DE19841371A1

DE19841371A1 - Evaluation method for packetized digital data flow involving comparison of identity bits transferred at predefined bit positions, with reference identity bits in bit serial comparator

Info

Publication number: DE19841371A1
Application number: DE19841371A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Horn
Original assignee: Grundig AG
Current assignee: Grundig Multimedia BV
Priority date: 1998-09-10
Filing date: 1998-09-10
Publication date: 2000-03-16
Anticipated expiration: 2018-09-11
Also published as: EP1033034A1; JP2002525922A; DE19841371B4; WO2000016547A1

Abstract

The method involves comparing identity bits, transferred at predefined bit positions in the packets, with reference identity bits. An indicator signal (I) is generated on detecting that all of the compared bits agree, to signal this agreement. The identity bits to be compared with each other are compared in a bit serial comparator. An Independent claim is also included for an evaluation device for a digital data flow.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswertung eines digitalen Datenstromes, in welchem die Daten paketweise übertragen werden, jedes Paket ein Synchronbyte aufweist und in den Paketen Bitpositionen vorgegeben sind, an denen Kennbits übertragen werden. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Auswertung eines digitalen Datenstromes.The invention relates to a method for evaluating a digital Data stream in which the data is transmitted in packets, each Packet has a synchronous byte and specified bit positions in the packets are at which identification bits are transmitted. The invention further relates to a device for evaluating a digital data stream.

Aus dem Buch "Digitale Fernsehtechnik, Datenkompression und Übertragung für DVB" von Ulrich Reimers, 2. Auflage, Springer-Verlag, 1997, Seite 89-99, ist es bereits bekannt, Audio-, Video- und Zusatzdaten nach dem MPEG-2 Standard zu einem digitalen Datenstrom zusammenzufassen, in welchem die Signaleinheiten der genannten Daten im Multiplex übertragen werden. In diesem Datenstrom werden auch Informationen über das laufende Programm und über den Übertragungsweg sowie über andere, für die technische Durchführung des Dienstes benötigten oder für den Zuschauer als Orientierungshilfe in der Programmvielfalt gedachten Informationen übertragen. Ferner enthält der Datenstrom, in welchem die Daten paketweise übertragen werden, auch in jedem Datenpaket ein Synchronbyte, welches zur wiedergabeseitigen Datenwiedergewinnung verwendet wird. Die Informationen über das laufende Programm werden in Form von Tabellen übertragen. Eine erste dieser Tabellen ist die "Program Association Table (PAT)", die eine Liste aller im vorliegenden Transport-Multiplex vorhandenen Programme sowie Querverweise auf eine jeweils zugehörige "Program Map Table (PMT)" aufweist. Diese wiederum enthält Informationen, die zur Decodierung des jeweiligen Programmes benötigt werden. Zu diesen Informationen gehören unter anderem Kennbits, die eine Kennung für die aktuelle Tabelle, die Länge der Tabelle, eine Kennung für den aktuellen Transportstrom und die Versionsnummer der aktuellen Tabelle darstellen. From the book "Digital television technology, data compression and transmission für DVB "by Ulrich Reimers, 2nd edition, Springer-Verlag, 1997, pages 89-99 it already known audio, video and additional data after the MPEG-2 Standard summarize to a digital data stream in which the Signal units of the data mentioned are transmitted in the multiplex. In This data stream also contains information about the current program and via the transmission route and via others, for the technical Implementation of the service needed or for the viewer as Orientation guide in the variety of programs. The data stream also contains, in which the data is transmitted in packets a sync byte in each data packet, which is used for playback-side data recovery is used. The information the current program is transmitted in the form of tables. A First of these tables is the "Program Association Table (PAT)", which is a list all programs in the present transport multiplex as well Cross-references to a respective "Program Map Table (PMT)" having. This in turn contains information that is used to decode the respective programs are required. This information includes among other things, identifier bits, which are an identifier for the current table, the length the table, an identifier for the current transport stream and the Display the version number of the current table.

