30
Publication date: 1999-01-07
Anticipated expiration: 2017-10-31
Also published as: FR2765439B1; DE19747864B4; GB2329802A; GB9720236D0; GB2329802B; FR2765439A1; JPH1132332A

Abstract

The method involves using an MPEG processor, which includes an input interface for receiving compressed data to generate MPEG compressed data. The input interface, CPU, A/V frequency decoder, A/V frequency processor, memory controller and memory are connected to, and transfer data on, the data bus. The selecting method involves the steps: 1) If the CPU is to decode audio frequency, then promote the picking priority of the CPU to bus. 2) After decoding audio frequency, reduce the promoted priority. 3) If CPU is to disassemble the MPEG compressed data, then promote the picking priority of the CPU to bus. 4) Use CPU to disassemble MPEG compressed data to initially decode video frequency compressed data, then reduce the promoted priority.

Description

Background of the Invention Field of invention

Die Erfindung betrifft allgemein eine Prioritäts steuerung des Speicherzugriffs in MPEG (Motion Picture Experts Group) Schaltungen und insbesondere ein adaptives Selektionsverfahren zur Prioritätssteuerung des Speicherzugriffs in einem MPEG Prozessor. Die Er findung betrifft im einzelnen ein adaptives Selektions verfahren zur dynamischen Steuerung der Speicher-Zu griffspriorität in einem MPEG Prozessor zur Ver besserung der Dekompressionsleistung durch Reduzierung unnötiger Inanspruchnahme von Systemressourcen. The invention relates generally to a priority control of memory access in MPEG (Motion Picture Experts Group) circuits and in particular a adaptive selection procedure for priority control of memory access in an MPEG processor. The he In particular, the invention relates to an adaptive selection procedure for dynamic control of the memory close handle priority in an MPEG processor for ver Decompression performance improved by reduction unnecessary use of system resources.

State of the art

Aufgrund des technischen Fortschritts auf den Gebieten der digitalen Signalverarbeitungsverfahren, der Materialkunde, sowie der Lasertechnik ist von der mit der Reproduktion von HiFi-Klang und Filmen befaßten In dustrie für die Speicherung und den Abruf von Audio- und Videosignalen das digitale Format gewählt worden. Bei der Übertragung von Unterhaltungsprogrammen hat sich ein ähnlicher Trend in Richtung auf ein digitales Format und weg von dem alten analogen Format gezeigt, dessen technologische Grundlagen vor mehreren Jahr zehnten gelegt wurden.Due to technical progress in the fields the digital signal processing method, the Material science, as well as laser technology is from the the reproduction of hi-fi sound and films industry for the storage and retrieval of audio and Video signals the digital format has been chosen. When broadcasting entertainment programs there is a similar trend towards a digital one Format and shown away from the old analog format its technological basis several years ago tenth were laid.

Aufgrund der großen Verbreitung von analogen Empfängern bei den Endverbrauchern, wie zum Beispiel Fernseh- und Radioempfängern, sind alle Stufen der Signalübertragung zu dem Teilnehmer mit Ausnahme der letzten Stufe immer noch in analoger Form implementiert, auch wenn zur Ver änderung oder Verarbeitung der Programmsignale entweder bei Speicher- und Abrufverfahren oder zur Übertragung schon immer das digitale Format bevorzugt verwendet wurde. Zum Beispiel werden über Satelliten digitale Signale zu den Bodenstationen gesendet, von denen die Programmsignale dann in analoge Form umgewandelt und über ein Kabelnetzwerk zu den Teilnehmern übertragen werden. Es sind auch mehrere Standards für vollständig digitale Übertragungssysteme vorgeschlagen worden, wie zum Beispiel diejenigen, die für das erwartete hochauf lösende Fernsehen (HDTV) erforderlich sind. Die oben genannte Tendenz der Abkehr von den analogen hin zu den digitalen Verarbeitungsabläufen beruht darauf, daß auf der Basis der gegenwärtig verfügbaren Technologie der digitalen Speicherung und Wiedergabe von Audio- und analogen Technologie wesentlich bessere Qualität er zielbar ist. Die digitale Signalverarbeitung ist nahezu die einzige Möglichkeit, Geräte für eine Ton- und Bild reproduktion in kostengünstiger Weise mit einer so hohen Qualität zu schaffen, wie sie das akustische und optische menschlich-physikalische Aufnahmevermögen fordert.Due to the wide spread of analog receivers with end users, such as television and Radio receivers are all levels of signal transmission to the participant, except for the last level still implemented in analog form, even if for ver Modify or process the program signals either for storage and retrieval procedures or for transmission always preferred the digital format has been. For example, satellites are digital Signals are sent to the ground stations, of which the Program signals then converted into analog form and transmitted to the participants via a cable network become. There are also several standards for complete digital transmission systems have been proposed, such as for example, those who are up for the expected dissolving television (HDTV) are required. The above mentioned trend of turning away from the analogue towards the digital processing is based on the fact that the basis of the currently available technology of digital storage and playback of audio and analog technology much better quality he is aimable. The digital signal processing is almost the only way devices for a sound and picture reproduction in a cost effective manner with such a to create high quality as the acoustic and optical human-physical receptivity demands.

Unter den verschiedenen digitalen Signal-Kom pressions/Dekompressions-Verfahren ist der MPEG-Standard, das heißt MPEG-I oder MPEG-II, als das viel versprechenste und in der Multimedia-Industrie am meisten akzeptierte Verfahren hervorgetreten. Bei der Signal-Dekompression, insbesondere bei der Re produktion, beruht das MPEG-Verfahren wie viele andere auf der Verwendung von Schaltungselementen zur digitale Signalverarbeitung (DSP), um einen Datenabruf für das Abspielen von Programmen aus einer Quelle zu imple mentieren, die Signale liefert, die komprimierte Audio- und Videodaten enthalten. Die Quelle für komprimierte Daten für die MPEG-Prozessorschaltung in einer Ab spieleinrichtung kann zum Beispiel aus den letzten Exemplaren einer Gruppe von populären CDs mit einem Daten-Speicherformat bestehen, das die Video-CD (VCD) oder die digitale Video Disc (DVD) umfaßt. Die MPEG-Prozessorschaltung kann ihre komprimierten Datensignale auch von einer digitalen Sendestation empfanden.Among the various digital signal com pressions / decompression procedure is the MPEG standard, that is MPEG-I or MPEG-II, than that a lot most promising and in the multimedia industry most accepted procedures emerged. In the Signal decompression, especially with the Re production, the MPEG process is based like many others on the use of circuit elements for digital Signal Processing (DSP) to retrieve data for the Play programs from a source to imple ment, which delivers signals, the compressed audio and Video data included. The source for compressed Data for the MPEG processor circuit in a Ab Game facility can, for example, from the last Copies of a group of popular CDs with one Data storage format exist that the video CD (VCD) or the digital video disc (DVD). The MPEG processor circuit can receive their compressed data signals also felt by a digital broadcasting station.

Zur Implementierung der Audio- und Videosignalre produktion unter Verwendung von komprimierten Daten, die aus Signalquellen einer Multimedia-Anwendung nach dem MPEG-Standard stammen, müssen entsprechende elektronische digitale Hardware-Schaltungen, die auch als MPEG-Prozessoren bekannt sind, verwendet werden. Diese MPEG-Prozessoren können unter Verwendung von digitalen Schaltungselementen in Verbindung mit digitalen Signalprozessoren und Mikroprozessoren aufge baut werden, die zur Implementierung der MPEG-De kompression einen fest gespeicherten Standard-Pro grammablauf ausführen. Beim Vorgang der Implementierung der MPEG-Dekompression werden auch Speicherressourcen verwendet. Die MPEG-Prozessoren beruhen tatsächlich in erheblichem Umfang auf der Verwendung eines Speicher-Sub systems, wenn die Multimedia-Daten für eine Wieder gabe des Programms dekomprimiert werden.To implement the audio and video signal re production using compressed data, the from signal sources of a multimedia application come from the MPEG standard, corresponding must electronic digital hardware circuits that too known as MPEG processors can be used. These MPEG processors can be made using digital circuit elements in connection with digital signal processors and microprocessors builds that are used to implement the MPEG-De compression a permanently stored standard pro Execute the gram sequence. During the implementation process MPEG decompression also becomes memory resources used. The MPEG processors are actually based in significant amount on the use of a memory sub systems when the multimedia data for a re the program can be decompressed.

