DE69505369T2 - Informationsanordnung für bedingten zugang - Google Patents

Informationsanordnung für bedingten zugang

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DE69505369T2
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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verarbeiten von Paketen aus Programmkomponenten-Daten von einem Paket-Videosignal und insbesondere eine Schaltung zum Detektieren von Paket-Nutzsignalen, bei denen ein Teilnehmer einen bedingten Zugang (oder Zugriff) zu der Informationsberechtigung hat.
  • Es ist bekannt, zum Beispiel aus der US-Patentschrift 5 168 356 und der US- Patentschrift 5 289 276, daß es vorteilhaft ist, ein komprimiertes Videosignal in Paketen zu übertragen, wobei die jeweiligen Pakete Mittel zum Fehlerschutz und zur Fehlerkorrektur aufweisen. Die Systeme in den obengenannten Patentschriften übertragen und verarbeiten ein einzelnes Fernsehprogramm, wenngleich mit einer Vielzahl von Programmkomponenten von jeweiligen Übertragungskanälen. Diese Systeme verwenden inverse Transportprozessoren, um die Videosignalkomponente der jeweiligen Programme für eine weitere Verarbeitung zu extrahieren und die Videokomponente für eine Wiedergabe aufzubereiten.
  • Es ist bekannt, zum Beispiel aus THE SATELLITE BOOK, A COMPLETE GUIDE TO SATELLITE TV THEORY AND PRACTICE, Swift Television Publications, 17 Pittsfield, Cricklade, Wilts, England, daß der Empfang eines übertragenen Fernsehsignals durch Verschlüsselung des Signals auf bestimmte Teilnehmer beschränkt werden kann. Die Beschränkungen können nach dem Willen der Sendeanstalt geändert werden, indem periodisch unterschiedliche Berechtigungsdaten übertragen werden. Die Berechtigungsdaten werden durch sogenannte "Smart Cards" verarbeitet, die in jeweiligen Empfängern vorgesehen sind und Schlüssel oder Kodes für die Entschlüsselung erzeugen, und zwar für die Anwendung bei Verschlüsselungs- oder Entschlüsselungseinheiten nur in den Empfängern, die zur Wiedergabe des zugehörigen Programmaterials berechtigt sind. In einem Paket-Videosystem des obengenannten Typs können die Berechtigungsdaten in bestimmten Paketen enthalten sein, bei denen erkennbar ist, daß sie derartige Daten für einen leichten Zugang oder Zugriff durch eine Smart Card-Schaltung enthalten.
  • BBC Research Department Report, Nr. 10, August 1988, Seiten 1-18 zeigt ein Verfahren zum Senden einer Information für einen bedingten Zugang und, allgemein ausgedrückt, davon einen hierarchisch geschichteten Aufbau.
  • Ein Sendesystem mit einem großen Bereich, wie das Satelliten-Sendesystem mit Direktempfang für Nordamerika, wird sehr große Anzahlen von Teilnehmern enthalten. Diese Anzahl wird so groß sein, daß eine Änderung der Berechtigungsdaten von bestimmten Empfängern aufgrund eines sehr kurzen Hinweises ausgeschlossen ist. Man bedenke zum Beispiel, daß eine Sendeanstalt das Gebiet in der Nähe eines Sportstadions ausblenden muß, für den Fall, daß die Eintrittskarten für das Sportereignis nicht ausverkauft sind. Diese Information wird oft nur unmittelbar vor dem Ereignis verfügbar sein. Die Sendeanstalt möchte natürlich bis zur letztmöglichen Minute warten, bevor sie die Entscheidung trifft, den lokalen Bereich auszublenden. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, wodurch Berechtigungsdaten schichtweise angeordnet werden, um aufgrund eines kurzen Hinweises eine Berechtigungsverweigerung für den Empfang des Programmaterials zu bewirken.
  • Die vorliegende Erfindung ist ein System/Verfahren für schichtweise Berechtigungsdaten für Sendung/Empfang. Eine Empfängeranordnung enthält einen Paket- Transportprozessor zur Auswahl von Paketen mit Nutzsignalen mit einem Kopfsignal für das Nutzsignal für einen bedingten Zugang und ein übriges Nutzsignal von Berechtigungsdaten. Jeweilige Nutzsignal-Kopfsignale enthalten Gruppen von Bytes, die derart kodiert sind, daß sie es dem jeweiligen Empfänger ermöglichen oder daran hindern, die Berechtigungsdaten zu verarbeiten. Ein Filter für einen bedingten Zugang, das mit einem besonderen Kodewort für einen bedingten Zugang durch den Teilnehmer vorprogrammiert ist, prüft jeweilige Byte-Gruppierungen des Kopfsignals für den bedingten Zugang daraufhin, ob eine Übereinstimmung besteht mit dem Kodewort des Teilnehmers für einen bestimmten bedingten Zugang. Nur wenn eine Übereinstimmung vorliegt, erhält der Prozessor die Möglichkeit, die Berechtigungsdaten zu verarbeiten.
  • Ein Verfahren zum Senden von Informationen für einen bedingten Zugang gemäß der Erfindung ist im Anspruch 1 angegeben. Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verarbeiten entsprechender Informationen sind in den Ansprüchen 3 bzw. 12 angegeben.
    • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:
  • Fig. 1 eine bildliche Darstellung eines Fernsehsignals mit Paketen im Zeitmultiplex,
  • Fig. 2 eine bildliche Darstellung von jeweiligen Signalpaketen,
  • Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Empfängers zum Auswählen und Verarbeiten von Paketen der Multiplex-Signalkomponenten mit der vorliegenden Erfindung,
  • Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Filter/Start-Kodedetektors für einen bedingten Zugang,
  • Fig. 5 ein Flußdiagramm für die Wirkungsweise eines Filters für einen bedingten Zugang,
  • Fig. 6 ein Blockschaltbild eines alternativen Filters für einen bedingten Zugang,
  • Fig. 7 ein Blockschaltbild einer beispielhaften Speicher-Schaltungsanordnung, die zur Ausbildung des Bauteils 17 von Fig. 3 eingesetzt werden kann,
  • Fig. 8 eine bildliche Darstellung einer Speicher-Adressformation für Service- Kanaldaten und
  • Fig. 9 ein Flußdiagramm für die Wirkungsweise der Steuerung des Speicherzugangs.
  • Fig. 1 zeigt einen Paket-Signalstrom aus einer Reihe von Kästen, die Signalpakete darstellen, die Komponenten einer Vielzahl von unterschiedlichen Fernsehprogrammen oder interaktiven Fernsehprogrammen enthalten. Es wird angenommen, daß diese Programmkomponenten aus komprimierten Daten bestehen und somit die Menge an Videodaten für die jeweiligen Bilder unterschiedlich ist. Die Pakete haben eine feste Länge. Pakete mit Buchstaben mit denselben Indizes bezeichnen Komponenten eines einzigen Programms. Zum Beispiel bezeichnen Vi , Ai , Di Video-, Audio- und Daten-Pakete, und mit V&sub1;, A&sub1;, D&sub1; bezeichnete Pakete stellen Video-, Audio- und Daten-Komponenten für das Programm 1 dar, und V&sub3;, A&sub3;&sub1;, A&sub3;&sub2;, D&sub3; bezeichnen Video, Audio 1, Audio 2 und Daten-Komponenten des Programms 3. Die Datenpakete Di können zum Beispiel Steuerdaten enthalten, um bestimmte Vorgänge in einem Empfänger auszulösen, oder können einen Ablaufkode enthalten für eine Anwen dung, die zum Beispiel durch einen Mikroprozessor durchgeführt wird, der in einem Empfänger angeordnet oder diesem zugeordnet ist.
  • In der oberen Zeile der Paketreihe sind die jeweiligen Komponenten eines bestimmten Programms als in Gruppen zusammengefaßt dargestellt. Es besteht jedoch keine Notwendigkeit, daß Pakete von demselben Programm in Gruppen zusammengefaßt werden, wie es durch die gesamte Reihe von Paketen angedeutet ist. Ebensowenig gibt es eine besondere Reihenfolge für die Erscheinungsfolge von jeweiligen Komponenten.
  • Die jeweiligen Pakete sind so angeordnet, daß sie ein Präfix und ein Nutzsignal aufweisen, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Das Präfix dieses Beispiels enthält zwei 8-Bit- Bytes mit fünf Halbbildern, von denen vier (P, BB, CF, CS) 1-Bit-Halbbilder sind und von denen eines (SCID) ein 12-Bit-Halbbild ist. Das SCID-Halbbild ist der Identifizierer für die Signalkomponente. Das Halbbild CF enthält eine Markierung zur Anzeige ob das Nutzsignal des Paketes verschlüsselt ist, und das Halbbild CS enthält eine Markierung, die anzeigt, weicher der beiden alternativen Entschlüsselungskodes für die Entschlüsselung der verschlüsselten Pakete anzuwenden ist. Das Präfix jede Paketes ist Paket ausgerichtet, so daß die Lage des jeweiligen Halbbildes leicht erkennbar ist.
  • Innerhalb dieses Nutzsignals liegt ein Kopfsignal, das eine Kontinuitätszählung, CC, Modulo 16 und ein sogenanntes TOGGLE (Umschalt)-Markierungs-Bit enthält, die spezifisch für die Programmkomponente sind. Die Kontinuitätszählung ist einfach eine durchlaufende Numerierung von sequentiellen Paketen derselben Programmkomponente. Das TOGGLE-Markierbit ist ein Signal mit einem Bit, das den logischen Wert beim Auftreten eines Bild-Schicht-Startkodes in einer komprimierten Videokomponente nach MPEG ändert oder hin und herschaltet (toggels).
