DE69733463T2

DE69733463T2 - Vorrichtung und verfahren zur rahmung von paketen

Info

Publication number: DE69733463T2
Application number: DE69733463T
Authority: DE
Inventors: Sanand Prasad; O. Samuel AKIWUMI-ASSANI; Chin-Sung Lin
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1996-07-12
Filing date: 1997-07-04
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2017-07-05
Also published as: EP0850522A2; WO1998002988A3; US6298387B1; JP3845117B2; EP0850522B1; WO1998002988A2; JPH11513225A; DE69733463D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Bereich von Computerkommunikation und insbesondere auf den Bereich der Detektion des Starts eines Pakets innerhalb eines Bitstroms.
Pakete in einem Bitstrom werden oft dadurch beschrieben, dass darin ein bestimmter Datenwert, beispielsweise ein bestimmtes 8 Bit breites (Byte- oder Oktet-) Datenmuster auftritt, das als "Synchronisationsmuster" bezeichnet werden kann. Wenn das Synchronisationsmuster eine Länge von 8 Bits hat, wird es oft als Synchronisationsbyte bezeichnet. Wenn explizite Rahmungssignale nicht gleichzeitig mit dem Bitstrom empfangen werden, kann die Anlage, die den Bitstrom empfängt, das Synchronisationsmuster benutzen um den Start eines Pakets zu identifizieren. Diese Art und Weise wird aber kompliziert, wenn der betreffende als Synchronisationsmuster benutzte Datenwert anderswo innerhalb der Bits auftreten kann, die den Rest eines Pakets bilden. Ein derartiges Erscheinen kann auftreten: a) wenn der Wert des Synchronisationsmusters nicht nur zum Identifizieren des Starts eines Pakets reserviert ist, b) wenn der Bitstrom keine vordefinierte Bitgruppe hat, beispielsweise Byteausrichtung, oder c) wenn in dem Bitstrom Fehler auftreten.
So ist beispielsweise entsprechend der sog. "Motion pictures expert group – 2" (MPEG-2) internationalen Norm 13818-1 der für das Synchronisationsmuster verwendete Datenwert, darin als das "sync-byte" bezeichnet, 0x47. Jedes MPEG-2 Transportbitstrompaket hat eine Länge von 188 Bytes, von denen das erste das "Sync-Byte" ist. Auf diese Art und Weise sollte ein Sync-Byte in dem Bitstrom alle 188 Bytes auftreten.
Nach einer bekannten Technik wird jedes 8 Bit Muster eines MPEG-2 Bitstroms getestet um zu ermitteln, ob es ein Sync-Byte ist. Das Testen erfolgt unter Anwendung eines acht-Bit Fensters, das jeweils wenn der Test durchgeführt wird, um ein Bit verschoben wird, bis ein Sync-Byte gefunden worden ist. Wenn eine getestete Gruppe von acht Bits mit dem Sync-Byte übereinstimmt, werden die nächsten 187 acht-Bit Gruppen gezählt, wenn sie vorbei kommen, sie werden aber nicht getestet. Danach wird das 189. Byte getestet um zu ermitteln, ob es ein Sync-Byte ist. Sollte dies der Fall sein, so wird bestimmt, dass die vorhergehenden 188 Bytes, d.h. das erste gefundene Sync-Byte und die gezählten 187 acht Bit Gruppen wahrscheinlich ein Paket gewesen sind. Der Prozess wird danach viele Male wiederholt um die Gefahr zu minimieren, dass die betreffende Detektion von Sync-Bytes, die um die Länge eines einzigen Pakets voneinander entfernt sind, das Ergebnis eines Wertes sind, der dem Wert des Sync-Bytes entspricht, der beliebig in dem Bitstrom zu dem korrigierten Intervall auftritt und wirklich Paket beschreibende Sync-Bytes. Es sei bemerkt, dass das Erscheinen in dem Bitstrom eines Wertes entsprechend dem des Sync-Bytes an einer Stelle, wo ein Sync-Byte nicht erscheinen sollte, als "Sync-Byte Emulation" bezeichnet wird. Sollte das 189. 8-Bit Muster dem Sync-Byte nicht entsprechen, so wird der Prozess neu gestartet.