Die üblichen Hardwaremodule in elektronischen digitalen Schaltungen, die den MPEG-Standard der Audio- und Videosignal-Dekompression implementieren, verwenden je doch eine feste Speicher-Zugriffspriorität in einem kleinen und selbst-unterstützten Standard-Progra mmsystem. Bei solchen konventionellen MPEG-Systemen kann die Verwendung der Systemressourcen nicht optimiert werden, um die unterstützte Bandbreite des Datenbus zu nutzen, der die CPU, den DSP (digital signal processor), den Speicher und die unterstützenden logischen Schaltungen des Systems miteinander ve rbindet. Wie es einem Fachmann auf dem Gebiet der digitalen Signalverarbeitung geläufig ist, kann die un ausgewogene Verwendung von Ressourcen in einem digitalen System unmittelbar zu einer Beeinträchtigung der Gesamtleistung des Systems führen. Dadurch wird eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit vieler Be standteile des Systems notwendig. Eine solche Erhöhung der Leistungsfähigkeit ist erforderlich, um den gleichen Grad von System-Verarbeitungsfähigkeit zu er zielen, wie im Falle einer ausgewogenen Verwendung von Ressourcen. Mit anderen Worten würde ein MPEG-System mit einer unausgewogenen Verwendung der Ressourcen (einschließlich der Brandbreite des Bus) aller einzelnen Module den Einsatz einer leistungsfähigeren CPU, DSP, oder anderer Schaltungen erfordern, als im Vergleich zu denjenigen Elementen eines im Hinblick auf die Verwendung der Ressourcen gut ausgewogenen Systems.The usual hardware modules in electronic digital Circuits that meet the MPEG standard of audio and Implement video signal decompression, use each a fixed memory access priority in one small and self-supported standard progra mmsystem. In such conventional MPEG systems cannot use system resources be optimized to support the supported bandwidth of the To use data bus that the CPU, the DSP (digital signal processor), the memory and the supporting ones logical circuits of the system ve binds. As one skilled in the art digital signal processing is common, the un balanced use of resources in one digital system directly to an impairment the overall performance of the system. This will an increase in the performance of many Be components of the system necessary. Such an increase the performance is required to the same degree of system processability to he aim, as in the case of a balanced use of Resources. In other words, an MPEG system with an unbalanced use of resources (including the bus width) of all individual modules the use of a more powerful CPU, DSP, or other circuits than required in the Compared to those elements of one with regard to the use of resources well balanced system.

Insbesondere würden bei der Durchführung einer MPEG-De kompression in dem Fall, in dem die Speicher-Zu griffspriorität unter allen funktionalen Modulen in dem MPEG-Prozessor unveränderlich ist, erhebliche Verluste der Speicherbus-Brandbreite auftreten, wenn die CPU in einer endlosen Abtastschleife der Standardprogramme blockiert wäre. Andererseits würde sehr häufig die Situation eintreten, daß immer dann, wenn ein Modul des MPEG-Prozessors über den Systembus auf Ressourcen Zu griff nehmen muß, der Bus belegt ist. In diesem Fall muß das anfordernde Modul in einen Wartezustand gesetzt werden. Dies führt dazu, daß das System eine beträcht liche Zeit mit der Steuerung der CPU zur Aus führung des Abrufs verbringt, während der DSP-Teil des Systems während dieser Zeit blockiert ist und versucht, Zugang zu dem Bus zu erhalten, um auf Daten in dem Speicher-Subsystem zuzugreifen.In particular, when performing an MPEG-De compression in the case where the memory-to handle priority among all functional modules in the MPEG processor is immutable, significant losses of the memory bus bandwidth occur when the CPU is in an endless scanning loop of the standard programs would be blocked. On the other hand, very often Situation that always occur when a module of the MPEG processor to resources via the system bus handle, the bus is busy. In this case the requesting module must be placed in a wait state become. As a result, the system has a considerable impact time with the control of the CPU management of the polling spends while the DSP portion of the System is blocked during this time and tries to Get access to the bus to access data in the Access memory subsystem.

Summary of the invention

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein adaptives Selektionsverfahren zur Prioritätssteuerung des Speicherzugriffs in einem MPEG Prozessor zu schaffen, mit dem eine wesentlich ausgewogenere Ver wendung der Speicherbus-Bandbreite erzielt wird.The invention is therefore based on the object adaptive selection procedure for priority control of memory access in an MPEG processor create with which a much more balanced ver application of the memory bus bandwidth is achieved.

Mit der Erfindung soll ferner ein adaptives Selektions verfahren zur Prioritätssteuerung des Speicherzugriffs in einem MPEG Prozessor geschaffen werden, mit dem eine wesentlich ausgewogenere Verwendung der Speicherbus-Band breite zur Verbesserung der gesamten MPEG-Dekompressions-Leistungsdaten erzielt wird.The invention is also intended to be an adaptive selection Priority control of memory access be created in an MPEG processor with which one much more balanced use of the memory bus band wide to improve the overall MPEG decompression performance data is achieved.

Schließlich soll mit der Erfindung auch ein adaptives Selektionsverfahren zur Prioritätssteuerung des Speicherzugriffs in einem MPEG Prozessor geschaffen werden, mit dem eine wesentlich ausgewogenere Verwendung der Speicherbus-Bandbreite durch eine dynamische Prioritätseinstellung von Zugriffsrechten zu dem Systembus zur Verbesserung der gesamten MPEG-De kompressions-Leistungsdaten erzielt wird.Finally, the invention is also intended to be an adaptive one Selection procedure for priority control of the Memory access created in an MPEG processor with which a much more balanced Use of memory bus bandwidth by one dynamic priority setting of access rights the system bus to improve the entire MPEG-De compression performance data is achieved.

Die oben genannten Aufgaben und Ziele werden durch Schaffung eines erfindungsgemäßen adaptiven Selektions verfahrens zur Prioritätssteuerung des Speicherzugriffs in einem MPEG Prozessor gelöst bzw. erreicht. Der Prozessor weist funktionale Module auf, die eine CPU zur Analyse der komprimierten Audio- und Video-Daten in den komprimierten MPEG-Daten umfassen, wobei eine Speicher-Steuereinheit zur Vermittlung der Zu griffspriorität jedes Moduls auf den Datenbus zum Zu griff auf den Speicher verwendet wird. Die Zu griffspriorität der CPU auf den Datenbus wird auf einem relativ niedrigen Wert gehalten, jedoch mit Ausnahme des Falls, in dem die CPU eine Analyse der kom primierten MPEG-Daten durchführen und die anfängliche Decodierung der komprimierten Audiodaten implementieren muß. Die Nutzung der Datenbus-Bandbreite ist somit unter allen Systemenressourcen ausgewogen, wodurch die Gesamtleistung des Systems erhöht wird.The above tasks and goals are accomplished by Creation of an adaptive selection according to the invention Priority control method for memory access solved or achieved in an MPEG processor. Of the Processor has functional modules that a CPU to analyze the compressed audio and video data in the compressed MPEG data, one being Memory control unit for switching the Zu Priority of each module's access to the data bus accessed the memory being used. The To Handle priority of the CPU on the data bus is on a kept relatively low, with one exception the case in which the CPU analyzes the com perform primary MPEG data and the initial Implement decoding of the compressed audio data got to. The use of the data bus bandwidth is therefore balanced among all system resources, making the Overall system performance is increased.

Brief description of the drawings

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Er findung ergeben sich aus der nachfolgenden de taillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungs formen, auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Die Beschreibung erfolgt mit Bezug auf die Zeich nungen. Es zeigt:Further details, features and advantages of the Er Invention can be found in the following de waisted description of preferred execution shape, but not limited to the invention is. The description is made with reference to the drawing mentions. It shows:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der internen Konfiguration eines MPEG Prozessors; Fig. 1 is a block diagram of the internal configuration of an MPEG processor;

Fig. 2 ein Flußdiagramm des Ablaufs eines Standard-Pro gramms eines bekannten MPEG Prozessors, der zur Steuerung der Implementierung des Vorgangs der Dekompression nach einem festgelegten Prio ritätsplan verwendet wird und Fig. 2 is a flowchart of the flow of a standard program of a known MPEG processor, which is used to control the implementation of the process of decompression according to a predetermined priority plan and

Fig. 3 ein Flußdiagramm des Ablaufs eines Standard-Pro gramms gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung für einen MPEG Prozessor, der zur Steuerung der Implementierung des Vorgangs der Dekompression in einem adaptiv gewählten Prio ritätsplan verwendet wird. Fig. 3 is a flowchart of the flow of a standard program according to a preferred embodiment of the invention for an MPEG processor that is used to control the implementation of the decompression process in an adaptively chosen priority plan.

Description of the preferred embodiment

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild der internen Ko nfiguration eines typischen MPEG Prozessors. Die Schaltung der Hardware und die strukturelle Konfi guration sowie die allgemeine Arbeitsweise eines solchen MPEG Prozessors sollen zum Zwecke der Be schreibung der Erfindung untersucht werden. Fig. 1 shows a block diagram of the internal configuration of a typical MPEG processor. The circuitry of the hardware and the structural confi guration as well as the general functioning of such an MPEG processor are to be examined for the purpose of describing the invention.