  • Fig. 3 zeigt in Blockform einen Teil eines Empfängers für ein digitales Fernsehsignal mit Bauteilen eines inversen Transportprozessors. Das Signal wird durch ein Antenne 10 empfangen und einem Tuner/Detektor 11 zugeführt, der ein bestimmtes Frequenzband aus den empfangenen Signalen extrahiert und ein komprimiertes Basisband-Videosignal in einem binären Format liefert. Das Frequenzband wird durch den Benutzer über einen Mikroprozessor 19 durch bekannte Verfahren ausgewählt. Nominell sind die Sende-Digitalsignale fehlerkodiert, zum Beispiel durch Anwendung einer Reed-Solomon forward error correcting (FEC)-Kodierung. Die Basisband- Signale werden somit einem FEC-Dekoder 12 zugeführt. Der FEC-Dekoder 12 synchronisiert das empfangene Videosignal und liefert einen fehlerkorrigierten Strom von Signalpaketen von dem in Fig. 1 gezeigten Typ. Der FEC 12 kann Pakete in regelmäßigen Abständen liefern oder auf Anforderung durch zum Beispiel eine Speicher-Steuereinheit 17. In jedem Fall wird durch die FEC-Schaltung ein Paket-, Rahmen- oder Synchronisiersignal geliefert, das die Zeiten anzeigt, in denen jeweilige Paketinformationen von dem FEC 12 geliefert werden.
  • Das detektierte Frequenzband kann eine Vielzahl von Programmen in einem Zeitmultiplex in Paketform enthalten. Nützlich könnte es sein, wenn nur Pakete von einem einzelnen Programm den weiteren Bauteilen zugeführt werden. In diesem Beispiel wird angenommen, daß der Benutzer keine Kenntnis darüber hat, welche Pakete auszuwählen sind. Diese Informationen sind in einem Programmführer enthalten, der in sich selbst ein Programm aus Daten darstellt, das Programm- Signalkomponenten über die SCID's zueinander in Beziehung bringt und Informationen enthalten kann, die sich zum Beispiel auf Teilnehmerberechtigungen beziehen. Der Programmführer ist eine Auflistung für jedes Programm der FCID's für Komponenten für Audio, Video, Daten usw. der jeweiligen Programme. Dem Programmführer (Pakete D4 in Fig. 1) ist ein festes SCID zugeordnet. Wenn die Betriebsspannung an den Empfänger angelegt wird, wird der Mikroprozessor 19 so programmiert, daß er das dem Programmführer zugeordnete SCID in einem Register einer Bank von ähnlichen programmierbaren SCID-Registern 13 lädt. Die SCID-Halbbilder des Präfix-Teils jeweiliger detektierter Pakete des Signals von dem FEC 12 werden nacheinander in ein weiteres SCID-Register 14 geladen. Die programmierbaren Register und das empfangene SCID-Register sind mit jeweiligen Eingangsanschlüssen einer Komparatorschaltung 15 verbunden, und das empfangene SGID wird mit dem Programmführer SCID verglichen. Wenn das SCID für ein Paket mit dem Programmführer SCID übereinstimmt, bewirkt der Komparator 15, daß eine Speicher- Steuereinheit 17 dieses Paket zur Anwendung durch den Mikroprozessor zu einem vorbestimmten Platz in dem Speicher 18 führt. Wenn das empfangene SCID nicht mit dem Programmführer SCID übereinstimmt, wird das entsprechende Paket einfach verworfen.
  • Der Mikroprozessor wartet auf einen Programmierbefehl von dem Benutzer über eine Schnittstelle 20, die als ein Computer-Tastenfeld dargestellt ist, die jedoch auch durch eine bekannte Fernbedieneinheit oder durch Schalter an der Vorderfläche des Empfängers gebildet sein kann. Der Benutzer kann fordern, ein auf Kanal 4 geliefertes Programm anzusehen (in der Sprache von analogen Fersehsystemen). Der Mikroprozessor 19 ist so programmiert, daß er die Programmführungsliste abtastet, die in den Speicher 18 für die jeweiligen SCID's der Programmkomponenten für Kanal 4 geladen wurde, und diese SCID's in jeweiligen anderen der programmierbaren Register der Registerbank 13 lädt, die den entsprechenden Verarbeitungswegen für die Signalkomponente zugeordnet sind.
  • Die empfangenen Pakete mit Audio-, Video- oder Daten-Programmkomponenten für ein gewünschtes Programm müssen letztlich jeweiligen Signalprozessoren für Audio 23, Video 22 oder zusätzliche Daten 21, (24) geführt werden. Die Daten werden mit einer relativ konstanten Datenrate empfangen, die Signalprozessoren erfordern jedoch im allgemeinen Eingangsdaten in kurzen Schwingungszügen, sogenannten Bursts (zum Beispiel entsprechend den jeweiligen Arten der Dekomprimierung oder Expansion). Das beispielhafte System in Fig. 3 führt die jeweiligen Pakete zunächst zu vorbestimmten Speicherplätzen in dem Zentralspeicher 18. Danach fordern die jeweiligen Prozessoren 21-24 die Komponentenpakete von dem Speicher 18 an. Das Führen der Komponenten über den Zentralspeicher bewirkt ein gewisses Maß an Pufferung oder Drosselung der Signaldatenrate.
  • Die Pakete für Audio, Video und Daten werden in jeweilige vorbestimmte Speicherplätze geladen, um für die Signalprozessoren einen geeignet gepufferten Zugang zu den Komponentendaten zu ermöglichen. Damit die Nutzsignale der jeweiligen Komponentenpaketa in den geeigneten Speicherbereichen geladen werden, werden die jeweiligen SCID-Komparatoren diesen Speicherbereichen zugeordnet. Diese Zuordnung kann in der Speicher-Steuereinheit 17 fest verdrahtet sein, oder die Zuordnung kann auch programmierbar sein. Wenn das erstere zutrifft, werden bestimmten Registern der programmierbaren Register 13 immer SCID's für Audio, Video bzw. Daten zugeteilt. Wenn das letztere zutrifft, können die SCID's für Audio, Video und Daten in ein beliebiges Register der programmierbaren Register 13 geladen werden, und die geeignete Zuordnung wird in der Speicher-Steuereinheit 17 programmiert, wenn die jeweiligen SCID's in die programmierbaren Register geladen werden.
  • Im eingelaufenen Zustand, nachdem die Programm-SCID's in den programmierbaren Registern 13 gespeichert worden sind, werden die SCID's der empfangenen Signalpakete mit allen der SClD's in den programmierbaren SCID-Registern verglichen. Wenn eine Übereinstimmung erfolgt, mit einer der gespeicherten Audio-, Video- oder Daten-SCID, wird das entsprechende Paket-Nutzsignal in dem Speicherbereich für Audio, Video oder Daten bzw. Block gespeichert.
  • Die jeweiligen Signalpakete werden über eine Signal-Entschlüsselungseinheit 16 der Speicher-Steuereinheit 17 zugeführt. Es werden nur die Signal-Nutzteile verschlüsselt, und die Paket-Kopfsignale werden durch die Entschlüsselungseinheit unverändert übertragen. Ob oder ob nicht ein Paket entschlüsselt werden muß, wird durch die CF-Markierung in dem Paket-Präfix ermittelt, und wie es entschlüsselt werden muß (einer von zwei alternativen Entschlüsselungskodes), wird durch das CS- Kennzeichen bestimmt. Wenn keine SCID-Übereinstimmung für ein jeweiliges Paket erfolgt ist, kann die Entschlüsselungseinheit einfach für jegliche Datenübertragung gesperrt werden.
  • Die Entschlüsselungseinheit wird mit Entschlüsselungskodes von der Smart Card- Vorrichtung 31 programmiert. Die Smart Card spricht auf die Berechtigungsinformationen in den jeweiligen Paketen des Programmführers an und erzeugt geeignete Entschlüsselungskodes. Das System des vorliegenden Beispiels enthält zwei Werte für einen Zugang zu der Verschlüsselung oder Programm, Berechtigung für Steuerbefehle, ECM's und Berechtigung für Managementnachrichten, EMM's. Die Informationen für die Programm-Berechtigungssteuerung und das Management werden regelmäßig in Paketen übertragen, die mit spezifischen SCID's identifizierbar sind, die in dem den Programmführer enthaltenden Paketstrom enthalten sind. Die in diesen Paketen enthaltenden ECM-Informationen werden von der Smart Card dazu benutzt, die durch die Entschlüsselungseinheit verwendeten Entschlüsselungskodes zu erzeugen. Die in diesen Paketen enthaltenen EMM-Informationen werden durch die spezifische Smart Card des Teilnehmers dazu benutzt, das Programmaterial zu bestimmen, für das der Teilnehmer berechtigt ist. Die EMM- Berechtigungsinformationen in diesen Paketen können ortsspezifisch oder gruppenspezifisch oder teilnehmerspezifisch sein. Zum Beispiel könnte das vorliegende System ein (nicht dargestelltes) Modem enthalten, um Informationen für eine Rechnungsstellung von der Smart Card zu dem Programmanbieter, zum Beispiel der Satelliten-Sendeanstalt, zu liefern. Die Smart Card kann zum Beispiel mit dem Bereichskode und der Orts-Telefonnummer des Empfängers programmiert werden. Die EMM können Daten enthalten, die bei ihrer Verarbeitung durch die Smart Card den Empfang von bestimmten Programmen in bestimmten Bereichskodes berechtigen oder verweigern.
