DE19847120A1

DE19847120A1 - Steuerlogik für Atapi-Schnittstelle

Info

Publication number: DE19847120A1
Application number: DE1998147120
Authority: DE
Inventors: Jen-Te Shyu; Tenno Lin; Bruce Lee
Original assignee: Mustek Systems Inc
Current assignee: Transpacific Optics Wilmington Del Us LLC
Priority date: 1998-05-14
Filing date: 1998-10-13
Publication date: 1999-11-18
Anticipated expiration: 2018-10-14
Also published as: DE19847120C2; JPH11328842A; JP3072559B2; TW394887B

Abstract

Es wird eine ATAPI-Schnittstellen-Steuervorrichtung offenbart, die die Datenübertragungszeit verkürzt, die CPU-Leistung verbessert und die Speicherverwaltung der Datenpuffer zum Einsperren von Speicherplatz vereinfacht, wenn ein DVD-Spieler MPEG-Daten verarbeitet, die ein DVD-Leser über eine ATAPI-Schnittstelle an einen MPEG-Decoder überträgt.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine Schnittstellen- Steuervorrichtung. Sie betrifft insbesondere eine ATAPI-Schnittstellen-Steuervorrichtung in einem DVD-Spieler (DVD = Digital Versatile Disk) die zwischen einem MPEG-Decoder (MPEG = Motion Picture Expert Group) und einem DVD-Leser zum Steuern der Übertragung von MPEG-Daten bereitgestellt ist, die der DVD-Leser über eine ATAPI-Schnittstelle an den Puffer im MPEG-Decoder liefert. Es ist auch ein DVD-Spieler offenbart, in dem die ATAPI-Schnittstellen-Steuervorrichtung verwendet wird.

Im allgemeinen umfaßt ein DVD-Spieler einen DVD-Leser und einen MPEG-Decoder. Fig. 1 zeigt skizzenhaft ein Blockschaltbild eines DVD-Lesers. Eine Lesevorrichtung 2 greift auf Daten zu, die auf einer DVD-Disk 1 gespeichert sind. Die Daten werden in einem Verstärker 3 verstärkt und anschließend in den Datendecoder 4 und Servocontroller 5 eingegeben. Der Servocontroller 5 hält die Drehzahl eines Antriebsmotors 6 dadurch auf einer konstanten Datenübertragungsgeschwindigkeit, daß er nach dem Verarbeiten der Eingabedaten Signale auf den Antriebsmotor 6 zurückkoppelt. Der Datendecoder 4 decodiert die auf der Disk gespeicherten Daten und wandelt sie in MPEG-Daten um. Da ein DVD-Leser stets eine IDE-ATAPI-Schnittstelle enthält, kann man die MPEG-Daten vom Ausgangsanschluß des Datendecoders 4 an einen MPEG-Decoder übertragen oder gesteuert durch eine ATAPI-Schnittstelle 7 über den ATAPI-Bus zum MPEG- Decoder. Eine CPU überwacht und steuert den Datendecoder 4, den Servocontroller 5 und die ATAPI-Schnittstelle 7. Überträgt man die MPEG-Daten direkt vom Ausgangsanschluß des Daten decoders 4 zum MPEG-Decoder, so muß der DVD-Hersteller die Schnittstelle verwenden, die die IC-Lieferanten bereitstellen. Dies ist für den Hersteller unwirtschaftlich und schränkt seine Flexibilität ein, da die IC-Lieferanten ihre eigenen Spezifikationen für Schnittstellen-ICs verwenden. Die DVD-Hersteller müßten abhängig von den unterschiedlichen verwendeten Schnittstellen-ICs verschiedene Schnittstel lenschaltungen entwerfen. Da die ATAPI-Schnittstelle eine Industriestandard-Schnittstelle ist, tritt dieses Problem nicht auf.

Eine ATAPI-Schnittstelle weist zwei Übertragungsarten auf, nämlich den programmierten Eingabe/Ausgabe-Modus (PIO, PIO = Programmed Input/Out mode) und den direkten Speicher zugriffsmodus (DMA; DMA = Direct Memory Access).

Im PIO-Modus überträgt eine Steuereinheit (beispielsweise eine CPU) zuerst über einen Datenbus und einen Steuer leitungsbus ein Paketkommando (12 Byte) an eine ATAPI-Schnittstelle. Anschließend erfolgt ein Handshake-Vorgang zwischen der CPU und der ATAPI-Schnittstelle. Nach der Bestätigung werden durch die CPU überwacht und gesteuert Daten über die ATAPI-Schnittstelle an ein Ziel übertragen. Es ist jedoch ziemlich offenkundig, daß das Datenübertragen im PIO-Modus sehr viel CPU-Zeit verbraucht. Damit sinkt die CPU-Leistung und die Datenübertragungsrate nimmt ab. Folglich führt man im PIO-Modus die Datenübertragung nach dem Absetzen von Paketkommandos im DMA-Modus aus.