In der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 198 20 936 der Anmelderin sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Auswertung eines digitalen Datenstroms beschrieben, wobei jeweils die Daten paketweise übertragen werden, jedes Paket ein Synchronbyte aufweist und in den Paketen Bitpositionen vorgegeben sind, an denen Kennbits übertragen werden. Dabei werden die an vorgegebenen Bitpositionen aufeinanderfolgender Pakete übertragenen Kennbits miteinander verglichen und beim Erkennen fehlender Übereinstimmung der miteinander verglichenen Kennbits ein Indikatorsignal erzeugt, welches die Ungleichheit der miteinander verglichenen Kennbits signalisiert.In the unpublished German patent application 198 20 936 der The applicant is a method and a device for evaluating a digital data stream described, the data in packets are transmitted, each packet has a synchronous byte and in the packets Bit positions are specified at which identification bits are transmitted. Here are those of successive packets at predetermined bit positions transmitted characteristic bits compared with each other and missing when recognizing An indicator signal which creates the inequality of the compared compared comparison bits signals.

Der Vergleich der Kennbits erfolgt bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen stets unter Verwendung eines Mehr-Bit-Vergleichers. Ein Ausführungsbeispiel für einen solchen bekannten Mehr-Bit-Vergleicher ist in der Fig. 2 gezeigt.In known methods and devices, the identification bits are always compared using a multi-bit comparator. An embodiment of such a known multi-bit comparator is shown in FIG. 2.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Auswertung eines digitalen Datenstroms mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen anzugeben, bei welchem der Vergleicheraufwand reduziert ist.Starting from this prior art, the object of the invention based on a method for evaluating a digital data stream with the Specify features specified in the preamble of claim 1, at which the comparator effort is reduced.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2-13. Die Ansprüche 14-20 haben eine Vorrichtung zur Auswertung eines digitalen Datenstroms zum Gegenstand.This object is achieved by a method with those specified in claim 1 Features resolved. Advantageous refinements and developments of the im Claim 1 specified method are the subject of the dependent Claims 2-13. Claims 14-20 have a device for evaluation of a digital data stream.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß sich aufgrund der Verwendung eines bitseriellen Komparators der eigentliche Vergleicheraufwand auf ein einziges Bit reduziert. Der Aufwand für einen eventuellen Vergleich größerer Einheiten als der üblichen 8 Bit führt bei der seriellen Methode zu keiner Vergrößerung des Vergleicheraufwandes, da selbst für lange Filterelemente, beispielsweise für einen 40-Bit-Vergleicher, die Komparatoreinheit, d. h. das Exclusiv-oder-Glied, nicht verändert werden muß.The advantages of the invention are in particular that due to the Using a bit serial comparator the actual comparator effort reduced to a single bit. The effort for a possible comparison Larger units than the usual 8 bit results in the serial method no increase in comparative effort, since even for a long time Filter elements, for example for a 40-bit comparator, that Comparator unit, d. H. the exclusive-or-link does not have to be changed.

Weiterhin können die Referenzkennbits, die beispielsweise von einem Mikrocomputer zur Verfügung gestellt werden, auch sehr einfach in das im Signalweg der Referenzkennbits vorgesehene Schieberegister seriell eingetaktet werden. Bei Verwendung eines bitparallelen Komparators müßte wesentlich mehr Aufwand getrieben werden.Furthermore, the reference characteristic bits, which are generated by a Microcomputers are also made available very easily in the im Signal path of the shift registers provided in series be clocked. When using a bit-parallel comparator much more effort.