  • Der Programmanbieter kann den Wunsch nach der Möglichkeit haben, bestimmte Teilnehmer mit einer sehr kurzen Vorlaufzeit zu berechtigen, wie zum Beispiel für Gebührenfernseh-Programme. Die Identifikation der besonderen Teilnehmer kann möglicherweise erst kurz vor der Ausstrahlung des bestimmten Programms verfügbar sein. Bei einer derart kurzen Vorlaufzeit kann es unmöglich sein, die EMM's auf einer Teilnehmerbasis zu programmieren. Eine weitere Kodierschicht kann unverzüglich auf die Berechtigungsinformationen angewendet werden, indem ein zusätzlicher Zugangskode eingefügt wird, um den Empfang der EMM- und ECM-Daten in den jeweiligen Paketen zu ermöglichen/zu verhindern und dadurch eine im wesentlichen sofortige Freigabe/Sperrung für bestimmte Programme zu ermöglichen.
  • Die die EMM- und ECM-Berechtigungsdaten enthaltenden Paket-Nutzsignale enthalten ein Nutzsignal-Kopfsignal von 128 Bits in speziell kodierten 4 Gruppen von 32 Bits. Jede der Gruppen wird mit einem Kode für bedingten Zugang kodiert, und jeder Kode für bedingten Zugang kann unterschiedlich kodiert sein. Jedem Teilnehmer wird ein spezifischer Kode für den bedingten Zugang zugeordnet. Ein Anpassungsfilter oder E-Kode-Dekoder 30 ist so ausgebildet, daß es ein spezifisches Bitmuster des Teilnehmers in dem Kopfsignal mit 128 Bits detektiert. Wenn eine Übereinstimmung festgestellt wird, kommuniziert der Dekoder mit der Speicher-Steuereinheit 17 und der Smart Card 31, um den übrigen Teil des Berechtigungs-Nutzsignals (über den Speicher 18) für die Smart Card verfügbar zu machen. Wenn eine Übereinstimmung nicht ermittelt wird, wird das Nutzsignal durch den spezisischen Empfänger nicht angenommen. Die Kodes für den bedingten Zugang können periodisch geändert werden, wenn das Anpassungsfilter 30 programmierbar ausgebildet wird. Diese Kodes können periodisch durch die Smart Card geliefert werden. Für nähere Details über die Wirkungsweise der Smart Card bezüglich der Berechtigungen für den Zuschauer wird der Leser verwiesen auf Kapitel 25 von THE SATELLITE BOOK, A COMPLETE GUIDE TO SATELLITE TV THEORY AND PRACTICE.
  • Das Anpassungsfilter oder der E-Kode-Dekoder führt eine zweite Funktion aus, die darin besteht, die jeweiligen MPEG-Videokopfsignale zu detektieren. Diese Kopfsignale sind 32-Bit-Startkodes (das ist der Grund dafür, daß die Kopfsignale der Berechtigungsnutzsignale in Gruppen von 32 Bit kodiert sind). Wenn Videodaten verlorengegangen sind, kann ein MPEG-Videodekoder die Dekomprimierung (oder Expandierung) der Videodaten nur an besonderen Daten-Eingangsstellen neu starten. Diese Eingangsstellen fallen mit den MPEG-Startkodes zusammen. Der Dekoder kann mit der Speicher-Steuereinheit 17 kommunizieren, um nach Verlusten von Videopaketen den Videodatenfluß zu dem Speicher zu sperren und das Einschreiben von Videonutzsignalen in den Speicher erst wieder aufzunehmen, nachdem der nächste MPEG-Startkode durch den Dekoder 30 detektiert worden ist.
  • Fig. 4 zeigt eine beispielhafte Vorrichtung zum Detektieren von Paketen, die Informationen für bedingten Zugang oder MPEG-Startkodes (Dekoder 30 von Fig. 3) enthalten. Ob der Dekoder Berechtigungs-Nutzsignale oder MPEG-Startkodes detektiert, ist abhängig von dem laufenden, gerade empfangenen SCID. In Fig. 4 wird angenommen, daß Daten von der Entschlüsselungseinheit 16 aus 8-Bit-Bytes bestehen und mit dem Paket ausgerichtet sind. Das bedeutet, daß das erste Byte eines Berechtigungs-Nutzsignals oder das erste Byte eines MPEG-Startkodes genau ausgerichtet ist mit einer besonderen Lage des Byte, zum Beispiel dem Beginn eines Paket-Nutzsignals, so daß für die Detektierung eines besonderen Kopfsignals oder von Start-Kodewörtern ihre Lage in dem Bit/Byte-Strom genau bekannt ist. Daten von der Entschlüsselungseinheit 16 werden einem 8-Bit-Register 250 zugeführt, das einen 8-Bit-Parallel-Ausgangsanschluß aufweist, der wiederum mit den Eingangsanschlüssen eines Komparators 254 verbunden ist, der zum Beispiel als eine Bank von acht Exklusiv-NOR (XNOR) mit zwei Eingängen ausgebildet ist, deren jeweilige Ausgangsanschlüsse mit einem UND-Gatter und einem Zwischenspeicher (latch) ver bunden sind. Der Zwischenspeicher kann ein Daten-Zwischenspeicher sein, der die Ergebnisse des UND-Gatters bei jedem Byte-Intervall zwischenspeichert.
  • Ein 32-Bit-MPEG-Startkode wird in Form von vier Bytes in einer 8-Bit-Registerbank 265 gespeichert. Die Kodes für den bedingten Zugang werden als Bytes mit 8 Bits in einer Bank von 16 8-Bit-Registern 257 gespeichert. Das Laden der Registerbänke 251 und 265 wird durch den Mikroprozessor 19 und/oder die Smart Card gesteuert. Die Startkode-Register 265 sind mit einem vier-zu-eins-Multiplexer 266 verbunden, und die Register für den Kode für bedingten Zugang sind mit einem sechzehn-zu- eins-Multiplexer 257 verbunden. Die Ausgangsanschlüsse der Multiplexer 257 und 266 sind mit einem zwei-zu-eins-Multiplexer 249 verbunden. Jeweilige Ausgangsanschlüsse des Multiplexers 249 sind mit entsprechenden zweiten Eingangsklemmen des Komparators 254 verbunden. (Es sei bemerkt, daß die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse der Multiplexer 249, 257 und 266 8-Bit-Busse sind.) Wenn die jeweiligen Werte, die an den jeweiligen Ausgangsanschlüssen des Registers 250 gebildet werden, übereinstimmend dieselben sind wie die Ausgangwerte an den jeweiligen Ausgangsanschlüssen des Multiplexers 249, wird durch die Komparatorschaltung 254 für das entsprechende Datenbyte ein Wahrheitssignal erzeugt.
  • Für die Ermittlung des Startkodes wird der Multiplexer 266 durch den Zähler 258 so getastet, daß er die vier unterschiedlichen Register 265 synchron mit dem Erscheinen der ersten vier Nutzsignal-Datenbytes von der Entschlüsselungseinheit 16 sequentiell verbindet. Alternativ wird für die Detektion des Kodes für den bedingten Zugang der Multiplexer 257 durch den Zähler 258 getastet, um verschiedene der Register 265 nacheinander mit der Komparatorschaltung 254 zu verbinden.
  • Das Ausgangssignal der Komparatorschaltung wird einer Akkumulier- und Testschaltung 255 zugeführt. Die Schaltung 255 stellt fest, ob eine vorbestimmte Anzahl von Byte-Übereinstimmungen erfolgt ist. Wenn diese erfolgt sind, erzeugt er ein Schreib-Freigabesignal für die Berechtigungsdaten in dem übrigen Teil des der Prüfung unterworfenen besonderen Nutzsignals. In dem vorliegenden System enthält das Kopfsignal für das Berechtigungs-Nutzsignal 128 Bits, die in vier 32-Bit-Kodes für den bedingten Zugang ausgebildet sind. Die Filter 30 für den bedingten Zugang von verschiedenen Teilnehmern halten Ausschau nach unterschiedlichen Kombina tionen von Bytes der 128 Bits. Zum Beispiel kann eine Teilnehmervorrichtung so ausgebildet sein, daß sie mit den ersten vier Bytes der Kodes für den bedingten Zugang übereinstimmt. Eine andere Teilnehmervorrichtung kann so ausgebildet sein, daß sie mit den zweiten vier Bytes der Kodes für den bedingten Zugang usw. übereinstimmt. In jeder dieser beispielhaften Situationen wird die Schaltung 255 feststellen, ob eine Übereinstimmung für die jeweiligen vier aufeinanderfolgenden Bytes erfolgt ist.