Während des Laufs eines DVD-Spielers, der beispielsweise einen Film zeigt, ist die Rate des Datenstroms nicht konstant. Setzt man zur Datenübertragung den DMA-Modus ein, so muß der Datenpuffer groß sein, die Schreib/Lese-Verwaltung ist kompliziert, und es entstehen leicht Betriebsprotokollfehler. Folglich ist in einem DVD-Spieler die Datenübertragung im PIO-Modus oder im DMA-Modus durch eine ATAPI-Schnittstelle weder leistungsfähig noch wirtschaftlich.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine ATAPI-Schnitt stellen-Steuervorrichtung bereitzustellen, die die erforderliche CPU-Zeit zum Datenübertragen verringert und dabei ihre Verarbeitungsleistung erhöht. Die Verwaltung des Datenpuffers soll vereinfacht und es soll Speicherplatz eingespart werden, wenn ein DVD-Leser und ein MPEG-Decoder in einem DVD-Spieler Daten im DMA-Modus über eine ATAPI- Schnittstelle übertragen.

Die Erfindung erfüllt die genannten Aufgaben durch das Bereitstellen einer ATAPI-Schnittstellen-Steuervorrichtung, umfassend: eine Steuersignal-Übertragungsvorrichtung zum Übertragen von Steuersignalen aus dem MPEG-Decoder zum DVD-Leser und der Antwortsignale auf die Steuersignale vom DVD-Leser zum MPEG-Decoder; einen DMA-Modus-Signalgenerator zum Erzeugen eines DMA-Freigabesignals für die ATAPI-Schnittstelle, wenn der MPEG-Decoder und der DVD-Leser die Vorbereitungen zum Übertragen der MPEG-Daten abgeschlossen haben, so daß der DVD-Leser mit dem Übertragen der MPEG-Daten an den MPEG-Decoder über die ATAPI-Schnittstelle im DMA-Modus beginnt; und einen Datenstromcontroller, der den DMA-Modus-Signal generator auffordert, das DMA-Freigabesignal wegzunehmen, wenn er erkennt, daß die vom MPEG-Decoder empfangenen MPEG- Daten eine vorgeschriebene Menge erreicht haben, so daß der DVD-Leser das Übertragen der MPEG-Daten an den MPEG-Decoder zeitweilig einstellt, und der Datenstromcontroller das Wiederanlegen des DMA-Modus-Signals anfordert, wenn die vom MPEG-Decoder empfangenen MPEG-Daten unter einer bestimmten Byteanzahl liegen oder der DVD-Leser das Übertragen der MPEG-Daten für eine bestimmte Zeitspanne eingestellt hat, so daß die Übertragung der MPEG-Daten über die ATAPI-Schnittstelle wieder aufgenommen wird, und der Vorgang des Wegnehmens und Wiederanlegens des DMA-Modus-Signals wiederholt ausgeführt wird, um das Übertragen der MPEG-Daten abzuschließen.

Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 ein skizzenhaftes Blockschaltbild eines herkömmlichen DVD-Lesers;

Fig. 2 ein skizzenhaftes Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen DVD-Lesers;

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Ausführungsform; und

Fig. 4 eine zeitliche Darstellung der Abläufe in einem DMA-Modus-Signalgenerator.

In Fig. 2 läuft gerade ein DVD-Spieler (und zeigt beispielsweise einen Film). Eine CPU zum Steuern des MPEG-De coders 22 liefert über eine Steuersignal-Übertragungsvorrich tung 211 Befehle an eine ATAPI-Schnittstelle 202. Die ATAPI-Schnitt stelle 202 greift befehlsgemäß auf MPEG-Daten zu, die auf einer Disk gespeichert sind. Zwischenzeitlich sendet die ATAPI-Schnittstelle 202 ein Signal an die CPU zurück und gibt ein DMA-Anforderungssignal (DMA_req) aus, um die Übertragung von MPEG-Daten im DMA-Modus anzustoßen. Anschließend vervollständigen ein DMA-Modus-Signalgenerator 212 und ein DMA-Controller 223 den Handshakevorgang, indem sie das DMA-Anforderungssignal (DMA_req) und ein Steuersignal verwenden, das der DMA-Controller 223 ausgibt. Nun läßt der DMA-Controller 223 die MPEG-Daten über einen FIFO-Puffer 221 in einen Datenpufferspeicher 222 im MPEG-Decoder 22 übertragen. Erkennt er, daß die im Datenpufferspeicher gespeicherten MPEG-Daten eine vorbestimmte Menge erreicht haben, so nimmt ein Datenstromcontroller 213 das Signal weg, das der DMA-Modus- Signalgenerator 212 ausgibt, um das Übertragen der MPEG-Daten in der ATAPI-Schnittstelle zum Datenpufferspeicher zu beenden.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, wobei zu Fig. 2 ähnliche Einheiten gleich benannt und gleich bezeichnet sind.