Nachteiligerweise kann in Applikationen, in denen es eine Sync-Byte-Emulation gibt, diese Technik langsam sein um zu ermitteln, dass ein Paket empfangen worden ist. Auch verursacht der Beschreibungsprozess den der Verlust an Daten aller zum Ermitteln der Paketbeschreibung verwendeten Pakete.
Es sei bemerkt, dass US-A-4414677 eine Anordnung beschreibt, die imstande ist, eine schnellere Detektion durchzuführen, und zwar ohne Datenverlust. Die Anordnung benutzt ein Schieberegister mit der Länge des Synchronwortes und eine Vergleichsstufe zum Detektieren der Synchronisationswörter in dem Strom. Die von der Vergleichsschaltung gelieferte Information wird in eine Sequenz von Codewörtern umgewandelt, eins für jedes analysierte Datenwort des Bitstroms. Die Sequenz der Codewörter wird in vier Verzögerungspuffern gespeichert, je einen zum Speichern von Codewörtern für einen Block analysierter Datenwörter. Es werden vier Vergleichsschaltungen verwendet um zu überprüfen, ob miteinander übereinstimmende Codewörter an der entsprechenden Stelle in dem Viererblock gespeichert sind.
Eine Verbesserung in der Beschreibung der Pakete in einem Bitstrom wird nach den Grundlagen der vorliegenden Erfindung dadurch erhalten, dass 1) ein FIFO-Puffer verwendet wird, der a) eine effektive Speicherkapazität hat entsprechend der Anzahl Bits in einem Paket plus der Anzahl Bits in dem Synchronisationsmuster und b) derart vorgesehen ist, dass ein Vergleich der Daten in dem Kopfende und in dem Schwanzende mit dem Datenmuster des Synchronisationsmusters gemacht werden kann und dass 2) angegeben wird, dass ein Paket detektiert wurde, wenn das Kopfende und das Schwanzende des FIFOs je im Wesentlichen simultan Information entsprechend dem Synchronisationsmuster enthalten. In dem Fall, dass Pakete innerhalb eines Bitstroms verschiedene Längen haben können, kann die effektive Speicherkapazität des FIFOs eingestellt werden, wenn die zu detektierende Paketlänge im Voraus bekannt ist, oder der FIFO kann derart vorgesehen sein, dass es meh rere gleichzeitig effektive Schwanzenden gibt. Wenn verschiedene Pakete des Bitstroms verschiedene Synchronisationsmuster haben können, können mehrere Vergleichsschaltungen verwendet werden zur Überprüfung gültiger Kombinationen von Synchronisationsmustern, und dies kann bei geeigneten Verschiebungen innerhalb des Bitstroms erfolgen. Es kann eine Zustandsmaschine verwendet werden um komplexen Zyklen von Synchronisationsmustern, die erwartet werden können nachzugehen. Vorteilhafterweise kann die vorliegende Erfindung angewandt werden ob der Bitstrom Byte-ausgerichet ist oder entsprechend einer anderen Gruppe von Bits ausgerichtet ist.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Daten von dem eintreffenden Bitstrom dem FIFO zugeführt. Wenn der FIFI einmal gefüllt ist, wird dem FIFO jeweils eine neue Einheit mit Daten zugeführt, wobei das Kopfende und das Schwanzende desselben überprüft werden um zu ermitteln, ob sie das Synchronisationsmuster enthalten. Sollte dies der Fall sein, so wird ein Paket vorläufig angemeldet und der Überprüfungs- und der vorläufige Anmeldungsprozess wird eine vorbestimmte Anzahl Male wiederholt, aber nur zu Zeitintervallen, die der Abstimmung entspricht, erforderlich für ein ganzes Paket um den FIFO zu verlassen stattdessen, dass jeweils eine neue Einheit mit Daten zu dem FIFO geliefert wird. Diese Wiederholung wird durchgeführt um zu gewährleisten, dass das Synchronisationsmuster auf gültige Art und Weise zu den richtigen Intervallen innerhalb des Bitstroms detektiert wurde, wodurch auf diese Weise die Möglichkeit einer falschen Paketbeschreibung wegen der Emulation des Synchronisationsmusters minimiert wird. Durchführung jeder Wiederholung nur am Paketintervall ist möglich bei der vorhergehenden Wiederholung, was zu einer vorläufige Paketangabe führt. Bei erfolgreicher Beendigung aller Wiederholungen, wird angegeben, dass Pakete gültig sind und sie werden jedes Mal, dass Schwanzendedaten den Übergang durch den FIFO zu dem Kopfende beenden, beschrieben, unter der Voraussetzung, dass das Schwanzende zu dem betreffenden Zeitpunkt ein Synchronisationsmuster enthält. Wenn eine der Wiederholungen vor der Angabe, dass die Pakete gültig sind, nicht zu einer vorläufigen Angabe führt, wird der Prozess neu gestartet, so dass das Kopfende und das Schwanzende des FIFOs beide überprüft werden, und zwar jeweils wenn eine neue Einheit mit Daten zugeführt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 ein Beispiel eines Paketvermessers zum Beschreiben von Paketen entsprechend den Grundlagen der vorliegenden Erfindung,
2 ein Beispiel des Zustandsübergangsdiagramms für den Paketvermesser aus 1, und
3 ein Flussdiagramm eines Beispiels eines Prozesses, durchgeführt durch den Controller des Paketvermessers nach 1 zum Beschreiben von Paketen.