  • Die Anwendung der 16 Register in der Bank für Kodes für einen Teilnehmer- spezifischen bedingten Zugang vereinfacht etwas den Schaltungsaufbau. Da jeder Teilnehmer einen Kode für einen bedingten Zugang mit vier Bytes aufweist, kann der Kode viermal in den Satz von 16 Registern geladen werden. Am Sender braucht sich die Sendeanstalt nicht mit der relativen Lage bezüglich der vier Gruppen von 4 Bytes der übertragenen Kodes für den bedingten Zugang zu befassen. Eine alternative Anordnung kann nur eine einzige Gruppe von vier Registern enthalten, um den Kode für den besonderen Zugang des Teilnehmers aufrechtzuerhalten. Diese Register werden durch die 128 Bits des Kopfsignals für das Berechtigungs-Nutzsignal wiederholt abgetastet, Modulo vier.
  • Es ist nicht zweckmäßig, jeden der 2³² möglichen Berechtigungskodes für jede Funktion zu übertragen, da dieses die Systembandbreite für andere Dienste in unerwünschter Weise begrenzen und außerdem zuviel Zeit erfordern würde. Diese Begrenzung kann etwas gelindert werden, indem der Kode für den bedingten Zugang entsprechend einigen logischen Gruppierungen ausgeführt wird, bei denen die Gruppierungen durch drei Bytes von jeweils vier Kodes für den bedingten Zugang gebildet sind. Auf diese Weise können alle Teilnehmer in einer Gruppe dadurch adressiert werden, daß die jeweiligen Empfänger in der Gruppe ein Byte des Kodes für den bedingten Zugang mit vier Bytes ignorieren. In diesem Fall wird jeder Zugangskode mit vier Byte 256 Teilnehmer darstellen. Die Konditionierung des Filters erfolgt dadurch, daß zum Beispiel alle Nullen in den ersten vier Bytelagen gesendet werden und die Filter für den bedingten Zugang diesen Zustand detektieren. Wenn der Zustand ausreichend erfüllt ist, wird das Filter für den bedingten Zugang elektrisch neu strukturiert, um eine Übereinstimmung von nur drei Bytes der jeweiligen Gruppen von vier Bytes zu detektieren.
  • Es ist eine dritte Variante vorgesehen, um für alle Teilnehmer einen bedingten Zugang zu ermöglichen. Dieses erfolgt durch Kodierung des Kopfsignals für das Berechtigungsnutzsignal mit nur Nullen (oder nur Einsen). Das Filter für den bedingten Zugang enthält daher einen Detektor für "alles nur Nullen" (Bauteile 261-263).
  • Die Bits der jeweils ankommenden Bytes an Daten werden jeweils Klemmen des 8- Bit-ODER-Gatters 263 zugeführt. Wenn irgendeines der Bits eine logische Eins darstellt, erzeugt das ODER-Gatter 263 ein Ausgangssignal mit der logischen Eins. Das Ausgangssignal des ODER-Gatters 263 wird einem Eingang eines ODER-Gatters 262 mit zwei Eingängen zugeführt, dessen Ausgang und zweiter Eingang jeweils mit dem Dateneingang bzw. der Q-Ausgangsklemme eines Zwischenspeichers 261 vom D-Typ verbunden sind. Der Zwischenspeicher vom D-Typ wird durch die Zeitsteuerschaltung 259 synchron mit dem Eintreffen der ankommenden Datenbytes getaktet. Wenn irgendein Bit in irgendeinem der Datenbytes, das nach dem Rücksetzen des Zwischenspeichers auftritt, eine logische Eins ist, bewirkt der Zwischenspeicher 261 an seinem Q-Ausgang eine logische Eins bis zu dem nächsten Rücksetzimpuls. Der Q-Ausgang des Zwischenspeichers 261 ist mit einem Inverter verbunden, der einen Ausgangswert Null bewirkt immer dann, wenn der Zwischenspeicher einen Ausgangswert Eins aufweist. Daher haben, nachdem 128 Bits (16 Bytes) des Kopfsignals über das Register 205 gelaufen sind, das Ausgangssignal des Inverters den Wert "1" (High), die 128 Bits den Wert Null. Der Zwischenspeicher wird vor dem Empfang jeden neuen Nutzsignals zurückgesetzt. Aufgrund der Ermittlung eines Ausgangswertes "1" von dem Inverter nach dem Durchlauf des Kopfsignals für das Berechtigungs-Nutzsignal erzeugt die Schaltung 255 ein Daten-Schreib- Freigabesignal.
  • Fig. 5 ist ein Flußdiagramm für die Wirkungsweise des Filters 30 für den bedingten Zugang. Der Vorgang startet durch die Ermittlung des zugehörigen SCID. Wenn das geeignete SCID einmal ermittelt wurde, wird das Nutzsignal an das Filter 30 angelegt {300}. Es erfolgt ein Vergleich {302} der ersten vier Bytes des Kopfsignals mit dem Teilnehmer-spezifischen Kode für den bedingten Zugang. Wenn eine Übereinstimmung erfolgt, wird eine Daten-Schreibfreigabe für die Berechtigungsdaten bewirkt {310}. Wenn nicht, werden die ersten vier Bytes darauf geprüft, ob sie nur Nullen enthalten {306}. Wenn "Nur Nullen" nicht detektiert wird, werden die zweiten vier Bytes des Kopfsignals mit dem Kode für den Teilnehmer-spezifischen bedingten Zugang verglichen {308}. Wenn sie übereinstimmen {312}, wird eine Schreibfreigabe ausgelöst {310}. Wenn nicht, wird der dritte Satz von vier Bytes mit dem Teilnehmerspezifischen Kode für den bedingten Zugang verglichen {314}. Wenn sie übereinstimmen {316}, wird eine Schreibfreigabe ausgelöst {310}. Wenn nicht, wird der vierte Satz von vier Bytes mit dem Teilnehmer-spezifischen Kode für den bedingten Zugang verglichen {317}. Wenn sie übereinstimmen {318}, wird eine Schreibfreigabe ausgelöst {310}. Wenn nicht, werden die letzten 12 Bytes des Kopfsignals auf "Alles Nullen" geprüft {320}. Wenn "Alles Nullen" in den letzten 12 Bytes detektiert wird, wird eine Schreibfreigabe ausgelöst {310}. Wenn nicht, wird keine Schreibfreigabe ausgelöst, und der Vorgang wartet bis zu dem nächsten Paket {300}. In einer alternativen Anordnung kann das System beim Schritt {320} so programmiert werden, daß es nach " Alles Nullen " in allen 16 Bytes des Kopfsignals Ausschau hält. Es sollte auch bemerkt werden, daß auch andere feste Muster als das "Alles Nullen" benutzt werden kann, wie zum Beispiel "Alles Einsen" oder zum Beispiel ein alternierendes Muster von Nullen und Einsen.
  • Beim Schritt {306} werden, wenn die ersten vier Bytes alles Nullen sind, drei der zweiten vier Bytes des Kopfsignals mit dem Teilnehmer-spezifischen Kode für den bedingten Zugang verglichen {354}. In der Vorrichtung gemäß Fig. 4 kann dies dadurch erfolgen, daß das Bauteil 255 nach drei Übereinstimmungen für exklusive Gruppen von vier Bytes Ausschau hält. Wenn drei der vier Bytes übereinstimmen (326), wird eine Schreibfreigabe ausgelöst (322}. Wenn nicht, werden drei des dritten Satzes von vier Kopfsignal-Bytes mit dem Teilnehmer-spezifischen Kode für den bedingten Zugang verglichen {330}. Wenn drei der vier Bytes übereinstimmen {332}, wird eine Schreibfreigabe ausgelöst {322}. Wenn nicht, werden drei der letzten vier Bytes mit dem Teilnehmer-spezifischen Kode für den bedingten Zugang verglichen {336}. Wenn sie übereinstimmen, wird eine Schreibfreigabe ausgelöst {322}, wenn nicht, wird der Zustand "Alles Nullen" geprüft {320}.
  • Es sei bemerkt, daß eine weitere Detektierstufe ähnlich zu den Schritten {324-340} eingeführt werden kann, bei der nur zwei der jeweiligen Gruppen von vier Bytes angepaßt werden. Das kann zum Beispiel dadurch erfolgen, daß die ersten acht Bytes alles Nullen sind oder die ersten vier Bytes alles Einsen sind. In diesem Fall werden die jeweiligen Gruppen, die durch die Kodes für den bedingten Zugang freigegeben werden, wesentlich größer.
  • Was die Speicherung der Berechtigungs-Nutzsignale in dem Speicher 18 betrifft, schreibt das System das Kopfsignal des Nutzsignals in den Speicher, wenn es empfangen und für die Kodes für den bedingten Zugang geprüft wird. Wenn ein Kode für einen bedingten Zugang detektiert wird, ermöglicht die Schreibfreigabe, die einfach detektiert wird, daß die Speichersteuerung mit dem Schreiben des Nutzsignals weitermachen kann. Wenn hingegen ein Kode für einen bedingten Zugang in den ersten 16 Bytes des Nutzsignals nicht detektiert wird, wird der übrige Teil des Nutzsignals nicht in den Speicher geschrieben, und die Speicheradresse für ein Nutzsignal für bedingten Zugang wird zurückgesetzt, um die 16 Bytes des Nutzsignal-Kopfsignals für den bedingten Zugang zu überschreiben.