Wie in dem Blockschaltbild zu erkennen ist, hat ein MPEG Prozessor, der allgemein mit der Bezugsziffer 100 bezeichnet ist, eine Anzahl von funktionalen Modulen, die über einen Datenbus und ein Netzwerk von mehreren Steuersignal-Leitungen miteinander verbunden sind. Der MPEG Prozessor 100 erhält einerseits an seinem Eingang komprimierte Daten, die den MPEG Kompressionsstandard erfüllen und erzeugt andererseits dekomprimierte Audio- und Video-Programmsignale nach der Verarbeitung.As can be seen in the block diagram, an MPEG processor, generally designated by the reference number 100 , has a number of functional modules which are connected to one another via a data bus and a network of a plurality of control signal lines. On the one hand, the MPEG processor 100 receives compressed data at its input which meet the MPEG compression standard and, on the other hand, generates decompressed audio and video program signals after processing.

Bei dem dargestellten Beispiel empfängt der MPEG Prozessor 100 eine Folge von komprimierten Daten aus einer CD-kompatiblen Einrichtung, die eine VCD oder eine DVD sein kann und erzeugt PCM-Signale als Audio ausgang und NTSC-Signale als Videoausgang. Wie allge mein bekannt ist, können dem MPEG Prozessor 100 auch die Signale einer Multimedia-Signalquelle wie zum Bei spiel die von einer Sendestation übertragenen digitalen Signale, die den MPEG-Standard erfüllen, zugeführt werden. Andererseits kann das von dem MPEG Prozessor 100 erzeugte Video-Ausgangssignal auch ein PAL-Signal sein oder es kann zum Beispiel eine Standard-VGA-Format haben, das in der Computerindustrie (bei PCs) weit ver breitet ist. Dieses Video-Ausgangssignal kann dann für die weitere Verarbeitung und Wiedergabe geeigneten Schaltungen zugeführt werden.In the example shown, the MPEG processor 100 receives a sequence of compressed data from a CD-compatible device, which can be a VCD or a DVD, and generates PCM signals as an audio output and NTSC signals as a video output. As is generally known to me, the signals of a multimedia signal source such as, for example, the digital signals transmitted from a transmitting station that meet the MPEG standard can also be supplied to the MPEG processor 100 . On the other hand, the video output signal generated by the MPEG processor 100 may also be a PAL signal or it may have a standard VGA format, for example, which is widely used in the computer industry (in PCs). This video output signal can then be supplied to suitable circuits for further processing and playback.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Hardware-Konfiguration ar beitet der MPEG Prozessor 100 in der Weise, daß er die empfangenen MPEG Daten im Zusammenwirken mit einem Speichersystem dekomprimiert, das in der Zeichnung allgemein mit der Bezugsziffer 400 bezeichnet ist. Bei diesem beschriebenen Beispiel sind die Speicherblöcke in dem zur Implementierung des MPEG-Dekompressionsab laufs erforderlichen Speichersystem 400 physikalisch unabhängig von dem MPEG Prozessor 100. Der MPEG Prozessor 100 greift auf den Speicher 400 über den Da tenbus zu, der diese beiden Baugruppen verbindet. Ein Fachmann sollte beachten, daß die Verwendung einer ge genüber dem MPEG Prozessor physikalisch externen Speicherblock-Anordnung nicht unbedingt erforderlich ist. Es ist auch möglich, die verwendeten Speicher blöcke intern in dem MPEG Prozessor vorzusehen. In dem Fall des in Fig. 1 dargestellten Beispiels kann in einem bestimmten Fall der MPEG Prozessor 100 in das VCD- (oder DVD-)Laufwerk-Subsystem integriert sein, das an dem Erweiterungsbus eines Personal-Computer systems installiert ist. Diese besondere Anordnung kann ein zugewiesenes Speichersegment des adressierbaren Speicherraumes in dem Host-Computersystem als Arbeits speicherbereich verwenden.In the hardware configuration shown in FIG. 1, the MPEG processor 100 operates to decompress the received MPEG data in cooperation with a memory system, generally designated 400 in the drawing. In this example described, the memory blocks in the memory system 400 required to implement the MPEG decompression process are physically independent of the MPEG processor 100 . The MPEG processor 100 accesses the memory 400 via the data bus that connects these two modules. A person skilled in the art should note that the use of a memory block arrangement which is physically external to the MPEG processor is not absolutely necessary. It is also possible to provide the memory blocks used internally in the MPEG processor. In the case of the example shown in FIG. 1, in a particular case the MPEG processor 100 can be integrated into the VCD (or DVD) drive subsystem that is installed on the expansion bus of a personal computer system. This particular arrangement can use an allocated memory segment of the addressable memory space in the host computer system as a working memory area.

Der in Fig. 1 gezeigte MPEG Prozessor 100 hat ein CD-Interfacemodul 110, das als Schnittstelle zwischen dem Prozessor und der Quelle für komprimierte MPEG Signale verwendet wird. Diese Signalquelle kann wie bei diesem beschriebenen Beispiel eine CD-kompatible Einrichtung einer VCD oder DVD sein. Unter normalen Bedingungen empfängt das CD-Interface 110 Datensignale, die in dem MPEG-komprimierten Format, das in Serie gesendet wird, aufbereitet sind. Dies beruht darauf, daß Standard-CD-kom patible Laufwerke, ebenso wie viele andere auf magnetischen Medien basierende Laufwerke, auf Daten zu greifen, die auf der Oberfläche des Speichermediums in Form einer Folge von einzelnen Bits gespeichert sind. Auch wenn es in der Zeichnung nicht dargestellt ist, kann das CD-Interface 110 somit Schaltungen zur seriell-parallel-Umsetzung aufweisen, die die empfangenen seriellen Daten zur nachfolgenden Verar beitung mit der internen Schaltung des Prozessors entsprechend der Spezifikation des MPEG Standards in parallele Daten umsetzen. Die auf diese Weise vera rbeiteten Eingangsdaten werden dann in einem FIFO (first-in first-out) 112 gepuffert und können in entsprechender Weise für die weitere Verarbeitung an die nachfolgenden Schaltungsmodule in dem Prozessor 100 ausgegeben werden. The MPEG processor 100 shown in FIG. 1 has a CD interface module 110 which is used as an interface between the processor and the source for compressed MPEG signals. As in this example described, this signal source can be a CD-compatible device of a VCD or DVD. Under normal conditions, the CD interface 110 receives data signals that are prepared in the MPEG compressed format that is broadcast in series. This is due to the fact that standard CD-compatible drives, like many other drives based on magnetic media, access data stored on the surface of the storage medium in the form of a sequence of individual bits. Even if it is not shown in the drawing, the CD interface 110 can thus have circuits for serial-parallel conversion which process the received serial data for subsequent processing with the internal circuitry of the processor in accordance with the specification of the MPEG standard into parallel data implement. The input data processed in this way are then buffered in a FIFO (first-in first-out) 112 and can be output in a corresponding manner to the subsequent circuit modules in the processor 100 for further processing.

Das CD-Interface 110 ist mit dem Rest der Schaltung des MPEG Prozessors 100 über einen Datenbus MEM_BUS verbun den. Bei dem dargestellten Beispiel liegt das Speicher system 400, das als Arbeitsspeicher für den Prozessor dient, im wesentlichen an dem Datenbus MEM_BUS, was in der Zeichnung zu erkennen ist. Die funktionalen Haupt-Mo dule der Schaltung des MPEG Prozessors 100 liegen ebenfalls an diesem Datenbus, so daß sie im Betrieb auf den Systemspeicher 400 zugreifen können. Durch die bi direktionale Darstellung der Bussegmente, die in die funktionalen Module hinein- und aus diesen heraus führen, wird in der Zeichnung schematisch die Tatsache angedeutet, daß die Daten je nach Bedarf in beiden Richtungen übertragen werden.The CD interface 110 is connected to the rest of the circuit of the MPEG processor 100 via a data bus MEM_BUS. In the example shown, the memory system 400 , which serves as working memory for the processor, is essentially on the data bus MEM_BUS, which can be seen in the drawing. The functional main modules of the circuit of the MPEG processor 100 are also on this data bus, so that they can access the system memory 400 during operation. Due to the bi-directional representation of the bus segments that lead into and out of the functional modules, the fact that the data is transmitted in both directions is indicated schematically in the drawing.