Auch für die Verteilung der logischen Einheiten innerhalb eines Chips (Routing) gibt es keine starken Restriktionen. Beispielsweise müssen die Speicher für die Referenzkennbits nicht unbedingt lokal sehr dicht beieinander angeordnet sein. Es reicht aus, wenn nur benachbarte Elemente der Speicherkette nahe beieinander angeordnet sind (Placing). Lediglich die verwendete Komparatoreinheit muß schnell ausgebildet sein.Also for the distribution of the logical units within a chip (routing) there are no strong restrictions. For example, the memory for the Reference characteristic bits must not necessarily be arranged very close together locally. It is sufficient if only adjacent elements of the memory chain are close are arranged together (placing). Only the one used Comparator unit must be trained quickly.

Die seriellen Filter gemäß der Erfindung sparen Anschlußresourcen aus diesem als abgeschlossenen Bereich angesehenen Block. Dies hat den Vorteil, daß sie in einfacher Weise als Makroblöcke in Gate-Arrays, Vollkundenchips oder als externe Peripheriechips realisierbar sind. Weiterhin können auch bessere Entstörmaßnahmen ergriffen werden, je weniger Verbindungen damit versehen werden müssen.The serial filters according to the invention save connection resources therefrom block considered as a closed area. This has the advantage that it in a simple way as macro blocks in gate arrays, full customer chips or as external peripheral chips are realizable. Furthermore, better ones can Interference suppression measures are taken, the fewer connections provided with it Need to become.

Es können somit auf gleicher Chipfläche mehr Filter parallel implementiert werden, was die Leistungsfähigkeit von MPEG-Geräten erhöht.More filters can thus be implemented in parallel on the same chip area what increases the performance of MPEG devices.

Zusammenfassend sind folglich bei der Erfindung weniger Chipresourcen bzw. eine geringere Anzahl von Gattern nötig, wodurch eine Kosteneinsparung erzielt wird. Eine Erweiterbarkeit auf nicht-byte-gebundene Filterelemente ist einfacher als bei einer parallelen Verarbeitung. Auch eine Erweiterbarkeit auf beliebig viele Filterelemente und auf andere Filteralgorithmen, z. B. eine Filterung auf Ungleichheit, ist vereinfacht. Ferner werden bei seriellen Chipinterfaces Seriell-Parallel-Umsetzer eingespart. Schließlich ist auch für größere Filterelemente, beispielsweise ein 40-Bit-Filterelement, im Gegensatz zu einer parallelen Verarbeitung, bei der ein 40-Bit-breiter Komparator realisiert werden muß, kein wesentlich vergrößerter Aufwand notwendig.In summary, fewer chip resources or a smaller number of gates is required, resulting in a cost saving is achieved. An expandability to non-byte bound filter elements is easier than with parallel processing. Also an expandability any number of filter elements and other filter algorithms, e.g. Legs Filtering for inequality is simplified. Furthermore, serial Chip interfaces serial-parallel converter saved. After all, is also for larger filter elements, for example a 40-bit filter element, in contrast to parallel processing in which a 40-bit-wide comparator is implemented must be, no much increased effort necessary.

Vorteilhafte Anwendungsgebiete der Erfindung sind Frontend-Chips (Demodulatoren), Demultiplexer, Multiplexer und Ver- und Entschlüsselungssysteme.Advantageous areas of application of the invention are front-end chips (Demodulators), Demultiplexer, Multiplexer and Ver and Decryption systems.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren beispielhaft erläutert.In the following the invention is explained by way of example with reference to the figures.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 ein Blockschaltbild für ein serielles Filter gemäß der Erfindung und Fig. 1 is a block diagram for a serial filter according to the invention and

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines bekannten Mehr-Bit-Vergleichers. Fig. 2 is a block diagram of a known multi-bit comparator.

Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild für ein serielles Filter gemäß der Erfindung. Bei diesem Filter handelt es sich um ein Filter, mittels dessen in einem digitalen Datenstrom, beispielsweise einem MPEG-Datenstrom, ein vorgegebener PID- Code (Packet Identifier) erkannt werden soll. Ein derartiger PID-Code besteht aus 13 Bits. Er ist in jedem der übertragenen Pakete an vorgegebenen Bitpositionen vorgesehen und gibt die Zugehörigkeit des jeweiligen Paketes zu einem bestimmten Unterdatenstrom des MPEG-Datenstroms an. Diese Unterdatenströme enthalten jeweils einem bestimmten Fernsehrundfunkprogramm zugehörige Video-, Audio- oder Zusatzdaten. Jedem Unterdatenstrom ist eine Vielzahl von Paketen zugeordnet. Die verschiedenen Unterdatenströmen zugeordneten Pakete werden im Zeitmultiplex miteinander verschachtelt übertragen. Weiterhin weist ein digitaler MPEG-Datenstrom auch Unterdatenströme auf, die Informationen über die Organisation des digitalen Datenstroms enthalten. Diese sind tabellenförmig aufgebaut, wobei innerhalb der Tabellen eine Vielzahl von Kennbitgruppen übertragen wird, die jeweils eine vorgegebene Anzahl von Kennbits aufweisen. Beispielsweise sind in den Tabellen auch Hinweise auf rundfunkprogrammabhängige Aktualisierungen enthalten. Fig. 1 shows a block diagram for a serial filter according to the invention. This filter is a filter by means of which a predetermined PID code (packet identifier) is to be recognized in a digital data stream, for example an MPEG data stream. Such a PID code consists of 13 bits. It is provided in each of the transmitted packets at predetermined bit positions and indicates the membership of the respective packet to a specific sub-data stream of the MPEG data stream. These sub-data streams each contain video, audio or additional data associated with a specific television broadcasting program. A large number of packets are assigned to each sub-data stream. The packets assigned to different sub-data streams are transmitted interleaved in time division multiplexing. Furthermore, a digital MPEG data stream also has sub-data streams which contain information about the organization of the digital data stream. These are structured in tabular form, with a large number of identification bit groups being transmitted within the tables, each having a predetermined number of identification bits. For example, the tables also contain information on updates dependent on radio programs.

Das in der Fig. 1 gezeigte serielle Filter ist beispielsweise in einem Demultiplexer eines digitalen Satelliten-Rundfunkempfängers vorgesehen, um aus dem MPEG-Datenstrom einen bestimmten Unterdatenstrom zu separieren, beispielsweise einen Unterdatenstrom, in welchem die einem bestimmten Fernsehrundfunkprogramm zugehörigen Video-, Audio- oder Teletextsignale übertragen werden. Zu diesem Zweck muß im Demultiplexer der MPEG- Datenstrom auf das Auftreten einer Bitfolge überwacht werden, die mit einer vorgegebenen Folge von Referenzkennbits übereinstimmt, wobei die vorgegebene Folge von Referenzkennbits der PID des gewünschten Unterdatenstroms entspricht.The serial filter shown in FIG. 1 is provided, for example, in a demultiplexer of a digital satellite broadcast receiver in order to separate a certain sub-data stream from the MPEG data stream, for example a sub-data stream in which the video, audio or Teletext signals are transmitted. For this purpose, the MPEG data stream must be monitored in the demultiplexer for the occurrence of a bit sequence which corresponds to a predetermined sequence of reference identifier bits, the predetermined sequence of reference identifier bits corresponding to the PID of the desired sub-data stream.

Dem Eingang E1 des in der Fig. 1 gezeigten Blockschaltbildes wird ein nach dem MPEG-Standard codierter digitaler Datenstrom in bitserieller Form zugeführt. Am Eingang E2 liegen die Referenzkennbits, die der PID des gewünschten Unterdatenstroms entsprechen, ebenfalls in bitserieller Form vor. Diese Referenzkennbits werden beispielsweise über ein serielles Mikroprozessorinterface (I²C, SPI) zur Verfügung gestellt und in einen seriellen 13-Bit-Zwischenspeicher 1, der vorzugsweise als Schieberegister ausgebildet ist, eingeschrieben. Der Prozessor erzeugt den Schieberegistertakt und Freigabesignale selbständig, so daß keine weitere Ansteuerung für das Schieberegister notwendig ist.A digital data stream coded according to the MPEG standard is fed in bit-serial form to the input E1 of the block diagram shown in FIG. 1. At the input E2, the reference identifier bits, which correspond to the PID of the desired sub-data stream, are also available in bit-serial form. These reference characteristic bits are made available, for example, via a serial microprocessor interface (I ² C, SPI) and written into a serial 13-bit buffer 1 , which is preferably designed as a shift register. The processor generates the shift register clock and release signals independently, so that no further control is necessary for the shift register.