  • Fig. 6 ist ein alternatives Filter für den bedingten Zugang, das 32 Bits (4 Bytes) zu einer Zeit vergleicht. Das ermöglicht die Detektion von Startkodes ohne vorherige Kenntnis der Bytelage des Startkodes. Der Startkode wird in 8-Bit-Registern 265 gespeichert. (Acht-Bit-Register werden verwendet, weil ein 8-Bit uPC Bus angewendet wird.) Die Ausgangsanschlüsse der Register sind mit einem ersten Satz von Eingängen eines Multiplexers 298 verbunden. Der Teinehmer-spezifische Kode für den bedingten Zugang wird in einer zweiten Registerbank 299 gespeichert. Die Register haben jeweilige Ausgangsanschlüsse, die mit einem zweiten Satz von Eingängen zu dem Multiplexer 298 verbunden sind. Der Multiplexer 298 hat einen Satz von Ausgängen, die jeweils mit ersten 8-Bit-Eingangsanschlüssen von Komparatoren 270- 273 verbunden sind. Ob die Ausgangsanschlüsse der Register 265 oder 299 mit den Komparatoren verbunden werden, wird durch die Akkumulier- und Testschaltung 297 bestimmt, die von dem uPC gesteuert wird.
  • Eingangs-Bytes von der Entschlüsselungseinheit 16 werden den Parallel/Reihen- Registern 274-277 zugeführt. Die jeweiligen Register 274-277 haben parallele Ausgangsanschlüsse, die jeweils mit zweiten 8-Bit-Eingangsanschlüssen der Komparatoren 270-273 verbunden sind. Das System wird zeitlich so gesteuert, daß vier aufeinanderfolgende Bytes des Eingangssignals momentan in die Register 274-277 ge laden werden. Die Ausgangsklemmen der Komparatoren sind über jeweilige ODER- Gatter 278-281 mit der Akkumulier- und Testschaltung 297 verbunden. Zweite Eingangsklemmen der ODER-Schaltungen sind jeweils mit Steuer- Ausgangsanschlüssen der Akkumulier- und Testschaltung 297 verbunden.
  • Wie in der Vorrichtung von Fig. 4, enthält die Vorrichtung von Fig. 6 einen Detektor 261-263 für "Alles Nullen", um alle Nullen in den ersten vier Bytes und allen sechzehn Bytes zu detektieren.
  • Für die Detektion für den bedingten Zugang mit vier Bytes werden aufeinanderfolgende exklusive Gruppen von vier Bytes in die Register 274-277 geladen und gegenüber dem in den Registern 299 enthaltenen Teilnehmer-spezifischen Kode für den bedingten Zugang getestet. Wenn alle vier Komparatoren eine Übereinstimmung feststellen, erzeugt das UND-Gatter 283 eine logische Eins, die die Übereinstimmung anzeigt. Wenn einer der Komparatoren keine Übereinstimmung ermittelt, erzeugt das UND-Gatter eine logische Null. Für drei aus den Sätzen von vier Eingangsbyte- Detektionen für den Kode für bedingten Zugang liefert die Akkumulier- und Testschaltung 297 einen Wert mit der logischen Eins an eine der mit den ODER-Gattern verbundenen Steuerleitungen. Das bringt die Ausgangsspannung des ODER-Gatters auf eine logische Eins und bewirkt dadurch effektiv eine Übereinstimmung von dem zugehörigen Komparator. Eine Detektion des Kodes für den bedingten Zugang erfolgt dann für aufeinanderfolgende exklusive Gruppen von vier Bytes wie für die Detektion der vier Bytes.
  • Für die Detektion des Startkodes werden die Steuerleitungen aller ODER-Gatter bei einer logischen Null gehalten. Eingangs-Bytes werden nacheinander der Kaskadenverbindung der Register 274-277 zugeführt, und ein Test für die Übereinstimmung mit dem in den Registern 265 gespeicherten Startkode erfolgt für jeden aufeinanderfolgenden inklusiven Satz von vier Eingangs-Bytes.
  • Fig. 7 zeigt eine beispielhafte Vorrichtung für die in Fig. 3 gezeigte Speicher- Steuereinheit 17. Jede Programmkomponente wird in einem anderen aufeinanderfolgenden Block des Speichers 18 gespeichert. Zusätzlich können andere Daten, wie zum Beispiel durch den Mikroprozessor 19 oder die (nicht dargestellte) Smart Card erzeugte Daten, in dem Speicher 18 gespeichert werden.
  • Adressen werden dem Speicher 18 über einen Multiplexer 105 zugeführt, und Eingangsdaten werden über einen Multiplexer 99 dem Speicher 18 zugeführt. Ausgangsdaten von der Speicher-Schaltungsanordnung werden über einen weiteren Multiplexer 104 an die Signalprozessoren geliefert. Durch den Multiplexer 104 gelieferte Ausgangsdaten werden von dem Mikroprozessor 19, dem Speicher 18 oder direkt von dem Multiplexer 99 abgeleitet. Es wird angenommen, daß die Programmdaten eine übliche Bildauflösung und Qualität haben und mit einer bestimmten Datenrate auftreten. Andererseits erscheinen Fernsehsignale mit hoher Auflösung, HDTV, die durch diesen Empfänger geliefert werden können, mit einer wesentlich höheren Datenrate. Praktisch werden alle durch die FEC gelieferten Daten durch den Multiplexer 99 und die Speicher-I/O-Schaltung 102 über den Speicher 18 geführt, ausgenommen die HDTV-Signale mit höherer Datenrate, die direkt von dem Multiplexer 99 zu dem Multiplexer 104 geleitet werden. Die Daten werden von der Entschlüsselungseinheit 16, der Smart Card-Schaltung, dem Mikroprozessor 19 und einer Quelle von Fehlerkodes 100 dem Multiplexer 99 zugeführt. Der Ausdruck "Media-Fehlerkodes", wie er hier verwendet wird, bedeutet spezielle Kodewörter, die in einen Datenstrom eingefügt werden, damit der jeweilige Signalprozessor (Dekomprimierer oder Expandierer) die Verarbeitung bis zur Detektion eines vorbestimmten Kodeworts wie eines Startkodes aufrechterhält, und dann die Verarbeitung gemäß dem beispielhaften Startkode wieder aufnimmt.
  • Speicheradressen werden dem Multiplexer 105 von der Programm- Adressierschaltung 79-97, von dem Mikroprozessor 19, von der Smart Card- Vorrichtung 31 und von dem Zähler 78 für die zusätzlichen Paketadressen geliefert. Die Auswahl der besonderen Adresse in einem bestimmten Zeitraum wird durch eine Schaltung 98 mit direktem Speicherzugriff DMA (direct memory access) gesteuert. Die SCID-Steuersignale von dem Komparator 15 und Signale "Daten benötigt" von jeweiligen Signalprozessoren werden dem DMA 98 zugeführt, und daraufhin wird die Unsicherheit in dem Speicherzugriff geklärt. Der DMA 98 arbeitet mit einer Sevice- Zeiger-Steuereinheit 93 zusammen, um die geeigneten Lese- oder Schreibadressen für die jeweiligen Programm-Signalkomponenten zu liefern.
  • Die jeweiligen Adressen für die verschiedenen Speicherblöcke für die Signalkomponente werden durch vier Gruppen von Programmkomponenten- oder Service-Zeiger- Registern 83, 87, 88 und 92 erzeugt. Die Startzeiger für die jeweiligen Speicherblöcke, in denen die jeweiligen Signalkomponenten gespeichert werden, sind in Registern 87 für die jeweiligen Signalkomponenten enthalten. Die Startzeiger können feste Werte sein, oder sie können durch bekannte Speicheranordnungs-Verfahren in dem Mikroprozessor 19 berechnet werden.
  • Zeiger für die letzte Adresse der jeweiligen Blöcke werden in der Bank von Serviceregistern 88 gespeichert, einer für jede mögliche Programmkomponente. Ähnlich zu den Startadressen können die End- oder letzten Adressen feste Werte sein, oder sie können durch den Mikroprozessor 19 gelieferte berechnete Werte sein. Die Anwendung von berechneten Werten für die Start- und End-Zeiger wird bevorzugt, weil sie ein anpassungsfähigeres System mit weniger Speichern ergibt.
  • Die Speicher-Schreibzeiger oder Kopfsignalzeiger werden durch die Addierstufe 80 und die Service-Kopf Register 83 erzeugt. Es gibt ein Service-Kopf-Register für jede denkbare Programmkomponente. Ein Wert für einen Schreib- oder Kopf-Zeiger wird in einem Register 83 gespeichert und während eines Speicher-Schreibzyklus zu dem Adressen-Multiplexer 105 geliefert. Der Kopfzeiger wird außerdem der Addierstufe 80 zugeführt, wo er um eine Einheit erhöht wird, und der erhöhte Zeiger wird für den nächsten Schreibzyklus in dem jeweiligen Register 83 gespeichert. Die Register 83 werden durch die Service-Zeiger-Steuereinheit 93 für die im Moment zu bedienende jeweilige Programmkomponente ausgewählt.
  • In diesem Beispiel wird angenommen, daß die Start- und End-Zeiger 16-Bit-Zeiger sind. Die Register 83 liefern 16-Bit-Schreib- oder Kopfzeiger. 16-Bit-Zeiger wurden gewählt, um die Anwendung von 16-Bit oder 8-Bit-Bussen für das Laden der Start- und End-Zeiger in die Register 87 und 88 zu erleichtern. Der Speicher 18 andererseits hat 18-Bit-Adressen. Die 18-Bit-Schreibadressen werden durch Verknüpfung der zwei Bits größter Bedeutung der Startzeiger mit den 16-Bit-Kopfzeigern gebildet, und zwar mit den Startzeigerbits an den Bit-Positionen mit der größten Bedeutung der kombinierten 18-Bit-Schreibadresse. Die Startzeiger werden durch die jeweiligen Register 87 zu der Service-Zeiger-Steuereinheit 93 geliefert. Die Service-Zeiger- Steuereinheit analysiert die Startzeiger-Bits größerer Bedeutung von den in den Registern 87 gespeicherten Startzeigern und ordnet diese Bits dem 16-Bit-Kopfzeiger- Bus zu. Das ist durch den Bus 96, der mit dem den Multiplexer 85 verlassenden Kopfzeiger-Bus kombiniert wird, und durch Fig. 8 mit Bezug auf die voll ausgezogen dargestellten Pfeile dargestellt.