Die funktionalen Module in dem MPEG Prozessor 100 um fassen mit Ausnahme des CD-Interface 110, das ein Ein gangsinterface zu dem System darstellt, eine CPU 120, einen MPEG Audiodecoder 130, einen PCM Prozessor 132, einen MPEG Videodecoder 140, einen Videoprozessor 142 und eine Speichersteuereinheit 150. Wie bereits erwähnt wurde, liegen diese Module auf dem Datenbus MEM_BUS, so daß ein Zugriff auf den Systemspeicher 400 möglich ist, wenn der MPEG Prozessor 100 arbeitet, um aus den über die externe Quelle über das CD-Interface 110 empfangenen MPEG Daten Audio- und Video-Ausgangssignale zu erzeugen.The functional modules in the MPEG processor 100 include, with the exception of the CD interface 110 , which is an input interface to the system, a CPU 120 , an MPEG audio decoder 130 , a PCM processor 132 , an MPEG video decoder 140 , a video processor 142 and a memory controller 150 . As already mentioned, these modules are on the data bus MEM_BUS, so that access to the system memory 400 is possible when the MPEG processor 100 is working in order to extract audio and data from the MPEG data received via the external source via the CD interface 110 Generate video output signals.

Die CPU 120 kann ein Mikroprozessor oder ein Mikro controller sein, der einen Standard-Programmablauf zur Koordinierung der Arbeitsweise der funktionalen Module in dem MPEG Prozessor 100 während des Ablaufs der MPEG Datendekompression ausgeführt. Wenn der Programmablauf gestartet ist, koordiniert die CPU 120 alle funktionalen Module gemäß einem vorprogrammierten Prio ritätsplan, durch den es jedem Modul ermöglicht wird, auf die Speicherressourcen zuzugreifen, wenn dies auf grund der Steuerung durch die Speichersteuereinheit 150 erforderlich ist. Wenn die Speichersteuereinheit 150 einem Modul das Zugriffsrecht auf die Speicher ressourcen 400 über den Datenbus MEM_BUS auf der Basis des Prioritätsplans erteilt, kann dieses Modul, das das CD-Interface 110, der MPEG Audiodecoder 130, der PCM Prozessor 132, der MPEG Videodecoder 140, der Videopro zessor 142 oder die CPU 120 sein kann, unabhängig auf die Speicherressourcen 400 Zugriffnehmen.The CPU 120 may be a microprocessor or a micro controller that executes a standard program flow to coordinate the functioning of the functional modules in the MPEG processor 100 during the MPEG data decompression process. When the program flow is started, the CPU 120 coordinates all functional modules according to a preprogrammed priority plan that enables each module to access the memory resources when required by the control by the memory controller 150 . If the memory control unit 150 grants a module access rights to the memory resources 400 via the data bus MEM_BUS on the basis of the priority plan, this module, which includes the CD interface 110 , the MPEG audio decoder 130 , the PCM processor 132 , the MPEG video decoder 140 , the video processor 142 or the CPU 120 can independently access the memory resources 400 .

Einem Fachmann ist es geläufig, daß mehrere Einrichtun gen, die auf einem gemeinsamen Datenbus liegen, jeweils einzeln Zugriff zu den gemeinsamen Ziel-Speicher ressourcen erhalten können. Dies ist ein im Hinblick auf das Zugriffsrecht auf den Datenbus MEM_BUS konkurrierendes Verfahren, das entsprechend dem festge legten Plan der Prioritätsbestimmung ausgeführt wird. Bei den bekannten MPEG Prozessoren ist dieser Plan ein festgelegtes Verfahren. Ein solcher Prioritätsplan nach dem Stand der Technik erfordert das Steuerelement, im Falle der erläuterten Hardware-Konfiguration die Speichersteuereinheit 150 gemäß Fig. 1, um den An forderungsstatus von allen funktionalen Modulen zu überwachen und das Zugriffsrecht auf den Datenbus für den Speicherzugriff auf der Basis des Prioritätsve rfahrens zu erteilen, das in den Standard-Pro grammablauf eingebettet ist.A person skilled in the art is familiar with the fact that several devices which are on a common data bus can each have individual access to the common target memory resources. This is a competing method with regard to the right of access to the data bus MEM_BUS, which is carried out in accordance with the defined schedule of priority determination. In the known MPEG processors, this plan is a fixed procedure. Such a priority plan according to the prior art requires the control element, in the case of the hardware configuration explained, the memory control unit 150 according to FIG. 1 in order to monitor the request status of all functional modules and the right of access to the data bus for memory access on the basis of the Priority procedure to be issued, which is embedded in the standard program flow.

Im Falle des Beispiels der in Fig. 1 gezeigten Hardware-Konfiguration werden die funktionalen Module in dem MPEG Prozessor 100 unter Vermittlung der Speichersteuereinheit 150 koordiniert, um in geordneter Weise Zugriff auf den Datenbus MEM_BUS zu erhalten. Es soll darauf hingewiesen werden, daß jedes funktionale Modul in dem MPEG Prozessor 100 nicht nur über den Datenbus MEM_BUS eine Verbindung zu den Speiche rressourcen 400 aufweist, sondern auch mit zusätzlichen Steuersignalleitungen für Bestätigungen versehen ist, die mit der Speichersteuereinheit 150 verbunden sind. Diese Steuerleitungen erleichtern die Steuerung des Ab laufs des Zugriffs jedes Moduls auf die Speicher ressourcen.In the case of the example of the hardware configuration shown in FIG. 1, the functional modules in the MPEG processor 100 are coordinated by means of the memory control unit 150 in order to obtain access to the data bus MEM_BUS in an orderly manner. It should be pointed out that each functional module in the MPEG processor 100 not only has a connection to the memory resources 400 via the data bus MEM_BUS, but is also provided with additional control signal lines for confirmations which are connected to the memory control unit 150 . These control lines facilitate the control of the expiry of each module's access to the memory resources.

Außerdem ist die CPU 120 in dem MPEG Prozessor 100 auch für die Analyse der komprimierten MPEG Daten und die Umwandlung in Audio-, Video- und andere unterstützte Datensegment verantwortlich, die die komprimierten Daten bilden, die den MPEG Standard erfüllen. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Hardware-Beispiel empfängt die CD-Schnittstelle 110, wie oben beschrieben wurde, den seriellen Bitstrom der komprimierten Daten aus der externen Quelle und speichert die empfangenen MPEG-komprimierten Daten in einem CD-FIFO 422 der Speicher ressourcen 400. Wie bereits beschrieben wurde, erfordert dieser Ablauf die Koordination durch die Speichersteuereinheit 150. Anschließend implementiert die CPU 120 unter der Steuerung des Standard-Pro grammablaufs auch die Analyse der aus dem CD-FIFO 422 abgerufenen Daten und speichert dann die erzeugten komprimierten Audio- und Videosignale in einem Audio puffer 412 beziehungsweise einem Videopuffer 414.In addition, the CPU 120 in the MPEG processor 100 is also responsible for analyzing the compressed MPEG data and converting it into audio, video and other supported data segments that form the compressed data that meet the MPEG standard. In the hardware example shown in FIG. 1, the CD interface 110 , as described above, receives the serial bit stream of the compressed data from the external source and stores the received MPEG-compressed data in a CD FIFO 422 of the memory resources 400 . As previously described, this process requires coordination by the memory controller 150 . Subsequently, the CPU 120, under the control of the standard program flow, also implements the analysis of the data retrieved from the CD FIFO 422 and then stores the generated compressed audio and video signals in an audio buffer 412 or a video buffer 414 .

Andererseits spielen der MPEG Audiodekoder 130 und der MPEG Videodekoder 400 eine wesentliche Rolle bei der Audio- und Video-DSP, bei der die entsprechenden Daten zur Dekodierung zerlegt werden, um die entsprechenden Audio- und Videodaten in dekomprimiertem Format zu er halten. Wie allgemein bekannt ist, beinhalten diese Ab läufe die Anwendung von Dekodier-Algorithmen.On the other hand, the MPEG audio decoder 130 and the MPEG video decoder 400 play an essential role in the audio and video DSP, in which the corresponding data is decoded for decoding in order to obtain the corresponding audio and video data in decompressed format. As is well known, these procedures involve the use of decoding algorithms.