1 zeigt ein Beispiel eines Paketvermessers 100 zum Beschreiben von Paketen entsprechend den Grundlagen der vorliegenden Erfindung. Dargestellt in 1 sind a) ein FIFO-Puffer 101, b) Vergleichsschaltungen 103 und 105, und c) ein Controller 104. der FIFO 101 hat eine Speicherkapazität entsprechend der Anzahl Bits in einem Paket plus der Anzahl Bits in dem Synchronisationsmuster. Der FIFO 101 ist vorgesehen zum Liefern der in dem Kopfende und in dem Schwanzende gespeicherten Daten als Ausgangssignale.
Die Vergleichsschaltung 103 ist vorgesehen zum Empfangen des am Kopfende des FIFOs 101 gespeicherten Datenmusters und zum Vergleichen desselben mit dem Synchronisationsmuster für den Datenstrom, der als Eingang dem FIFO 101 zugeführt wird. Der Ausgang der Vergleichsschaltung 103, der entweder eine Übereinstimmung oder keine Übereinstimmung angibt, wird dem Controller 104 zugeführt. Auf gleiche Weise ist die Vergleichsschaltung 105 vorgesehen um als Eingang die Daten zu empfangen, die an dem Schwanzende des FIFOs 101 gespeichert sind, und um diese mit dem Synchronisationsmuster zu vergleichen. Der Ausgang der Vergleichsschaltung 105, der entweder eine Übereinstimmung oder keine Übereinstimmung angibt, wird ebenfalls dem Controller 104 zugeführt.
So hat beispielsweise zur Verwendung mit MPEG-2, der FIFO 101 Raum zum Speichern von 1512 Bits, was einem 188 Byte MPEG-2 Paket plus einem zusätzlichen acht Bit Sync-Byte entspricht. Auch für MPEG-2 ist jede der Vergleichsschaltungen 103 und 105 acht Bits breit und das Sync-Byte hat den Wert 0x47.
Der Controller 104 ist mit dem FIFO 101 gekoppelt. Der FIFO 101 kann derart betrieben werden, dass Daten in das Schwanzende des FIFOs 101 fließen, und zwar herrührend von dem Kopfende des FIFOs 101 und danach aus dem FIFO 101. Typischerweise wird der FIFO 101 derart betrieben, dass Daten durch denselben hindurch fließen, und zwar mit derselben Rate, wie Daten am FIFO 101 empfangen werden. Auf diese Weise wird dafür gesorgt, dass der Ausgang vom FIFO 101 dieselbe Rate hat wie der Eingang zu dem FIFO 101. In einer derartigen Mode funktioniert der FIFO wie eine Verzögerungsleitung.
Im Betrieb erfolgt Paketbeschreibung in einer Beispielsausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Vier Phasen Prozess, wobei diese Phasen sind: a) Entriegelung, b) Synchronisation, c) Verriegelung und d) Neusynchronisation. Beim Rückstellen oder bei der Initialisierung wird der FIFO 101 geleert und der Paketvermesser 100 geht in die Entriegelungsphase. Am FIFO 101 empfangene Daten fließen dazu von dem Schwanzende zu dem Kopfende ohne jegliche Verzögerung anders als notwendig zum Passieren durch den leeren FIFO, d.h. die Verzögerung des "Eimerkettenspeichers" notwendig zum Passieren der Daten von Position zu Position in dem FIFO. Ein Datenfreigabesignal DE, das von dem Controller 104 geliefert wird und wenn bestätigt, gibt an, dass die Daten vom FIFO 101 verwendet werden können, wird entstätigt um die Verwendung von Daten zu vermeiden, die nicht zu Paketen beschrieben worden sind. Auch ein etwaiger Start des Paketsignals SOP wird verwendet um anzugeben, wenn ein neues gültiges Paket an dem Kopfende des FIFOs 101 vorhanden ist. Ein derartiger Start eines Paketsignals wird nicht bestätigt für die ganze Paketzeit, d.h. er wird nur für eine einzige Bytezeit bestätigt, wenn das Paket aus dem FIFO 101 fließt.