  • In Fig. 8 stellen die obere, mittlere und untere Reihe der Kästen die Bits eines Startzeigers, eine Adresse bzw. einen Kopf- oder End-Zeiger dar. Die Kästen mit den höheren Zahlen stellen die Positionen der Bits größerer Bedeutung dar. Die Pfeile zeigen, von welchen Bitpositionen der Start- oder Kopf/End-Zeiger die jeweiligen Bits einer Adresse abgeleitet werden. In dieser Ableitung stellen die voll ausgezogen dargestellten Pfeile den eingelaufenen Zustand dar.
  • Auf ähnliche Weise werden die Speicher-Lesezeiger oder Endzeiger durch die Addierstufe 79 und die Service-Endregister 92 erzeugt. Es gibt dort ein Service- Endregister für jede denkbare oder potentielle Programmkomponente. Ein Wert für den Lese- oder Endzeiger wird in einem Register 92 gespeichert und während eines Speicher-Lesezyklus an den Adressen-Multiplexer 105 geliefert. Der Endzeiger wird außerdem der Addierstufe 79 zugeführt, wo er um eine Einheit erhöht wird, und der erhöhte Zeiger wird für den nächsten Lesezyklus in dem jeweiligen Register 92 gespeichert. Die Register 92 werden durch die Service-Zeiger-Steuereinheit 93 für die momentan empfangene jeweilige Programmkomponente ausgewählt.
  • Die Register 92 liefern 16-Bit-Endzeiger. 18-Bit-Leseadressen werden durch Verknüpfung der zwei Bits größter Bedeutung der Startzeiger mit den 16-Bit-Endzeigern gebildet, mit den Startzeiger-Bits in den Positionen der Bits größter Bedeutung der kombinierten 18-Bit-Schreibadresse. Die Service-Zeiger-Steuereinheit analysiert die Bits größerer Bedeutung des Startzeigers aus den in den Registern 87 gespeicherten Startzeigern und führt diese Bits dem 16-Bit-Endzeiger-Bus zu. Das ist durch den Bus 94 dargestellt, der, wie gezeigt, mit dem den Multiplexer 90 verlassenden Endzeiger-Bus kombiniert wird.
  • Die Daten werden in dem Speicher 18 bei der berechneten Adresse gespeichert. Nachdem ein Byte an Daten gespeichert ist, wird der Kopfzeiger um eins erhöht und für diese Programmkomponente mit dem Endzeiger verglichen. Wenn sie gleich sind, werden die Bits größerer Bedeutung des Kopfzeigers durch die niedrigeren 14 Bits des Startzeigers ersetzt und Nullen an den Positionen der zwei niedrigeren Bits des Kopfzeiger-Teils der Adresse eingesetzt. Das ist in Fig. 8 durch die gestrichelten Pfeile zwischen den Startzeigern und der Adresse dargestellt. Die Wirkungsweise ist durch den Pfeil 97 dargestellt, der von der Service-Zeiger-Steuereinheit 93 zu dem Kopfzeiger-Bus von dem Multiplexer 85 weist. Es wird angenommen, daß die Anwendung der niedrigeren 14 Startzeiger-Bits die Kopfzeiger-Bits überschreibt. Der Ersatz der Kopfzeiger-Bits durch die niedrigeren Startzeiger-Bits in der Adresse für diesen einen Schreibzyklus bewirkt, daß der Speicher durch den Speicherblock abläuft, der durch die oberen zwei Startzeiger-Bits bestimmt ist, um so eine Neu- Programmierung der Schreibadressen am Start jedes Paketes zu einer einzigen Speicherstelle innerhalb eines Blockes zu vermeiden.
  • Wenn der Kopfzeiger immer gleich dem Endzeiger ist (benutzt für die Anzeige, wo Daten aus dem Speicher 18 zu lesen sind), wird ein Signal zu dem Unterbrechungsbereich des Mikroprozessors gesendet, um anzuzeigen, daß ein Kopf-Ende-Schaden aufgetreten ist. Außerdem wird ein Schreiben in den Speicher 18 von diesem Programmkanal verhindert, bis der Mikroprozessor den Kanal wieder freigibt. Dieser Fall ist sehr selten und sollte im normalen Betrieb nicht auftreten.
  • Daten werden auf Anforderung durch die jeweiligen Signalprozessoren aus dem Speicher 18 bei Adressen wiedergewonnen, die durch die Addierstufe 79 und die Register 92 berechnet werden. Nach dem Lesen eines Byte an gespeicherten Daten wird der Endzeiger um eine Einheit erhöht und mit dem Endzeiger für diesen logischen Kanal in der Service-Zeiger-Steuereinheit 93 verglichen. Wenn die Schluß- und Endzeiger gleich sind, dann werden die Bits größerer Bedeutung der Endzeiger durch die niedrigeren 14 Bits des Startzeigers ersetzt, und Nullen werden in den Positionen der niedrigeren zwei Bit des Endzeiger-Teils der Adresse gesetzt. Das ist durch den Pfeil 95 dargestellt, der von der Steuereinheit 93 ausgeht und zu dem Endzeiger-Bus von dem Multiplexer 90 zeigt. Wenn der Endzeiger nun gleich dem Kopfzeiger ist, dann wird der jeweilige Speicherblock als leer definiert, und es wer den solange keine weiteren Bytes zu dem zugehörigen Signalprozessor übertragen, bis mehr Daten von dem FEC für diesen Programmkanal empfangen werden. Der wirkliche Ersatz der Kopf- oder Endzeigerteile der jeweiligen Schreib- oder Lese- Adressen durch die niedrigeren 14 Bits des Startzeigers kann durch ein geeignetes Multiplexing oder durch die Anwendung durch Verbindungen mit drei Zuständen durchgeführt werden.
  • Die Lese/Schreib-Steuerung des Speichers erfolgt durch die Service-Zeiger- Steuereinheit und die Bauteile 93 und 94 für den direkten Speicherzugriff, DMA, (direct memory access). Das DMA wird programmiert, um die Lese- und Schreibzyklen anzuzeigen. Die Anzeige ist abhängig davon, ob der FEC 12 Daten zum Schreiben in den Speicher liefert oder nicht. Die Schreibvorgänge für die FEC-Daten haben Vorrang, so daß keine ankommende Signal-Datenkomponente verlorengeht. In der in Fig. 7 dargestellten beispielhaften Vorrichtung gibt es vier Vorrichtungstypen, die Zugriff zu dem Speicher haben können. Das sind die Smart Card, der FEC 12 (genauer die Entschlüsselungseinheit 16), der Mikroprozessor 19 und die Anwendungseinheiten wie die Audio- und Video-Prozessoren. Die Speicher-Unsicherheit wird in der folgenden Weise behandelt. Das DMA, das gesteuert ist von den Datenanforderungen von den verschiedenen oben aufgeführten Verarbeitungsbauteilen, teilt Speicherblöcke den jeweiligen Programmkomponenten zu. Der Speicherzugriff erfolgt in Zeitfenstern von 95 ns, während der ein Byte an Daten aus dem Speicher 18 gelesen oder in diesen geschrieben wird. Es gibt zwei Hauptmodi für die Zugriffszuweisung, jeweils definiert durch "FEC liefert Daten" oder "FEC liefert keine Daten". Für jeden dieser Modi werden die Zeitfenster in der folgenden Weise zugeteilt und priorisiert, unter der Annahme einer maximalen FEC-Datenrate von SMbytes/Sekunde oder ein Byte für jede 200 ns. Das sind:
    • FEC liefert Daten
  • 1) Schreiben von FEC-Daten;
  • 2) Anpassungseinheit Lesen/Mikroprozessor Lesen/Schreiben;
  • 3) Schreiben von FEC-Daten;
  • 4) Mikroprozessor Lesen/Schreiben;
  • und für
    • FEC liefert keine Daten
  • 1) Smart Card Lesen/Schreiben;
  • 2) Anwendungseinheit Lesen/Mikroprozessor Lesen/Schreiben;
  • 3) Smart Card Lesen/Schreiben;
  • 4) Mikroprozessor Lesen/Schreiben.
  • Da die Schreibvorgänge für die FEC-Daten nicht verschoben werden können, muß dem FEC (oder genauer der Entschlüsselungseinheit), wenn Daten geliefert werden, ein Speicherzugriff während jedes Zeitraums mit 200 ns garantiert werden. Abwechselnde Zeitfenster werden durch die Anwendungseinheiten und den Mikroprozessor eingefügt. Wenn keine Daten von den Anforderungseinheiten verfügbar sind, macht der Mikroprozessor Gebrauch von der Anwendung der Zeitfenster.