Das am Eingang E1 anliegende Signal A und das Ausgangssignal B des 13-Bit- Schieberegisters 1 werden einem als Exclusiv-oder-Glied realisierten bitseriellen Komparator 2 zugeführt, in welchem ein bitweiser und bitseriell erfolgender Vergleich von insgesamt 13 aufeinanderfolgenden Bitwerten erfolgt. Die erhaltenen Vergleichsergebnisse werden einem als Ergebnisakkumulator wirkenden synchronen RS-Flip-Flop 3 zugeführt. Dieses wird von einer Ansteuereinheit 4, die einen Bitzähler und eine Ablaufsteuerung aufweist, zum Zeitpunkt des Vergleichsbeginns auf "A = B" gesetzt. Tritt während der insgesamt 13 erfolgenden Bitvergleichsvorgänge auch nur ein einziges Mal eine Ungleichheit auf, wird das RS-Flip-Flop auf "A ≠ B" gesetzt. Das am Ende des Vergleichsvorganges vorliegende Ergebnis "A = B" oder "A ≠ B" wird dann in Form eines Indikatorsignals I, welches beispielsweise die Werte "0" oder "1" aufweisen kann, an die weiterverarbeitende Einheit übergeben, die in der Fig. 1 nicht dargestellt ist.The signal A present at the input E1 and the output signal B of the 13-bit shift register 1 are fed to a bit-serial comparator 2 , which is implemented as an exclusive or gate, in which a bit-wise and bit-serial comparison of a total of 13 successive bit values takes place. The comparison results obtained are fed to a synchronous RS flip-flop 3 acting as a result accumulator. This is set to "A = B" by a control unit 4 , which has a bit counter and a sequential control system, at the start of the comparison. If an inequality occurs even once during the total of 13 bit comparison processes, the RS flip-flop is set to "A ≠ B". The result "A = B" or "A ≠ B" present at the end of the comparison process is then transferred in the form of an indicator signal I, which may have the values "0" or "1", to the further processing unit, which is shown in FIG is not illustrated. 1,.

Vorstehend wurde die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, bei welchem in einem MPEG-Datenstrom ein vorgegebener PID-Code erkannt werden soll. Die Erfindung ist jedoch auch für die Erkennung anderer vorgegebener Bitfolgen geeignet, beispielsweise für die Erkennung einer 5-Bit breiten Versionsnummer oder für die Erkennung weiterer vorgegebener Bitfolgen, die in Tabellen übertragen werden, die ebenfalls Bestandteil des MPEG-Datenstroms sind. Weiterhin ist die Erfindung auch bei DAB- Datenströmen oder DVD-Datenströmen einsetzbar. Ferner ist die Erfindung auch softwaremäßig unter Verwendung eines fest oder frei programmierbaren Zustandsautomaten realisierbar.The invention was explained above using an exemplary embodiment, in which a given PID code is recognized in an MPEG data stream shall be. However, the invention is also for the recognition of others predefined bit sequences are suitable, for example for the detection of a 5-bit wide version number or for the recognition of further specified Bit sequences that are transferred in tables that are also part of the MPEG data stream are. The invention is also applicable to DAB Data streams or DVD data streams can be used. Furthermore, the invention also in software using a fixed or freely programmable State machines can be implemented.