Ähnlich wie in Fig. 2 läuft gerade ein DVD-Spieler (und zeigt beispielsweise einen Film). Eine CPU zum Steuern des MPEG-Decoders 22 liefert über eine Steuersignal-Übertragungs vorrichtung 211 Befehle an eine ATAPI-Schnittstelle 202. Die ATAPI-Schnittstelle 202 greift befehlsgemäß auf MPEG-Daten zu, die auf einer Disk gespeichert sind. Zwischenzeitlich sendet die ATAPI-Schnittstelle 202 ein Signal an die CPU zurück und gibt ein DMA-Anforderungssignal (DMA_req) aus, um die Übertragung von MPEG-Daten im DMA-Modus anzustoßen. Eine mögliche Umsetzung der Steuersignal-Übertragungsvorrichtung 211 ist in Fig. 3 dargestellt. In dieser Ausführungsform besitzt der MPEG-Decoder 22 eine 8-Bit-CPU, und die ATAPI-Schnittstelle 202 ist eine 16-Bit-Schnittstelle. Daher werden zwei 8-Bit-Befehle, die die CPU über den Datenbus (data_bus) ausgibt, zuerst zu einem 16-Bit-Befehl zusammengefaßt, und zwar in einem ersten Latch 211a und einem ersten Wähler 211b. Anschließend wird der 16-Bit-Befehl zur ATAPI-Schnittstelle 202 übertragen. In ähnlicher Weise wird ein 16-Bit-Antwortsig nal, das die ATAPI-Schnittstelle 202 ausgibt, in einem zweiten Latch 211c gespeichert. Ein Multiplexer 211d trennt das 16-Bit- Antwortsignal in zwei 8-Bit-Signale, die zur CPU übertragen werden.

Nachdem die CPU den MPEG-Decoder 22 angewiesen hat, MPEG-Da ten zu lesen, arbeiten der MPEG-Decoder 22 und der DVD-Leser 20 mit der ATAPI-Schnittstellen-Steuervorrichtung 21 zusammen und greifen im DMA-Modus auf MPEG-Daten zu. Die Einzelheiten der Abläufe werden im folgenden beschrieben.

Nachdem die ATAPI-Schnittstelle 202 den Lesebefehl von der CPU erhalten hat, aktiviert sie ein DMA-Anforderungssignal (DMA_req) und liefert es an die CPU, die die Übertragung der MPEG-Daten im DMA-Modus anstößt. Zwischenzeitlich legt ein DMA-Modus-Signalgenerator 212 ebenfalls ein DMA_req-Signal an den DMA-Controller 223 im MPEG-Decoder 22 an. Damit wird sichergestellt, daß der DMA-Controller 223 zum Steuern der Übertragung der MPEG-Daten im DMA-Modus bereit ist. Nun gibt der DMA-Modus-Signalgenerator 212 ein DMA-Freigabesignal (DMA_ack) an die ATAPI-Schnittstelle 202 aus, um zu bestätigen, daß der MPEG-Decoder 22 zum Empfangen von MPEG-Daten im DMA-Mo dus bereit ist. Nach einer kurzen Zeit aktiviert der DMA-Con troller 223 ein DMA-Lesesignal (DMA_read) und sendet es an den DMA-Modus-Signalgenerator 212, um die ATAPI-Schnitt stelle 202 anzuweisen, daß sie die MPEG-Daten an den Datenpufferspeicher 222 im MPEG-Decoder 22 überträgt. Anschließend legt die ATAPI-Schnittstelle 202 die MPEG-Daten für Zugriffe auf einen Datenbus (DATA_BUS). Die oben beschriebenen Abläufe sind in Fig. 4 dargestellt. Sind die MPEG-Daten auf dem Datenbus für einen Zugriff verfügbar, so werden sie gelesen und dann gesteuert durch die Anweisung eines MPEG_read-Signals aus dem DMA-Controller 223 über den FIFO-Puffer auf den Datenpufferspeicher 222 geschrieben. Fig. 3 zeigt, daß in einem MPEG-Decoder sowohl ein serieller FIFO-Puffer FIFO(s) als auch ein paralleler FIFO-Puffer FIFO(p) untergebracht sind. Der Hersteller kann einen der beiden Puffer für die I/O-Datenverarbeitung auswählen. Wählt er den seriellen FIFO-Puffer FIFO(s), so muß er vor dem FIFO(s) einen Parallel- Seriell-Umsetzer PISO bereitstellen, um parallele Daten (beispielsweise 16-Bit-Daten) in serielle Daten umzuwandeln. Die seriellen Daten werden dann über FIFO(s) in den Datenpufferspeicher 222 geschrieben.