Wenn zum Beispiel der MPEG Videodecoder 140 einen Zu gang zu den Speicherressourcen 400 anfordert, kenn zeichnet dieser das Anforderungssignal über die VD_MEM Steuerleitungen zu der Speichersteuereinheit 150. Die Speichersteuereinheit 150 vermittelt bei Empfang der Anforderung auf der Basis des vorbestimmten Speicherzu griffs-Prioritätsplans. Wenn das mit der Speicher steuereinheit 150 erzielte Vermittlungsergebnis den Zu griff auf den Datenbus MEM_BUS gewährt, kann der MPEG Videodecoder 140 seinen Speicherzugriff auf die Speicherressourcen 400 über den Datenbus MEM_BUS be ginnen. Der MPEG Videodecoder 140 kann dann zum Bei spiel die in dem zugewiesenen Bereich, dem Videopuffer 414 in den Speicherressourcen 400 gespeicherten Daten abrufen, um die Verarbeitung der komprimierten Video daten durchzuführen, die zuvor analysiert und durch die CPU 120 in den Videopuffer 414 eingeschrieben wurden. Andererseits kann der MPEG Videodecoder 140 zum Bei spiel auch die von ihm erzeugten Daten in dem zuge wiesenen Bereich, dem Rahmenpuffer 432 in den Speicher ressourcen 400 speichern. Diese in dem Rahmenpuffer 432 gespeicherten Daten können dann später durch den Video prozessor 142 in ähnlicher Weise abgerufen werden, wie im Zusammenhang mit der Vermittlung der Speichersteuer einheit 150. Der Videoprozessor 142 kann dann die von ihm erzeugten Signale als Videoausgang, im Falle der Fig. 1 als NTSC Signal ausgeben. Wie allgemein bekannt ist, kann der Videoprozessor 142 in einem anderen Fall auch ein PAL-Signal erzeugen.For example, if the MPEG video decoder 140 requests access to the memory resources 400 , it identifies the request signal via the VD_MEM control lines to the memory control unit 150 . The memory controller 150 mediates upon receipt of the request based on the predetermined memory access priority plan. If the switching result obtained with the memory control unit 150 grants access to the data bus MEM_BUS, the MPEG video decoder 140 can begin its memory access to the memory resources 400 via the data bus MEM_BUS. The MPEG video decoder 140 can then, for example, retrieve the data stored in the allocated area, the video buffer 414 in the memory resources 400 , to perform the processing of the compressed video data that was previously analyzed and written into the video buffer 414 by the CPU 120 . On the other hand, the MPEG video decoder 140 can, for example, also store the data it generates in the assigned area, the frame buffer 432 in the memory resources 400 . This data stored in the frame buffer 432 can then be retrieved later by the video processor 142 in a similar manner as in connection with the switching of the memory control unit 150 . The video processor 142 can then output the signals it generates as a video output, in the case of FIG. 1 as an NTSC signal. As is well known, video processor 142 may also generate a PAL signal in another case.

Somit ist bei dem MPEG Prozessor 100 mit der in Fig. 1 gezeigten Hardware-Konfiguration die CPU 120 erforder lich, um die Analyse der komprimierten MPEG Daten sowie die anfängliche Audio- und Videodekodierung in wirksamer Weise durchzuführen. Mit anderen Worten muß der CPU 120 ein Zugriffsrecht auf den Datenbus mit hoher Priorität zugewiesen werden, um diese Analyse und die anfängliche Dekodierung so schnell wie möglich abschließen zu können. Wie oben bereits erwähnt wurde, ermöglichen bekannte MPEG Prozessoren diesen Betrieb mit einem festen Prioritätsplan. Bei solchen festge legten Prioritätsverfahren sind alle funktionalen Module in dem MPEG Prozessor 100 an der Ausführung ihrer entsprechenden funktionalen Abrufe gehindert, wenn die CPU 120 erst einmal mit den Schritten der Pro grammschleife befaßt ist. Dieser feste Prioritätsplan hat zumindest einen großen Nachteil. Die CPU 120 be nötigt selbst auch eine gewisse Bandbreite des Datenbus MEM_BUS, wenn sie ihren Programmablauf durchführt und auf die Speicherressourcen 400 zugreift. Aus diesem Grund tritt häufig der Fall auf, daß die CPU 120 zeit weise in der Programmschleife gefangen ist und eine Ab tastung vornimmt, um festzustellen, ob irgend ein funktionales Modul in dem MPEG Prozessor 100 einen Zu griff auf den Datenbus MEM_BUS anfordert. Während dieser Sprungperiode ist es keinem der funktionale Module erlaubt, seine entsprechende Funktionalität aus zuführen, da der Datenbus MEM_BUS durch die CPU 120 verriegelt worden ist. Diese Situation endet häufig da mit, daß der MPEG Prozessor 100 mehr Zeit mit Schleifendurchläufen verbringt, als mit der tat sächlichen Durchführung der Dekompression der MPEG Daten. Die Gesamtleistungen dieser bekannten MPEG Prozessoren, die mit einem festen Prioritätsplan ar beiten, sind somit sehr ineffizient. Thus, in the MPEG processor 100 with the hardware configuration shown in FIG. 1, the CPU 120 is required to efficiently perform the analysis of the compressed MPEG data and the initial audio and video decoding. In other words, CPU 120 must be assigned a high priority access right to complete this analysis and initial decoding as quickly as possible. As already mentioned above, known MPEG processors enable this operation with a fixed priority plan. In such priority procedures, all functional modules in the MPEG processor 100 are prevented from executing their corresponding functional calls once the CPU 120 is concerned with the steps of the program loop. This fixed priority plan has at least one major disadvantage. The CPU 120 itself also requires a certain bandwidth of the data bus MEM_BUS when it executes its program and accesses the memory resources 400 . For this reason, it often occurs that the CPU 120 is temporarily caught in the program loop and scans to determine whether any functional module in the MPEG processor 100 requests access to the MEM_BUS data bus. During this jump period, none of the functional modules is permitted to carry out its corresponding functionality, since the data bus MEM_BUS has been locked by the CPU 120 . This situation often ends with the MPEG processor 100 spending more time looping than actually decompressing the MPEG data. The overall performance of these known MPEG processors, which work with a fixed priority plan, are therefore very inefficient.

Zum Beispiel ist es aufgrund der Tatsache, daß CD-Lauf werke (einschließlich VCD und DVD, dem jüngsten, aus der ursprünglichen CD-Familie entwickelten Mitglied) Daten in seriellem Format ausgeben, sehr wahrschein lich, daß ein leerer CD-FIFO 422 in den Speicher ressourcen 400 den Flaschenhals der internen Abläufe in dem gesamten MPEG Prozessor 100 bildet. Ein Flaschenhals entsteht in solchen Situationen dadurch, daß das durch diese bekannten MPEG Prozessoren ang ewendete feste Prioritätsverfahren nicht die Flexibi lität besitzt, anderen funktionalen Modulen, die wirklich einen Zugang zu dem Datenbus MEM_BUS zur Durchführung ihrer Funktion benötigen, diesen Zugang zu ermöglichen. Sie müssen sich vielmehr in der endlosen Schleife bewegen, da allen funktionalen Modulen in dem MPEG Prozessor die gleiche Priorität zugewiesen ist. Dies erfordert, daß sich alle in einer Schleife bewegen und jedes Modul die gleiche Folge von Schritten aus führen muß, bevor es an der Reihe ist.For example, due to the fact that CD drives (including VCD and DVD, the youngest member developed from the original CD family) output data in serial format, it is very likely that an empty CD FIFO 422 will be inserted into the Memory resources 400 form the bottleneck of the internal processes in the entire MPEG processor 100 . A bottleneck arises in such situations that the fixed priority method used by these known MPEG processors does not have the flexibility to allow other functional modules that really need access to the data bus MEM_BUS to perform their function. Rather, they have to move in an endless loop, since all functional modules in the MPEG processor are assigned the same priority. This requires that everyone moves in a loop and that each module must follow the same sequence of steps before it is their turn.

Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm, in dem der Standard-Pro grammablauf eines in einer endlosen Schleife ar beitenden bekannten MPEG Prozessors dargestellt ist. Dieser bekannte Ablauf basiert auf einem festen Prio ritätsverfahren und wird zur Steuerung der Im plementierung des Dekompressions-Betriebs verwendet, der für die extern zugeführten komprimierten MPEG Daten durchgeführt wird. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist dieser durch die CPU 120 mit der in Fig. 1 gezeigten Hardware-Konfiguration ausgeführte Standard-Pro grammablauf eine kontinuierliche Schleife, die nach dem Start bei Schritt 200 mit einem Schritt 220 beginnt und zyklisch verläuft. Insbesondere stellt der MPEG Prozessor 100 beim Start des Ablaufs mit Schritt 200 die anfänglichen Zustände für den Prioritätsplan für alle Funktionen ein, die durch den Prozessor zur Durch führung der Implementierung der MPEG Dekompression aus zuführen sind. Fig. 2 shows a flowchart showing the standard program flow of a known MPEG processor working in an endless loop. This known procedure is based on a fixed priority method and is used to control the implementation of the decompression operation which is carried out for the externally supplied compressed MPEG data. As shown in FIG. 2, this standard program flow, executed by the CPU 120 with the hardware configuration shown in FIG. 1, is a continuous loop that begins with a step 220 after the start at step 200 and is cyclical. In particular, the MPEG processor 100 sets the initial states for the priority plan for all functions to be performed by the processor to carry out the implementation of the MPEG decompression at the start of the process with step 200 .