Um eine richtige Zeitangabe einzuhalten kann der Controller 104 zählen, wie viel Information, beispielsweise wie viele Bits oder wie viele Bytes in dem FIFO 101 gespeichert sind. Wenn ermittelt wird, dass der FIFO 101 gerade komplette gefüllt ist, testet die Vergleichsschaltung 103 um zu ermitteln, ob das Synchronisationsmuster, beispielsweise das Sync-Byte 0x47 für MPEG-2, am Kopfende des FIFOs 101 erscheint, während die Vergleichsschaltung 105 testet, um zu ermitteln, ob das Synchronisationsmuster an dem Schwanzende des FIFOs 101 erscheint. In dem Fall, dass wenigstens eine der Vergleichsschaltungen 103 und 105 nicht eine Übereinstimmung detektiert, bleibt das System in der entriegelten Phase und die Daten des Schwanzendes und die Daten des Kopfendes werden jeweils dann zurückgestellt, wenn eine neue Dateneinheit in den FIFO 101 eingegeben wird.
Wenn aber die beiden Vergleichsschaltungen 103 und 105 das Synchronisationsmuster nahezu zu demselben Zeitpunkt detektieren, detektiert der Controller 104 diese Tatsache und nimmt dann daraus an, dass ein Paket in dem FIFO 101 gespeichert wird. Deswegen wird die Synchronisationsphase eingegeben. Es sei bemerkt, dass die Grenzen eines derartigen Pakets von dem Kopfende des FIFOs 101 zurück bis zu einem Byte vor dem Schwanzende sind.
Während der Synchronisationsphasewerden die während der Entriegelungsphase detektierten Grenzen zum Testen nachfolgender Teile des Bitstroms für Pakete verwendet. Insbesondere wird erwartet, dass derartige Pakete durch das Erscheinen des Synchronisationsmusters an Stellen beschrieben werden, die ganze Vielfache der Paketlänge von der Stelle des detektierten Synchronisationsmusters am Kopfende sind. Auf diese Art und Weise wird ein Paket in der Synchronisationsphase nur dann detektiert, wenn a) jede der Vergleichsschaltungen 103 und 105 bestimmen, dass sie im Wesentlichen simultan das Synchronisationsmuster detektiert haben, wie oben, und auch b) dass der erwartete Start des Pakets an dem Kopfende des FIFOs 101 ist. Dies kann dadurch erzielt werden, dass die Anzahl Bits, oder Bytes, gezählt werden, die durch eine vorbestimmte Stelle in dem FIFO 101 hindurch gehen, beispielsweise das Kopfende, und dass nur getestet wird, wenn derselbe Betrag an Daten wie in einem kompletten Paket vorhanden durch den FIFO 101 hindurch gegangen ist. In dem Fall, dass ein erwartetes Paket nicht detektiert wird, wie während der Synchronisationsphase antizipiert, kehrt das System zu der Entriegelungsphase zurück.
Bei Detektion von N Paketen in nacheinander, was geschieht zum Eliminieren der Wahrscheinlichkeit einer Verriegelung zu einer simulierten aber falschen Sequenz des Synchronisationsmusters, das sich zu einer Trennung der Paketlänge wiederholt, wird die Synchronisationsphase komplett und die Verriegelungsphase fängt an. Der Wert von N wird durch den Implementor bestimmt. Selbstverständlich gewährleistet ein höherer Wert von N eine größere Wahrscheinlichkeit, dass die Pakete auf geeignete Weise beschrieben werden, während ein niedrigerer Wert von N zu einer schnelleren Synchronisationszeit führt.