Die Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines bekannten Mehr-Bit-Vergleichers, bei welchem für die Filterung des MPEG-Datenstroms im Hinblick auf das Erkennen eines vorgegebenen PID-Codes insgesamt 13 Komparatoren notwendig sind, die parallel zueinander angeordnet sind. Der Aufwand zur Realisierung eines derartigen Mehr-Bit-Vergleichers ist ersichtlich wesentlich höher als der Aufwand zur Realisierung eines bitseriellen Komparators gemäß der Erfindung. Fig. 2 shows a block diagram of a known multi-bit comparator, wherein the filtering of the MPEG data stream with a view to detecting a predetermined PID codes 13 comparators are required in total, which are arranged parallel to each other. The effort to implement such a multi-bit comparator is evidently much higher than the effort to implement a bit-serial comparator according to the invention.

Claims

1. A method for evaluating a digital data stream in which the data is transmitted in packets, each packet has a synchronous byte and the packets contain bit positions at which identifier bits are transmitted, the identifier bits transmitted at the predetermined bit positions of the packets being compared with reference identifier bits , and upon detection of a match of all the characteristic bits compared with one another, an indicator signal is generated which signals the equality of the characteristic bits compared with one another, characterized in that the characteristic bits to be compared with one another are compared with one another in a bit-serial comparator.

2. The method according to claim 1, characterized in that the reference characteristic bits are guided via a shift register ( 1 ).

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the bit-serial comparator has an exclusive-or-link ( 2 ).

4. The method according to claim 3, characterized in that the output signal of the exclusive or element is fed to a synchronous RS flip-flop ( 3 ) which is controlled by a control unit ( 4 ) and at its output the indicator signal (I) provides.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the digital data stream has a plurality of sub-data streams, in which each transmit data associated with a radio program become.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the radio program is a television broadcasting program and the associated data associated with the television broadcasting program Audio and additional data are.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a large number of packets is assigned to each sub-data stream that the packets assigned to different sub-data streams in time division multiplex are transmitted interleaved with each other that each packet has a Identification code (PID), which the membership of the package to indicates one of the sub-data streams, and that the ones being compared Kennbits represent a packet identification code (PID).

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the digital data stream has sub-data streams that provide information about contain the organization of the digital data stream.

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the information about the organization of the digital data stream are tabular and contain a large number of Kennbitgruppen is transmitted, each of a predetermined number of Have identification bits.

10. The method according to claim 9, characterized in that the tables provide information on updates depending on the broadcasting program contain.

11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the digital data stream is an MPEG data stream.

12. The method according to any one of the preceding claims 1-10, characterized in that the digital data stream is a DAB data stream.

13. The method according to any one of the preceding claims 1-10, characterized in that the digital data stream is a DVD data stream.

14. Device for evaluating a digital data stream in which the data are transmitted in packets, each packet has a synchronous byte and the packets have bit positions at which characteristic bits are transmitted, which device has:

a first input connection (E1) at which the identification bits transmitted at the predetermined bit positions of the packets are present in bit-serial form,
- A second input connection (E2), at which reference bits are in bit serial form and
- A bit serial comparator, the inputs of which are connected to the first and the second input connection.

15. The apparatus according to claim 14, characterized in that the bit serial comparator has an exclusive-or-link ( 2 ).

16. The apparatus according to claim 15, characterized in that an RS flip-flop ( 3 ) is connected to the output of the exclusive-or element ( 2 ).

17. The apparatus according to claim 16, characterized in that it has a control unit ( 4 ) which is connected to the RS flip-flop ( 3 ).

18. The apparatus according to claim 17, characterized in that the control unit ( 4 ) has a bit counter.

19. Device according to one of claims 16-18, characterized in that the RS flip-flop ( 3 ) has an output terminal at which an indicator signal ( 1 ) can be tapped.

20. Device according to one of claims 14-19, characterized in that it is implemented by a state machine.

21. The apparatus according to claim 20, characterized in that the state machine is fixed or freely programmable.