Nach dem Schreiben der MPEG-Daten in den Datenpuf ferspeicher 222 überwacht ein Datenstromcontroller 213 den Einschreibstatus des Datenpufferspeichers 222 über den DMA-Con troller 223. Beispielsweise verwendet man einen Zähler im Datenstromcontroller 213 zum Zählen der Menge an MPEG-Daten, die in den Datenpufferspeicher 222 geschrieben sind. Erreicht die Menge der in den Datenpufferspeicher 222 geschriebenen MPEG-Daten einen vorbestimmten Wert, so nimmt der Datenstrom controller 213 das DMA-Freigabesignal (DMA_ack) weg, das der DMA-Modus-Signalgenerator 212 ausgibt, und die ATAPI-Schnitt stelle 202 beendet das Übertragen der MPEG-Daten. Es wird nun Bezug auf die zeitliche Darstellung in Fig. 4 genommen. Beim Aktivieren des DMA-Freigabesignals (DMA_ack) (auf einen niedrigen Spannungspegel) werden die folgenden Signale, etwa DMA_read usw. nacheinander aktiviert. Hat die Menge der in den Datenpufferspeicher 222 geschriebenen MPEG-Da ten einen vorbestimmten Wert erreicht, so weist der Datenstromcontroller 213 den DMA-Modus-Signalgenerator 212 an, das DMA-Freigabesignal (DMA_ack) auf einem hohen Spannungspegel zu halten, so daß die MPEG-Daten in der ATAPI- Schnittstelle 202 gehalten werden und der MPEG-Decoder 22 den Empfang der MPEG-Daten zeitweilig unterbricht. Sind weniger als eine bestimmte Anzahl zu verarbeitender MPEG-Daten im Datenpufferspeicher 222 gespeichert oder hat der MPEG-Decoder 22 den Empfang der MPEG-Daten für eine bestimmte Zeitspanne unterbrochen, so weist der Datenstromcontroller 213 den DMA-Mo dus-Signalgenerator 212 an, das DMA-Freigabesignal (DMA_ack) wieder anzulegen (halte DMA_ack auf einen niedrigen Spannungspegel). Damit geht die Datenübertragung zwischen dem DVD-Leser 20 und dem MPEG-Decoder 22 weiter.

Fig. 2 und 3 zeigen, daß ein DVD-Spieler, der die erfindungsgemäße ATAPI-Schnittstellen-Steuervorrichtung verwendet, einen DVD-Leser 20, eine Schnittstellen-Steuervor richtung 21 und einen MPEG-Decoder 22 umfaßt. Dabei ist die Schnittstellen-Steuervorrichtung 21 zwischen dem DVD-Leser 20 und dem MPEG-Decoder 22 bereitgestellt. Der DVD-Spieler ist dadurch gekennzeichnet, daß die vom DVD-Leser 20 ausgegebenen MPEG-Daten gesteuert durch die ATAPI-Schnittstel len-Steuervorrichtung 21 über eine ATAPI-Schnittstelle im DMA-Modus an den MPEG-Decoder 22 übertragen werden. Die Arbeitsweise und das Prinzip unterscheiden sich nicht vom beschriebenen Fall.

Die Erfindung wurde beispielhaft und anhand der bevorzugten Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch einsichtig, daß die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist. Es ist im Gegenteil beabsichtigt, verschiedene Abwandlungen und ähnliche Anordnungen, die für Fachleute naheliegend sind, mit einzuschließen. Damit sollte der Bereich der beigefügten Ansprüche so breit wie möglich interpretiert werden und alle diese Abwandlungen und ähnlichen Anordnungen mit einschließen.