Es sei bemerkt, dass vorzugsweise keines der oben genannten Datenfreigabe- oder Paketstartsignale, die verwendet werden um das Vorhandensein gültiger Daten bzw. den Start eines beschriebenen Pakets anzugeben, während der Synchronisationsphase geltend gemacht werden, so dass die Daten, die während der Synchronisationsphase durch den FIFO 101 fließen, nicht verwendet werden. Auf vorteilhafte Weise aber werden die Daten des N. beschriebenen Pakets dennoch in dem FIFO 101 bis an die Beschreibung ge speichert. Deswegen braucht das N. Paket nicht gestrichen zu werden, wie bisher, sondern kann stattdessen benutzt werden.
In der Verriegelungsphase kann das Paketstartsignal jeweils dann bestätigt werden, wenn das Sync-Byte eines Pakets aus dem Kopfende des FIFOs 101 verlagert wird. Dies gewährleistet, dass die Daten, die aus dem FIFO 101 fließen, immer gerahmt werden. Zusätzlich setzt in der Verriegelungsphase der Controller 104 die Prüfung fort, ob die Vergleichsschaltung 103 und die Vergleichsschaltung 105 das Synchronisationsmuster an den geeigneten Stellen in dem Datenstrom detektieren.
In dem Fall, dass ein richtiges Detektieren des Sync-Bytes während der Verriegelungsphase ausbleibt, wird die Neusynchronisationsphase eingegeben. In der Neusynchronisationsphase werden wiederholte Überprüfungen für das Synchronisationsmuster an Stellen durchgeführt, die auf Basis der Stellen des Synchronisationsmusters, die ursprünglich für die Entriegelungsphase gefunden wurden, vorhergesagt wurden. Bis zu M Überprüfungen, wobei M kleiner ist als N, können durchgeführt werden. Während der Neusynchronisationsphase wird vorausgesetzt, dass die vorhergesagten Stellen richtig sind, dass es aber in dem Datensignal einen Fehler gab. Auf diese Weise kann das Datenfreigabesignal DE während der Neusynchronisationsphase bestätigt bleiben und das Paketstartsignal SOP kann zu jeder beliebigen Zeit vorhergesagten Paketzeit bestätigt werden. Ein Verlust an Synchronisationssignal LOS wird angegeben und der Controller 104 wird den Verlust an Synchronisationssignal bestätigen, und zwar in dem Fall eines Versäumnisses, das Synchronisationsmuster wenigstens einmal innerhalb der erlaubten M Versuchen zu finden. Es kann ein Rückstellsignal RS erforderlich sein um den Synchronisationsprozess neu zu starten, wenn der Verlust an Synchronisationssignal einmal bestätigt worden ist. In dem Fall, dass die Synchronisation an der vorhergesagten Stelle gefunden wird, kehrt das System zu der Verriegelungsphase zurück.
Die oben stehenden Zustandsübergänge sind in dem in 2 dargestellten Zustandsdiagramm dargestellt. In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 201 den entriegelten Zustand, 202 bezeichnet den Synchronisationszustand, 203 bezeichnet den Verriegelungszustand und 204 bezeichnet den Neusynchronisationszustand. Der Pfeil 210 gibt an, dass ein Sync-Byte gefunden wurde, der Pfeil 211 gibt an, dass ein Sync-Byte nicht gefunden wurde, der Pfeil 212 gibt an, dass ein Sync-Byte gefunden worden ist, aber weniger als N Male, der Pfeil 213 gibt an, dass ein Sync-Byte N Male gefunden worden ist, der Pfeil 214 gibt an, dass ein Sync-Byte gefunden wurde, der Pfeil 215 gibt an, dass ein Sync-Fehler aufgetreten ist, der Pfeil 216 gibt an, dass ein Sync-Byte weniger als M Male fehlte, und der Pfeil 217 gibt an, dass ein Sync-Byte M Male fehlte oder dass ein Rückstellsignal empfangen wurde.