  • Die Steuereinheit 93 kommuniziert mit dem SCID-Detektor, um festzustellen, welches der jeweiligen Start-, Kopf und Endzeiger-Register Zugang zu Schreibvorgängen in dem Speicher hat. Die Steuereinheit 93 kommuniziert mit dem DMA, um festzustellen, welcher der Start-End- und Schluß-Register Zugriff zu den Lesevorgängen für den Speicher hat. Der DMA 98 steuert die Auswahl der entsprechenden Adressen und Daten über die Multiplexer 99, 104 und 105.
  • Fig. 9 zeigt ein beispielhaftes Flußdiagram des Vorganges für den Speicher DMA 98. Der DMA spricht an {200} auf die Detektion oder die Nicht-Detektion eines empfangenen Paketes über die Detektion der SCID's. Wenn ein SCID ermittelt wurde, das die Anwesenheit von Daten von der Enschlüsselungseinheit 16 zum Schreiben in den Speicher anzeigt, wird ein Byte der Programmdaten von der Entschlüsselungseinheit in den Pufferspeicher 18 geschrieben {201}. Der Speicherblock, in den das Schreiben erfolgt, wird durch den Prozessor 93 entsprechend dem laufenden FCID bestimmt. Als nächstes ermittelt der DMA {202}, ob einer der Programmkomponenten-Prozessoren einschließlich der Smart Card und des uPC, einen Daten- oder Lese/Schreib (R/W)-Zugriff zu dem Speicher 18 anfordert. Wenn keine Datenanforderungen für den DMA erfolgen, kehrt der Vorgang zum Schritt {200} zurück. Wenn eine Daten R/W-Anforderung erfolgt ist, bestimmt der DMA {203} die Priorität der Anforderung. Das erfolgt durch einen bekannten Unterbrechungsablauf oder alternativ durch einen sequentiellen Ein-Byte-Service in einer willkürlichen Reihenfolge dieser die Daten anfordernden Programmprozessoren. Zum Beispiel sei angenommen, daß eine willkürliche Reihenfolge der Zugriffspriorität Video, Audio I, Audio II, Smart Card und uPC ist. Es sei auch angenommen, daß nur das Video, Audio II und der uPC einen Speicherzugriff anfordern. Während des laufenden Betriebs beim Schritt {203} wird ein Byte mit Videodaten von dem Speicher gelesen. Während des nächsten Vorganges beim Schritt {203} wird ein Byte an Audio II von dem Speicher gelesen und während des nächsten folgenden Erscheinens von Schritt {203} wird ein Byte der uPC-Daten in den Speicher 18 geschrieben oder aus diesem Speicher gelesen usw.. Es sei bemerkt, daß Adressen für den Zugriff durch die Smart Card und den uPC von der Smart Card bzw. dem uPC geliefert werden, daß jedoch Adressen für Video, Audio und Programmführer von der Adreß-Zeiger-Anordnung (80-93) verfügbar sind.
  • Wenn einmal ein Prioritätszugriff erfolgt ist {203}, wird der erforderliche Programmprozessor bedient {204}, wobei ein Byte an Daten in den Speicher 18 geschrieben oder aus diesem Speicher 18 gelesen wird. Als nächstes wird ein Byte an Daten von der Entschlüsselungseinheit 16 in den Speicher geschrieben {205}. Es erfolgt eine Prüfung {206}, um festzustellen, ob der uPC einen Zugriff anfordert. Wenn der uPC einen Zugriff anfordert, wird er mit einem Byte an Daten bedient {207}. Wenn der uPC keinen Zugriff anfordert, springt der Vorgang auf den Schritt {202}, um festzustellen, ob einer der Programmprozessoren einen Zugriff anfordert. Auf diese Weise wird den ankommenden Daten immer ein Zugriff zu jeder zweiten Speicher- Zugriffperiode garantiert, und die dazwischenliegenden Speicher-Zugriffszeiträume werden unter den Programmprozessoren aufgeteilt.
  • Wenn vorübergehend keine Daten von der Entschlüsselungseinheit verfügbar sind, das heißt momentan kein SCID detektiert wird, wird der Vorgang {208-216} fortgesetzt. Zunächst wird die Smart Card geprüft {208}, um festzustellen, ob sie einen Speicherzugriff anfordert. Wenn dies der Fall ist, wird ein Speicherzugriff mit einem Byte geliefert {209}. Anderenfalls erfolgt eine Prüfung {210}, um festzustellen, ob einer der Programmprozessoren einen Speicherzugriff anfordert. Wenn eine Daten RAN (Lesen/Schreiben)-Anforderung vorgenommen wurde, bestimmt der DMA {211} die Priorität der Anforderung. Der jeweilige Prozessor wird mit einem Speicher-Lese- oder Schreib-Zugriff bedient {212}. Wenn keine Daten R/W-Anforderung durch die Programmprozessoren erfolgt ist, springt der Vorgang zu dem Schritt {213}, wo eine Prüfung durchgeführt wird, um festzustellen, ob die Smart Card einen Speicherzugriff anfordert. Wenn dies der Fall ist, wird er mit einem Speicherzugriff für ein Byte bedient, ansonsten springt der Vorgang zum Schritt {200}.
  • Es sei bemerkt, daß in dem vorliegenden bevorzugten Beispiel, wenn der Modus "FEC liefert keine Daten" vorliegt, der Smart Card für einen zwei-zu-eins Zugriff Vorrang erteilt wird gegenüber allen anderen Programmprozessoren. Diese Priorität wird in eine programmierbare Einrichtung innerhalb der DMA-Vorrichtung programmiert und unterliegt einer Änderung durch den uPC. Wie bereits früher erwähnt, soll das System interaktive Dienste durchführen, und der uPC 19 wird auf interaktive Daten ansprechen, um wenigstens teilweise den interaktiven Vorgang durchzuführen. In dieser Rolle benutzt der uPC 19 den Speicher 18 sowohl für die Anwendungsspeicherung und die Arbeitsspeicherung. In diesen Fällen kann der Systemoperator die Priorität des Speicherzugriffs ändern, um für den uPC 19 einen Speicherzugriff mit größerer Häufigkeit zu liefern. Die Neu-Programmierung der Priorität für den Speicherzugriff kann in einem Untersatz von Instruktionen für eine interaktive Anwendung enthalten sein.
  • Es ist vorteilhaft, Media-Fehlerkodes in den Strom des Videokomponenten-Signals einzufügen, wenn Pakete verlorengegangen sind, damit der Videosignal- Dekomprimierer (oder Expandierer) die Dekomprimierung einstellt, bis eine bestimmte Signal-Eingangsstelle in dem Datenstrom auftritt. Es ist nicht zweckmäßig, vorauszusagen, wo und in welchem Videopaket die nächste Eingangsstelle auftreten könnte. Um die nächste Eingangsstelle so schnell wie möglich zu finden, ist es notwendig, einen Media-Fehlerkode zu Beginn des ersten Videopakets nach der Feststellung einzufügen, daß ein Paket verlorengegangen ist. Die Schaltung nach Fig. 7 plaziert einen Media-Fehlerkode am Beginn jedes Videopakets und entfernt dann den Media-Fehlerkode in den jeweiligen Paketen, wenn kein Verlust eines vorangehenden Paketes erfolgt ist. Der Media-Fehlerkode wird in den ersten M Adreßplätzen des Speichers eingefügt, die für das laufende Videopaket-Nutzsignal reserviert sind, indem ein Schreibvorgang in den Speicher 18 für M Schreibzyklen vor dem Video- Nutzsignal erfolgt, das von der Entschlüsselungseinheit ankommt. Gleichzeitig wird der Multiplexer 99 durch den DMA 98 veranlaßt, den Media-Fehlerkode von der Quelle 100 an den Speicher 18 I/O anzulegen. M ist einfach die ganze Zahl an Speicherplätzen, die notwendig sind, den Media-Fehlerkode zu speichern. Unter der An nahme, daß der Speicher 8-Bit-Bytes speichern muß und der Media-Fehlerkode Bits beträgt, wird M gleich 4.
  • Die Adressen für das Laden des Media-Fehlerkodes in den Speicher werden von dem jeweiligen Videokomponenten-Serviceregister 83 über den Multiplexer 82 und den Multiplexer 85 geliefert. Es sei erwähnt, daß die ersten M Adressen, die von dem Zeigerregister 83 zum Laden des Media-Fehlerkodes in die Speicherplätze geliefert werden, die anderenfalls mit den Videokomponenten-Daten geladen würden, einfach die nächsten folgenden M Adressen sind, die normalerweise durch den Video- Kopfzeiger erzeugt würden. Diese selben Adressen werden in ein Verzögerungselement 84 mit M Stufen geführt, so daß unmittelbar, nachdem das letzte Byte des Media-Fehlerkodes in dem Speicher 18 gespeichert ist, die erste der M Adressen an dem Ausgang des Verzögerungselementes 84 verfügbar ist.
  • Der zeitliche Ablauf des Ladens des Media-Fehlerkodes in den Speicher fällt zusammen mit der Ermittlung eines verlorengegangenen Pakets. Die Ermittlung eines Fehlers oder eines Verlustes des Paketes erfolgt durch einen Fehlerdetektor 101 an dem CC und HD-Daten des laufenden Pakets.