Bei der in Fig. 2 gezeigten bekannten Endlos-Schleife werden alle funktionalen Module in dem MPEG Prozessor 10a einschließlich des CD Interface 112, des MPEG Audiodecoders 130, des PCM Prozessors 132, des MPEG Videodecoders 140, des Videoprozessors 142 und der CPU 120 durch die Speichersteuereinheit 150 vermittelt, wenn ein Zugriff zu dem Datenbus MEM_BUS erforderlich ist. Da die Speicher-Zugriffspriorität in Schritt 210 eingestellt worden ist und diese Priorität durch keinen weiteren Schritt verändert wird, haben alle Basis funktionalitäten sowohl im Hinblick auf die Analyse der komprimierten Daten, als auch im Hinblick auf die Dekodierung der Audio- und Videodaten den gleichen und unveränderlichen Prioritätsrang.In the known endless loop shown in FIG. 2, all functional modules in the MPEG processor 10 a including the CD interface 112 , the MPEG audio decoder 130 , the PCM processor 132 , the MPEG video decoder 140 , the video processor 142 and the CPU 120 are carried out the memory control unit 150 mediates when access to the data bus MEM_BUS is required. Since the memory access priority was set in step 210 and this priority is not changed by any further step, all basic functionalities have the same and with regard to the analysis of the compressed data as well as with regard to the decoding of the audio and video data unchangeable priority rank.

Gemäß Fig. 2 wird mit dem zyklischen Ablauf in Schritt 220 zunächst geprüft, ob die Funktionalität der Audio-De kodierung erforderlich ist. Zur Durchführung dieses eine Entscheidung erfordernden Schrittes bestimmt die CPU 120, ob die Durchführung einer Audio-Dekodierung erforderlich ist oder nicht. Das Programm springt dann zu Schritt 222, wo es vorübergehend aus der Schleife abzweigt, um einen Funktionsaufruf durch Ausführung eines Unterprogramms, nämlich den Funktionsaufruf A wie in diesem Schritt angegeben, auszuführen. Mit diesem aufgerufenen Unterprogramm dekodiert die CPU 120 die Daten, die den in den Speicherressourcen 400 ge speicherten komprimierten Audiodaten entsprechen. Nach der Dekodierung gibt die CPU 120 die dekodierten komprimierten Audiodaten aus und führt diese den Speicherressourcen zu. Dies wird durch die CPU 120 über einen Zugriff auf den Datenbus MEM_BUS durch die Speichersteuereinheit 150 implementiert. Danach kann das allgemein in dem Programmschritt 222 genannte Unterprogramm abgeschlossen werden. Die Programm steuerung kann dann zu der Hauptschleife zurückkehren, das heißt mit anderen Worten, die Schleife wird mit Schritt 230 fortgesetzt.According to FIG. 2, the cyclical sequence in step 220 first checks whether the functionality of the audio decoding is required. To perform this decision-making step, the CPU 120 determines whether or not to perform audio decoding. The program then jumps to step 222 where it temporarily branches out of the loop to execute a function call by executing a subroutine, namely function call A, as indicated in this step. With this called subroutine, the CPU 120 decodes the data corresponding to the compressed audio data stored in the memory resources 400 . After decoding, the CPU 120 outputs the decoded compressed audio data and supplies it to the memory resources. This is implemented by the CPU 120 via an access to the data bus MEM_BUS by the memory control unit 150 . The subroutine generally mentioned in program step 222 can then be completed. Program control can then return to the main loop, in other words, the loop continues to step 230 .

Wenn andererseits durch die CPU 120 in Schritt 220 festgestellt wird, daß es nicht erforderlich ist, die anfängliche Audio-Dekodierung durchzuführen, wird das Programm gemäß Fig. 2 mit Schritt 230 fortgesetzt.On the other hand, if the CPU 120 determines in step 220 that it is not necessary to perform the initial audio decoding, the program proceeds to step 230 in FIG. 2.

In Schritt 230 bestimmt die CPU 120 in ähnlicher Weise, ob die CD Daten oder der MPEG-Bitstrom, wie er aus der externen Quelle durch das CD Interface 110 des MPEG Prozessors 100 extrahiert wurde, analysiert werden muß. Wenn diese Funktionalität über eine geeignete Kenn zeichnung angefordert wird, verzweigt die CPU 120 wieder aus der Hauptprogramm-Schleife und koordiniert die Durchführung einer Reihe von Schritten, die im Pro grammschritt 232 als Funktionsaufruf B identifiziert sind. Hierzu gehört, daß die CPU 120 die über das CD Interface 110 erhaltenen CD Daten analysiert. Ferner wird auch der MPEG Bitstrom einer Analyse des System levels unterzogen. Die Daten, die den komprimierten Audiodaten entsprechen, die als Ergebnis der MPEG Analyseoperation erhalten werden, werden dann an die Speicherressourcen 400 ausgegeben. Die analysierten Videodaten werden ebenfalls durch die CPU 120 dekodiert, gefolgt von der anfänglichen Video-De kodierung. Das Ergebnis wird dann an den Videopuffer 414 in dem Speicher 400 ausgegeben. Anschließend kehrt der Programmablauf wieder zu der Hauptschleife zurück und wird mit Schritt 240 fortgesetzt. In step 230 , the CPU 120 similarly determines whether the CD data or the MPEG bit stream as extracted from the external source by the CD interface 110 of the MPEG processor 100 needs to be analyzed. If this functionality is requested via a suitable identifier, the CPU 120 branches out of the main program loop again and coordinates the execution of a series of steps which are identified in the program step 232 as function call B. This includes that the CPU 120 analyzes the CD data received via the CD interface 110 . The MPEG bitstream is also subjected to an analysis of the system level. The data corresponding to the compressed audio data obtained as a result of the MPEG analysis operation is then output to the storage resources 400 . The analyzed video data is also decoded by the CPU 120 , followed by the initial video decoding. The result is then output to video buffer 414 in memory 400 . The program flow then returns to the main loop and continues with step 240 .

Wenn das System feststellt, daß die Programmverzweigung zu dem Funktionsaufruf B im Schritt 230 nicht notwendig ist, wird die Hauptschleife mit Schritt 240 fortge setzt. Das Programm entscheidet in Schritt 240, ob eine weitere MPEG Dekompressionsfunktionalität erforderlich ist, die allgemein in dem Verzweigungsschritt 242 als Funktionsaufruf C bezeichnet ist, der durch die CPU 120 durchgeführt wird. Wenn diese Abfrage mit "ja" beant wortet wird, koordiniert die CPU 120 den Fortgang mit einer entsprechenden Programmverzweigung sowie einem anschließenden Rücksprung zur Hauptschleife. Wenn das Ergebnis der Abfrage negativ ist, wird der Ablauf in dem Hauptprogrammzyklus fortgesetzt und kehrt zu Schritt 220 zurück, von wo aus das Programm zyklisch wiederholt wird.If the system determines that the program branch to function call B is not necessary in step 230 , the main loop continues to step 240 . The program decides in step 240 whether further MPEG decompression functionality is required, which is generally referred to in branch step 242 as function call C, which is performed by the CPU 120 . If this query is answered with "yes", the CPU 120 coordinates the progress with a corresponding program branch and a subsequent return to the main loop. If the result of the query is negative, the flow continues in the main program cycle and returns to step 220 , from where the program is repeated cyclically.

Bei dem in Fig. 2 für einen bekannten MPEG Prozessor gezeigten Standard-Programmablauf werden die Dienste der Unterprogramme für die Funktionsaufrufe, die aus der Hauptschleife abzweigen, nämlich die in den Schritten 222, 232 und 242 genannten Operationen, in einer festen Reihenfolge durchgeführt. Wie oben bereits erwähnt wurde, wird eine beträchtliche Zeitdauer damit verschwendet, durch die Haupt-Programmschleife zu laufen, da die Funktionsaufrufe A, B und C mehrere Male durchlaufen werden müssen, bevor die Dienstmodule der Aufrufe tatsächlich ausgeführt werden können.In the standard program flow shown in FIG. 2 for a known MPEG processor, the services of the subroutines for the function calls that branch off from the main loop, namely the operations mentioned in steps 222 , 232 and 242 , are carried out in a fixed order. As mentioned above, a considerable amount of time is wasted running through the main program loop since function calls A, B and C have to be run through several times before the service modules of the calls can actually be executed.

Eine Ausführungsform der Erfindung, wie sie in dem Flußdiagramm der Fig. 3 gezeigt ist, weist eine dynamische Zuweisung der Service-Priorität auf, um den wirksamen Service des Arbeitszyklus des Standard-Pro grammablaufs des MPEG Prozessors zu verbessern und dadurch die gesamte Wirksamkeit der MPEG Dekompression zu steigern. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, stellt das Flußdiagramm den Programmablauf gemäß der bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen MPEG Prozessors dar. Dieses Programm wird zur Steuerung der Implementierung einer Dekompression verwendet, der die komprimierten Daten, die den MPEG Standard erfüllen, unterworfen werden.An embodiment of the invention, as shown in the flowchart of FIG. 3, has a dynamic service priority assignment to improve the effective service of the work cycle of the standard program flow of the MPEG processor and thereby the overall effectiveness of the MPEG Increase decompression. As shown in Fig. 3, the flowchart illustrates the program flow according to the preferred embodiment of an MPEG processor according to the invention. This program is used to control the implementation of decompression to which the compressed data which meet the MPEG standard are subjected.