3 zeigt ein Flussdiagramm eines Beispiels eines Prozesses, durchgeführt durch den Controller 104 im Betrieb des Paketvermessers 100 zum Beschreiben von Paketen. Der Prozess fängt in dem Schritt 301 an beim Rückstellen des Controllers 104 und des ganzen Systems aus 1, während eine erste Einheit von Daten in das Schwanzende des FIFOs 101 fließt. Danach, testet der bedingte Abzweigpunkt 303, um zu bestimmen, ob die Vergleichsschaltung 103 des Kopfendes angibt, ob die Daten an dem Kopfende des FIFOs 101 mit dem Synchronisationsmuster übereinstimmen. Wenn das Testergebnis in dem Schritt 303 JA ist, geht die Steuerung zudem bedingten Abzweigpunkt 305, der testet um zu Bestimmen, ob die Vergleichsschaltung 105 des Schwanzendes angibt, ob die Daten an dem Schwanzende des FIFOs 101 mit dem Synchronisationsmuster übereinstimmen. Wenn das Testergebnis in dem Schritt 305 JA ist, geht die Steuerung zu dem Schritt 307, worin der Controller 101 eine Paketzeit wartet. Während dieser Zeit fließen nach wie vor Daten durch den FIFO 101, so dass die Daten, die vorher in dem Schwanzende des FIFOs 101 waren, an dem Kopfende des FIFOs 101 erscheinen. Danach testet an dem bedingten Abzweigpunkt 309 der Controller 104 um zu bestimmen, ob jede Vergleichsschaltung 103 und 105 des Kopfendes und des Schwanzendes im Wesentlichen simultan eine Übereinstimmung angeben. Sollte dies der Fall sein, so wurde das Synchronisationsmuster an der richtigen Stelle, und zwar eine Paketzeit nachdem das vorhergehende gefunden wurde, was angibt, dass es wahrscheinlich ist, dass die gespeicherten Daten von dem Kopfende des FIFOs 101 zu einer Länge von einem Synchronisationsmuster von dem Schwanzende des FIFOs 101 ein Paket ist.
Sollte eines der Testergebnisse in de, Schritt 303, 305 oder 309 NEIN sein, so geht die Steuerung zu dem Schritt 311, in dem die Daten, die von der Vergleichsschaltung untersucht wurden, um eine Einheit nach unten in dem FIFO 101 fließen. Dieses Fließen kann auf einer Einzelbit-Basis erfolgen, oder wenn die Bits in größeren Gruppen gegliedert sind, beispielsweise in Bytes, die Grenzen gekannt haben, kann das Fließen um die Anzahl Bits in einer derartigen Gruppe gehen. Ein derartiges negatives Ergebnis in den Schritten 303, 305 oder 309 gibt an, dass es unwahrscheinlich ist, dass die gespeicherten Daten von dem Kopfende des FIFOs 101 bis an eine Synchronisationsmusterlänge von dem Schwanzende des FIFOs 101 ein Paket ist.
Wenn das Testergebnis 309 JA ist, geht die Steuerung zu dem bedingten Abzweigpunkt 313, der testet um zu ermitteln, ob N Übereinstimmungen gefunden worden sind. Sollten N Übereinstimmungen gefunden worden sein, gibt dies an, dass es eine Wahrscheinlichkeit gibt, die für den Implementor akzeptierbar ist, dass jeweils, wenn eine Übereinstimmung gefunden wird, das Kopfende des FIFOs 101 das Synchronisationsmuster eines Pakets ist. Sollte das Testergebnis in dem Schritt 313 NEIN sein, so geht die Steuerung zurück zu dem Schritt 307 und der Prozess geht weiter, wie oben beschrieben. Sollte das Testergebnis in dem Schritt 313 JA sein, so geht die Steuerung zu dem Schritt 315, in dem der Controller 104 bestätigt, oder nach wie vor bestätigt, den Datenfreigabeausgang und ggf. das Paketstartsignal für das zur Zeit in dem FIFO 101 gespeicherte Paket bestätigt.
Daraufhin wartet der Controller 104 eine Paketzeit, während das in dem FIFO 101 gespeicherte Datenpaket ausgelesen wird, ausgenommen für die Daten, die sich in dem Schwanzende befanden, welche die neuen Kopfendedaten werden, während neue Daten empfangen und in dem FIFO 101 gespeichert werden. Danach testet der bedingte Abzweigpunkt 319 um zu bestimmen, ob die Vergleichsschaltung 103 des Kopfendes und die Vergleichsschaltung 105 des Schwanzendes Übereinstimmungen der Kopfendedaten und Schwanzendedaten mit dem Synchronisationsmuster angeben. Sollte das Testergebnis in dem Schritt 319 JA sein, so geht die Steuerung zurück zu dem Schritt 315 und der Prozess setzt sich fort, wie oben beschrieben. Sollte aber das Testergebnis in dem Schritt 319 NEIN sein, so geht die Steuerung zu dem Schritt 320, in dem der Start des Paketsignals bestätigt werden kann. Danach wartet in dem Schritt 312 der Controller 104 eine Paketzeit, so dass neue Daten, ausgenommen für das Schwanzende, durch den FIFO 101 zyklisch hindurchgeführt werden.