Claims

1. ATAPI-Schnittstellen-Steuervorrichtung (21), die zwischen einer DVD-Lesevorrichtung (20) und einem MPEG-Decoder (22) bereitgestellt ist und die Übertragung von MPEG-Daten steuert, die der DVD-Leser (20) im DMA-Modus über die ATAPI- Schnittstelle (202) an den MPEG-Decoder (22) sendet, umfassend:
eine Steuersignal-Übertragungsvorrichtung (211) zum Übertragen von Steuersignalen aus dem MPEG-Decoder (22) zum DVD-Leser (20) und der Antwortsignale auf die Steuersignale vom DVD-Leser (20) zum MPEG-Decoder (22);
einen DMA-Modus-Signalgenerator (212) zum Erzeugen eines DMA-Freigabesignals für die ATAPI-Schnittstelle (202), wenn der MPEG-Decoder (22) und der DVD-Leser (20) die Vorbereitungen zum Übertragen der MPEG-Daten abgeschlossen haben, so daß der DVD-Leser (20) mit dem Übertragen der MPEG-Daten an den MPEG-Decoder (22) über die ATAPI-Schnittstelle (202) im DMA-Modus beginnt; und
einen Datenstromcontroller (213), der den DMA-Modus- Signalgenerator (212) auffordert, das DMA-Freigabesignal wegzunehmen, wenn er erkennt, daß die vom MPEG-Decoder (22) empfangenen MPEG-Daten eine vorgeschriebene Menge erreicht haben, so daß der DVD-Leser (20) das Übertragen der MPEG-Daten an den MPEG-Decoder (22) einstellt, wobei der Datenstrom controller (213) das Wiederanlegen des DMA-Modus-Signals anfordert, wenn die vom MPEG-Decoder (22) empfangenen MPEG-Da ten unter einer bestimmten Byteanzahl liegen oder der DVD-Le ser (20) das Übertragen der MPEG-Daten für eine bestimmte Zeitspanne eingestellt hat, so daß die Übertragung der MPEG-Da ten über die ATAPI-Schnittstelle (202) wieder aufgenommen wird, und der Vorgang des Wegnehmens und Wiederanlegens des DMA-Modus-Signals wiederholt ausgeführt wird, um das Übertragen der MPEG-Daten abzuschließen.

2. DVD-Spieler, umfassend einen DVD-Leser (20), einen MPEG-Decoder (22) und eine ATAPI-Schhittstellen-Steuervorrich tung (21), die zwischen der DVD-Lesevorrichtung (20) und dem MPEG-Decoder (22) bereitgestellt ist, wobei die MPEG-Daten, die der DVD-Leser (20) sendet, gesteuert durch die ATAPI- Schnittstellen-Steuervorrichtung (21) im DMA-Modus über eine ATAPI-Schnittstelle (202) an den MPEG-Decoder (22) übertragen werden, und
die Steuervorrichtung umfaßt:
eine Steuersignal-Übertragungsvorrichtung (211) zum Übertragen von Steuersignalen aus dem MPEG-Decoder (22) zum DVD-Leser (20) und der Antwortsignale auf die Steuersignale vom DVD-Leser (20) zum MPEG-Decoder (22);
einen DMA-Modus-Signalgenerator (212) zum Erzeugen eines DMA-Freigabesignals für die ATAPI-Schnittstelle (202), wenn der MPEG-Decoder (22) und der DVD-Leser (20) die Vorbereitungen zum Übertragen der MPEG-Daten abgeschlossen haben, so daß der DVD-Leser (20) mit dem Übertragen der MPEG-Daten an den MPEG-Decoder (22) über die ATAPI-Schnittstelle (202) im DMA-Modus beginnt; und
einen Datenstromcontroller (213), der den DMA-Modus- Signalgenerator (212) auffordert, das DMA-Freigabesignal wegzunehmen, wenn er erkennt, daß die vom MPEG-Decoder (22) empfangenen MPEG-Daten eine vorgeschriebene Menge erreicht haben, so daß der DVD-Leser (20) das Übertragen der MPEG-Daten an den MPEG-Decoder (22) einstellt, wobei der Datenstrom controller (213) das Wiederanlegen des DMA-Modus-Signals anfordert, wenn die vom MPEG-Decoder (22) empfangenen MPEG-Da ten unter einer bestimmten Byteanzahl liegen oder der DVD-Le ser (20) das Übertragen der MPEG-Daten für eine bestimmte Zeitspanne eingestellt hat, so daß die Übertragung der MPEG-Da ten über die ATAPI-Schnittstelle (202) wieder aufgenommen wird, und der Vorgang des Wegnehmens und Wiederanlegens des DMA-Modus-Signals wiederholt ausgeführt wird, um das Übertragen der MPEG-Daten abzuschließen.