Für eine detaillierte Beschreibung des in dem Flußdia gramm der Fig. 3 gezeigten Standard-Programmablaufs soll die Verwendung eines in Fig. 1 dargestellten MPEG Prozessors 100 berücksichtigt werden. Wie sich aus der Darstellung ergibt, ist dieser beispielhafte, durch die CPU 120 in der Hardware-Konfiguration der Fig. 1 aus geführte Standard-Programmablauf ebenfalls im Rahmen einer kontinuierlichen Programmschleife aufgebaut, die nach einem Start mit Schritt 300 beginnend mit dem Schritt 320 zyklisch durchlaufen wird. Im einzelnen setzt der MPEG Prozessor 100 beim Start des Programms mit dem Schritt 300 die anfänglichen Bedingungen (Zustände) für den Prioritätsplan des Speicherzugriffs für alle Funktionen fest, die in dem Prozessor bei dem Verfahren der Implementierung der MPEG Dekompression auszuführen sind. Es sei darauf hingewiesen, daß dieser Satz von Prioritätszuständen nur die anfängliche Ein stellung ist, wobei die Parameter dynamisch eingestellt werden, wenn der MPEG Prozessor 100 seine Tasks (Prozesse) ausführt.For a detailed description of the standard program flow shown in the flow diagram of FIG. 3, the use of an MPEG processor 100 shown in FIG. 1 should be taken into account. As can be seen from the illustration, this exemplary standard program sequence carried out by the CPU 120 in the hardware configuration of FIG. 1 is also constructed as part of a continuous program loop which, after a start with step 300, starts cyclically with step 320 is going through. Specifically, when the program starts, step 300 , the MPEG processor 100 sets the initial conditions (states) for the memory access priority plan for all functions to be performed in the processor in the process of implementing MPEG decompression. It should be noted that this set of priority states is only the initial setting, the parameters being set dynamically when the MPEG processor 100 executes its tasks (processes).

Wie in Fig. 3 zu erkennen ist, überprüft in Schritt 320 das zyklische Hauptprogramm zunächst, ob die Audio-De kodierfunktionalität erforderlich ist. Wenn in diesem, eine Entscheidung treffenden Schritt die CPU 120 ermittelt, daß die Implementierung der anfänglichen Audio-Dekodierung erforderlich ist, springt der Programmablauf zu Schritt 322, durch den die Zu griffspriorität der CPU 120 zu dem Datenbus MEM_BUS er höht wird. Die Prioritätsanhebung erfolgt in Bezug auf den ursprünglichen Wert, wie er in Schritt 310 eingestellt wurde, als das Programm zu Anfang gestartet wurde. Der Programmablauf wird dann mit Schritt 324 fortgesetzt, mit dem durch Ausführung eines entsprechenden Funktions-Unterprogramms ein Funktions aufruf A durchgeführt wird. In ähnlicher Weise, wie es oben für das bekannte Programm beschrieben wurde, dekodiert die CPU 120 die Daten, die den in den Speicherressourcen 400 gespeicherten komprimierten Audiodaten entsprechen und speichert das Ergebnis dann wieder in den Speicherressourcen 400. Dies wird dadurch erleichtert, daß die CPU 120 den Zugriff auf den Daten bus MEM_BUS über eine Steuerung durch die Speiche rsteuereinheit 150 regelt. Danach kann das allgemein mit dem Programmschritt 324 bezeichnete Unterprogramm abgeschlossen und die Programmsteuerung dann mit Schritt 326 fortgesetzt werden, mit dem der Prioritäts wert, der der CPU 120 zum Zugriff auf die Speicher ressourcen 400 zugewiesen wurde, über eine Steuerung über den Datenbus MEM_BUS abgesenkt wird. Zu diesem Zeitpunkt kann die CPU-Priorität zur Anforderung von Diensten über den Datenbus auf einen Wert abgesenkt werden, der kleiner ist, als die anfängliche Ein stellung. Anschließend wird das Programm mit Schritt 330 fortgesetzt, um das Verfahren der nachfolgenden MPEG Dekompression auszuführen.As can be seen in FIG. 3, in step 320 the cyclical main program first checks whether the audio decoding functionality is required. In this decision-making step, if the CPU 120 determines that the implementation of the initial audio decoding is required, the program flow jumps to step 322 , which increases the access priority of the CPU 120 to the data bus MEM_BUS. The priority increase is in relation to the original value as set in step 310 when the program was initially started. The program flow then continues with step 324 , with which a function call A is carried out by executing a corresponding function subroutine. In a manner similar to that described above for the known program, the CPU 120 decodes the data corresponding to the compressed audio data stored in the memory resources 400 and then stores the result again in the memory resources 400 . This is facilitated by the fact that the CPU 120 controls the access to the data bus MEM_BUS via a control by the memory control unit 150 . Thereafter, the subroutine generally designated with the program step 324 can be completed and the program control can then be continued with step 326 , with which the priority value, which has been assigned to the CPU 120 for accessing the memory resources 400 , is reduced via a control via the data bus MEM_BUS . At this point, the CPU priority for requesting services via the data bus can be reduced to a value that is less than the initial setting. The program then proceeds to step 330 to perform the subsequent MPEG decompression procedure.

Wenn andererseits durch die CPU 120 im Schritt 320 festgestellt wird, daß die anfängliche Audio-De kodierung nicht notwendig ist, wird das Programm ge mäß Fig. 3 direkt mit Schritt 330 fortgesetzt. On the other hand, if the CPU 120 determines in step 320 that the initial audio decoding is not necessary, the program proceeds directly to step 330 as shown in FIG. 3.

In Schritt 330 bestimmt die CPU 120 in ähnlicher Weise wie in Schritt 320, ob Dienste für ein anderes funktionales Unterprogramm angefordert werden. Schritt 330 fragt zum Beispiel ab, ob die CD Daten oder der MPEG-Bitstrom, die/der von der externen Quelle durch das CD Interface 110 des MPEG Prozessors 100 extrahiert wurden, analysiert werden sollen. Wenn die Funktionalität über eine geeignete Kennzeichnung ange fordert wird, wird das Programm mit Schritt 332 fortge setzt, um den Prioritätswert für die CPU 120 zum Zu griff auf den Datenbus MEM_BUS anzuheben. Die Anhebung der Priorität erfolgt in Bezug auf den ursprünglichen Wert, wie er in Schritt 310 eingestellt wurde, als das Programm zu Anfang gestartet wurde. Anschließend wird das Programm mit Schritt 334 fortgesetzt, mit dem ein Funktionsaufruf B durch Ausführung eines entsprechenden Funktions-Unterprogramms ausgeführt wird. In diesem Unterprogramm können wiederum in ähnlicher Weise wie bei dem oben beschriebenen bekannten Programm zuge wiesene funktionale Befehle ausgeführt werden, die für den Ablauf der Implementierung der MPEG Daten-De kompression erforderlich sind. In dem aufgerufenen Unterprogramm umfassen die Befehle zum Beispiel eine Analyse der über das CD Interface 110 zugeführten CD Daten durch die CPU 120. Weiterhin wird der MPEG Bitstrom einer Analyse des Systemlevels unterzogen. Die den komprimierten Audio-Daten entsprechenden Daten, die als Ergebnis der MPEG Analyse-Befehle erhalten wurden, werden dann an die Speicherressourcen 400 ausgegeben. Die Video-Daten werden analysiert, und dann wird die anfängliche Video-Dekodierung durch die CPU 120 ausge führt. Die erhaltenen Daten werden anschließend an den Videopuffer 414 in dem Speicher 400 ausgegeben. Die Programmsteuerung wird nun mit Schritt 336 fortgesetzt, Speicherressourcen 400 über den Datenbus MEM_BUS auf den normalen Wert herabgesetzt wird. Nach diesen Schritt wird das Programm mit Schritt 340 fortgesetzt.In step 330 , the CPU 120 determines whether services for another functional subroutine are requested in a similar manner as in step 320 . For example, step 330 queries whether the CD data or the MPEG bit stream extracted from the external source through the CD interface 110 of the MPEG processor 100 should be analyzed. If the functionality is requested via a suitable identifier, the program continues with step 332 in order to raise the priority value for the CPU 120 for accessing the data bus MEM_BUS. The priority is raised from the original value as set in step 310 when the program was initially started. The program then continues with step 334 , with which a function call B is executed by executing a corresponding function subroutine. In this subroutine, in turn, in the same way as in the known program described above, assigned functional commands can be executed which are required for the implementation of the MPEG data decompression process. In the called subroutine, the commands include, for example, an analysis of the CD data supplied via the CD interface 110 by the CPU 120 . The MPEG bitstream is also subjected to an analysis of the system level. The data corresponding to the compressed audio data obtained as a result of the MPEG analysis commands are then output to the memory resources 400 . The video data is analyzed and then the initial video decoding is performed by the CPU 120 . The data obtained is then output to the video buffer 414 in the memory 400 . Program control now continues with step 336 , memory resources 400 are reduced to the normal value via the data bus MEM_BUS. After this step, the program continues with step 340 .