  • Wenn ein Paketverlust nicht ermittelt wurde, wird die Videokomponente des laufenden Pakets in dem Speicher 18 gespeichert, beginnend bei dem nächsten oder (M + 1)-ten Adreßplatz. Das erfolgt dadurch, daß der Multiplexer 85 weiterhin unverzögerte Kopfzeiger von dem jeweiligen Register 83 liefert. Wenn alternativ ein Paketverlust nicht ermittelt wurde, werden die ersten M Bytes der Videokomponente in dem laufenden Paket in den Speicherplätzen gespeichert, in denen der Media- Fehlerkode unmittelbar vorher gespeichert wurde.
  • Die Ermittlung eines Fehlers oder eines Verlustes eines Paketes erfolgt durch eine Fehlerdetektor 101 aufgrund der CC und HD-Daten des laufenden Pakets. Der Detektor 101 prüft die Kontinuitätszählung CC in dem laufenden Paket, um festzustellen, ob es von dem CC des vorangehenden Pakets um eine Einheit abweicht. Zusätzlich wird das TOGGLE-Bit in dem laufenden Paket geprüft, um festzustellen, ob es den geeigneten Zustand für das jeweilige Videobild aufweist. Wenn der Wert CO falsch ist, wird der Zustand des TOGGLE-Bit geprüft. Abhängig davon, ob ein oder beide des CC und TOGGLE-Bit fehlerhaft sind, wird ein erster bzw. zweiter Modus einer Fehlerabhilfe durchgeführt. In dem zweiten Modus, der ausgelöst wird, wenn sowohl das CC und das TOGGLE-Bit fehlerhaft sind, wird das System auf ein Paket zurückgesetzt, das einen Bild-Schichtkopf aufweist. In dem ersten Modus, wo nur das CC fehlerhaft ist, wird das System auf ein Paket zurückgesetzt, das einen Scheben-Schichtkopf enthält. (Eine Scheibenschicht ist ein Untersatz an komprimierte Daten innerhalb eines Vollbildes.) Sowohl in dem ersten wie in dem zweiten Modus wird der in den Speicher geschriebene Media-Fehlerkode in dem jeweiligen Nutzsignal aufrechterhalten, um den Dekomprimierer darauf vorzubereiten, die Abhilfemaßnahme einzuführen.
  • Es wurde als besonders wirkungsvoll herausgefunden, das System derart aufzuteilen, daß der SCID-Detektor, die Entschlüsselungseinheit, die Adressierschaltung, das Filter für den bedingten Zugriff und die Smart Card-Schnittstelle alle in einer zigen integrierten Schaltung enthalten sind. Das begrenzt die Anzahl von externe Wegen, die zu kritischen Zeitsteuerproblemen führen können.

Claims (8)

1. Verfahren zum Übertragen einer Information für einen bedingten Zugang mit einer Berechtigungsanordnung und Steuerdaten mit folgenden Schritten:
Bilden einer Vielzahl von N-Byte-Kodes für den bedingten Zugang,
Bilden eines speziellen N-Byte-Kodes für einen vorbestimmten logischen Zustand,
Verknüpfen der M veschiedenen N-Byte-Kodes für den bedingten Zugang, worin M und N ganze Zahlen größer als eins sind,
Auswählen eines der N-Byte-Kodes für den bedingten Zugang oder des speziellen N- Byte-Kodes,
Bilden eines Nutzsignals, enthaltend a) den ausgewählten Kode der N-Byte-Kodes für den bedingten Zugang oder des speziellen N-Byte-Kodes, b) Verknüpfen des ausgewählten Kodes mit den M unterschiedlichen N-Byte-Kodes für den bedingten Zugang und c) Verknüpfen der verknüpften Kodes mit der Berechtigungsanordnung und den Steuerdaten, und
Bilden eines Transportpakets, das a) ein Kopfsignal, das ein derartiges Transportpaket als Träger für Berechtigungsdaten identifiziert, und b) das Nutzsignal enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, mit folgenden Schritten:
Liefern eines (M + 1)-mal N-Byte-Kodes, in dem R Gruppen von N-Bytes alle Bits in einem vorbestimmten logischen Zustand sind (wobei R, M, N alles ganze Zahlen sind und R mal N kleiner oder gleich ist (M + 1) mal N), und wobei der Schritt zum Bilden eines Nutzsignals folgende Schritte enthält:
a) Auswählen eines der N-Byte-Kodes für den bedingten Zugang oder eines N-Byte- Kodes mit nur einem logischen Zustand, b) Verknüpfen des ausgewählten Kodes mit den M verschiedenen N-Byte-Kodes für den bedingten Zugang und c) Auswählen des (M + 1) mal N-Byte-Kodes oder des verknüpften Kodes und d) Verknüpfen des letzten ausgewählten Kodes mit der Berechtigungsanordnung und den Steuerdaten.
3. Vorrichtung im einem Empfänger für ein Paketsignal zum Verarbeiten eines Paketsignals mit Berechtigungsdaten in Signalpaketen mit einem Kopfsignal, das derartige Pakete als Pakete mit Berechtigungsdaten identifiziert, und mit einem Nutzsignal das die Berechtigungsdaten enthält, und mit M verknüpften N-Byte-Kodes für den bedingten Zugang, wobei M und N ganze Zahlen größer als eins sind, wobei die Vorrichtung folgendes enthält:
Mittel (10-12) zum Zuführen des Paketsignals,
einen Transportprozessor (13-15, 19), der auf das Paketsignal anspricht, zum Identifizieren der Berechtigungsdaten enthaltenden Pakete und zum Extrahieren der Nutzsignale mit Berechtigungsdaten aus den identifizierten Paketen, einen Berechtigungsdaten-Prozessor (31) und
ein Filter für den bedingten Zugang, das die Nutzsignale mit Berechtigungsdaten auf Kodes für einen bedingten Zugang in exklusiven N-Byte-Datengruppierungen prüft und, wenn ein Kode für einen bedingten Zugang nicht detektiert wurde, den Empfang von Nutzsignalen mit extrahierten Berechtigungsdaten durch den Berechtigungsdaten-Prozessor verhindert.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Filter für den bedingten Zugang folgendes enthält:
ein Register (13) zum Speichern eines N-Byte-Kodes für den bedingten Zugang, Mittel (15) mit einem Komparator zum Vergleichen der Nutzsignaldaten in exklusiven N-Byte-Gruppen, wobei der N-Byte-Kode für den bedingten Zugang in einem Register enthalten ist, und dann, wenn eine Übereinstimmung des Kodes für den bedingten Zugang mit irgendeiner der exklusiven N-Byte-Gruppen erfolgt ist, die Berechtigungsdaten dem Berechtigungsdaten-Prozessor zugeführt werden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Filter für den bedingten Zugang gekennzeichnet ist durch:
ein Register (13) zum Speichern eines N-Byte-Kodes für den bedingten Zugang, Mittel (15) mit einem Komparator zum
a) Feststellen, ob ein erstes N-Byte des Berechtigungsdaten-Nutzsignals einen Kode für den bedingten Zugang mit nur einem logischen Zustand enthält,
b) Vergleichen der N-1 Bytes des Teilnehmer-spezifischen Kodes für den bedingten Zugang mit dem Berechtigungsdaten-Nutzsignal in exklusiven N-Byte-Gruppen, wenn die ersten N-Bytes einen Kode mit nur einem logischen Zustand enthalten, und Erzeugen eines Freigabesignals für die Zuführung der Berechtigungsdaten zu dem Berechtigungsdaten-Prozessor, wenn eine Übereinstimmung von N-1 Bytes des Teilnehmer-spezifischen Kodes mit N-1 Bytes irgendeines der exklusiven N-Byte- Gruppen erfolgt ist,
c) anderenfalls Vergleichen des Berechtigungsdaten-Nutzsignals in exklusiven N- Byte-Gruppen mit dem Teilnehmer-spezifischen Kode für den bedingten Zugang in dem Register und, wenn eine Übereinstimmung des Teilnehmer-spezifischen Kodes für den bedingten Zugang mit irgendeiner der exklusiven N-Byte-Gruppen erfolgt ist, Zuführen der Berechtigungsdaten zu dem Berechtigungsdaten-Prozessor.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter für den bedingten Zugang einen Detektor (254) zum Feststellen enthält, ob eine vorbestimmte Anzahl von N-Byte-Gruppen des Kodes für den bedingten Zugang in dem Berechtigungsdaten-Nutzsignal gleichen logischen Zustand aufweisen, und, wenn dies der Fall ist, das Berechtigungsdaten-Nutzsignal dem Berechtigungsdaten-Prozessor zuführen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter für den bedingten Zugang einen Detektor (261-263) enthält zum Feststellen, ob eine vorbestimmte Anzahl von N-Byte-Gruppen des Kodes für den bedingten Zugang in dem Berechtigungsdaten-Nutzsignal alle den logischen Zustand null haben, und, wenn das der Fall ist, das Berechtigungsdaten-Nutzsignal dem Berechtigungsdaten- Prozessor zugeführt wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Register zum Speichern eines N-Byte- Teilnehmer-spezifischen Kodes für den bedingten Zugang N 1-Byte-Register (251) enthält und das Filter für den bedingten Zugang folgendes enthält:
einen Multiplexer (257) mit N Eingangsanschlüssen, die jeweils mit den N 1-Byte- Registern verbunden sind, und
eine Zählschaltung (258), die bewirkt, daß der Multiplexer die Eingangsanschlüsse abtastet, um sequentiell Daten von den N 1-Byte-Registern zu den Vergleichsmitteln zu liefern.
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