Wenn jedoch durch das System entschieden wurde, daß die Programmverzweigung zu dem Service-Funktionsaufruf B im Schritt 330 nicht erforderlich ist, wird die Haupt schleife mit Schritt 340 fortgesetzt. In Schritt 340 fragt das Programm ab, ob eine weitere MPEG Dekompressions-Funktionalität erforderlich ist, die in dem abgezweigenden Schritt 342 allgemein als Funktions aufruf C bezeichnet wird, der durch die CPU 120 durch geführt wird. Wenn dies der Fall ist, koordiniert die CPU 120 den Fortgang der Verzweigung entsprechend und kehrt dann zu der Hauptschleife zurück. Wenn die Ab frage negativ beantwortet wird, bleibt der Ablauf in der Hauptschleife und kehrt zu Schritt 320 zurück, von wo aus der Programmzyklus wiederholt wird.However, if the system has decided that the program branch to service function call B is not required in step 330 , the main loop continues to step 340 . In step 340 , the program queries whether further MPEG decompression functionality is required, which is generally referred to in the branching step 342 as function call C, which is carried out by the CPU 120 . If so, CPU 120 coordinates the progression of the branch accordingly and then returns to the main loop. If the query is answered in the negative, the flow remains in the main loop and returns to step 320 , from where the program cycle is repeated.

Bei dem fest gespeicherten Programm gemäß Fig. 3, das eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zum Be trieb des MPEG Prozessors darstellt, sind die Dienste für die Funktionsaufrufe der von der Hauptschleife ab gezweigten Unterprogramme, nämlich die in den Schritten 324, 334 und 342 genannten Operationen, nach einem dynamischen Plan der Prioritätsreihenfolge angeordnet. Die CPU-Priorität für den Zugang zu den Speicher ressourcen 400 über den Datenbus MEM_BUS wird nur dann über den normalen Wert angehoben, wenn dies erforder lich ist. Während aller anderen Zeitperioden, in denen es nicht notwendig ist, daß die CPU 120 die Steuerung über den Datenbus übernimmt, wird ihre Zugriffspriori tät unter den normalen Wert abgesenkt. Als Ergebnis da von wird ein Anheben der Priorität in einer Situation verhindert, in der die CPU versehentlich den Datenbus MEM_BUS besetzt, wenn dies tatsächlich nicht erforder lich ist. Dies bedeutet, daß es aufgrund der Rotation der Prioritätsliste, die auf die CPU 120 gerichtet ist, nicht dazu kommen kann, daß der Datenbus nutzlos be setzt ist, während andere funktionale Module eine Steuerung benötigen. Auch wenn bei dem in Fig. 3 dar gestellten Flußdiagramm die Hauptschleife des fest ge speicherten Programms auf die CPU 120 gerichtet ist, wenn es nicht erforderlich ist, daß das Zugriffsrecht auf den Datenbus MEM_BUS gewährt wird, besteht kein Hindernis für andere funktionale Module in dem MPEG Prozessor 100, einen Zugriff auf die Speicherressourcen 400 zu erhalten. Dies beruht darauf, daß die CPU-Priorität auf ihrem relativ geringen Wert gehalten worden ist. Somit kann die Gesamtleistung der MPEG Dekompression gegenüber bekannten Verfahren wesentlich verbessert werden.In the permanently stored program according to FIG. 3, which represents a preferred embodiment of the invention for operating the MPEG processor, the services for the function calls of the subroutines branched from the main loop are namely the operations mentioned in steps 324 , 334 and 342 , arranged according to a dynamic order of priority. The CPU priority for access to the memory resources 400 via the data bus MEM_BUS is only raised above the normal value if this is necessary. During all other time periods when it is not necessary for the CPU 120 to take control over the data bus, its access priority is lowered below the normal value. As a result, the priority is prevented from being raised in a situation where the CPU inadvertently occupies the MEM_BUS data bus when it is actually not necessary. This means that due to the rotation of the priority list, which is directed to the CPU 120 , the data bus cannot be uselessly occupied, while other functional modules require control. Even if in the flowchart shown in FIG. 3 the main loop of the permanently stored program is directed to the CPU 120 , if it is not necessary that the right of access to the data bus MEM_BUS is granted, there is no obstacle for other functional modules in the MPEG processor 100 to gain access to memory resources 400 . This is because the CPU priority has been kept at its relatively low level. The overall performance of MPEG decompression can thus be significantly improved compared to known methods.

Auch wenn die Erfindung beispielhaft anhand der bevor zugten Ausführungsform beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Ihr Umfang wird vielmehr durch die nachfolgenden Ansprüchen abgegrenzt.Even if the invention is exemplary based on the preferred embodiment has been described is the Invention is not limited to this. Your scope will rather delimited by the following claims.

Claims

1. Adaptive selection method for priority control of a memory access in an MPEG processor ( 100 ) with:
an input interface ( 110 ) for receiving compressed data and for generating compressed MPEG data;
a central processing unit ( 120 ) for analysis (extraction) of the compressed audio and video data from the compressed MPEG data;
an audio decoder ( 130 ) and a video decoder ( 140 ) for decoding the audio and video data from the compressed audio and video data, respectively;
an audio processor ( 132 ) and a video processor ( 142 ) for generating decompressed audio and video output signals from the audio or video data; and
a memory control unit ( 150 ) for switching access rights via a data bus (MEM_BUS), in which the MPEG data, the compressed audio and video data, and the audio and video data are stored in a memory ( 400 );
wherein the input interface ( 110 ), the central processing unit ( 120 ), the audio and video decoder ( 130 ; 140 ), the audio and video processor ( 132 ; 142 ) and the memory control unit ( 150 ) for exchanging Data between these units are connected to one another via the data bus (MEM_BUS), and the adaptive selection method is an endless program which has the following steps:
Raising the access priority of the central processing unit to the data bus when the central processing unit has to carry out an initial audio decoding, and reducing the increased access priority after the initial decoding of the audio data; and
Raising the access priority of the central processing unit on the data bus when the central processing unit must analyze (extract) the compressed audio and video data, the analysis of the compressed audio and video data being implemented by the central processing unit, and reducing the increased access priority after of analysis.

2. The adaptive selection method of claim 1, wherein the step of increasing the access priority of the central processing unit to the data bus in the case where the central processing unit has to perform an analysis of the compressed MPEG data and then implements the initial audio decoding implements:
Retrieving the compressed MPEG data stored in the memory by the central processing unit via the data bus for analysis (extraction) to generate the data which correspond to the compressed audio data and the compressed video data;
Storing the data corresponding to the compressed audio data over the data bus in the memory;
initially decoding the data corresponding to the compressed video data to obtain the compressed video data; and
Storage of the compressed video data in the memory via the data bus.

3. The adaptive selection method of claim 2, wherein the step of increasing the access priority of the central processing unit to the data bus in the case where the central processing unit has to perform an analysis of the compressed MPEG data and then implements the initial audio decoding implements:
The central processing unit retrieving the compressed data stored in the memory corresponding to the compressed audio data via the data bus for initial decoding to produce the compressed audio data; and
Storage of the compressed audio data in the memory via the data bus.

4. Adaptive selection method according to claim 3, which the input interface a CD interface to Receiving compressed MPEG data is from a VCD (Video Compact Disc).

5. Adaptive selection method according to claim 3, which the input interface a CD interface to Receiving compressed MPEG data is from a DVD (Digital Video Disc).

6. Adaptive selection method according to claim 4, which the CD interface also has a serial-parallel wall to convert the VCD (video Compact Disc) generated compressed serial Data included in parallel data.

7. Adaptive selection method according to claim 5, which the CD interface also has a serial-parallel wall ler to convert through the DVD (digital Video Disc) generated compressed serial data included in parallel data.

8. Adaptive selection method according to claim 3, which the input interface a digital receive inter face for receiving compressed data, which are broadcast from a digital broadcasting station become.

9. Adaptive selection method according to claim 3, which the audio processor uses a PCM processor generation of a PCM output in the form of de compressed audio output signals.

10. Adaptive selection method according to claim 3, which the video processor uses an NTSC processor generation of an NTSC output in the form of de compressed video output signals.

11. Adaptive selection method according to claim 3, which the video processor uses a PAL processor generation of a PAL output in the form of de compressed video output signals.

12. Adaptive selection method according to claim 3, which the video processor uses a VGA processor generation of a VGA output in the form of de compressed video output signals.