Daraufhin testet an dem bedingten Abzweigpunkt 323 der Controller 104 um zu bestimmen, ob das Schwanzende des FIFOs 101 mit dem Synchronisationsmuster übereinstimmt. Sollte das Testergebnis in dem Schritt 323 JA sein, so geht die Steuerung zurück zu dem Schritt 315 und der Prozess setzt sich fort, wie oben beschrieben. Sollte das Testergebnis des Schrittes 323 NEIN sein, so geht die Steuerung zu dem bedingten Abzweigpunkt 325, der testet um zu bestimmen, ob M Versuche bereits durchgeführt worden sind um eine Übereinstimmung der Schwanzenddaten mit dem Synchronisationsmuster zu finden, nach dem das Testergebnis in dem Schritt 319 NEIN war. Sollte das Testergebnis in dem Schritt 325 NEIN sein, so geht die Steuerung zurück zu dem Schritt 320. Sollte das Testergebnis in dem Schritt 325 JA sein, so geht die Steuerung zu dem Schritt 327, in dem der Controller 104 einen Verlust an Synchronisation angibt, indem der Verlust des Synchronisationssignals bestätigt wird und das Datenfreigabesignal entstätigt wird. Daraufhin endet der Prozess in dem Schritt 329.
In dem Fall, dass verschiedene Typen von Paketen innerhalb eines Bitstroms verschiedene vorbestimmte Längen haben können. Sollte dies der Fall sein, so kann die effektive Speicherkapazität des FIFOs eingestellt werden, wenn die zu detektierende Paketlänge im Voraus bekannt ist. Auf alternative Weise kann der FIFO derart vorgesehen sein, dass er mehrere simultane effektive Schwänze hat, die je auf ein gültiges Synchronisationsmuster überprüft werden können. In einer anderen derartigen Ausführungsform kann mehr als nur ein FIFO parallel verwendet werden, die je eine andere Länge haben entsprechend jeder möglichen Paketgröße plus einem zusätzlichen Synchronisationsmuster. Jeder derartige FIFO würde mit dem eigenen Satz von Vergleichsschaltungen assoziiert und alle würden gesteuert werden um in Konzert zu funktionieren.
Wenn verschiedene Pakete des Bitstroms verschiedne Synchronisationsmuster haben können, können viele Vergleichsschaltungen verwendet werden, und zwar an dem Kopfende und/oder an dem Schwanzende, je nachdem, um auf gültige Kombinationen von Synchronisationsmustern an geeigneten Verschiebungen innerhalb des Bitstroms zu überprüfen. Es kann eine Zustandsmaschine verwendet werden um komplexen Zyklen von Synchronisationsmustern nachzugehen, die erwartet werden können.
Auch dürften dem Fachmann andere Moden und Methoden zur Steuerung des FIFOs 101 zum Implementieren der vorliegenden Erfindung einleuchten. Obenstehende illustriert die Grundlagen der vorliegenden Erfindung Es dürfte folglich einleuchten, dass der Fachmann imstande sein dürfte mehrere Anordnungen zu entwickeln, die, obschon nicht explizit beschrieben oder hier dargestellt, die Grundlagen der vorliegenden Erfindung verkörpern.

Claims

Anordnung zum Beschreiben eines Pakets in einem Bitstrom, wobei diese Anordnung die nachfolgenden Elemente umfasst: – einen FIFO-Puffer (101) mit einer Speicherkapazität entsprechend der Länge des genannten Pakets plus der Anzahl Bits in einem Synchronisationsmuster für das genannte Paket, wobei der genannten FIFO-Puffer dazu vorgesehen ist, (i) Daten des genannten Bitstroms von dem Schwanzende, an dem er eingegeben wird, bis an das Kopfende durchzulassen und (ii) so dass eine vorbestimmte Anzahl Bits an dem Kopfende und an dem Schwanzende als Ausgang im Wesentlichen simultan lieferbar sind; – erste Vergleichsmittel (103) zum Vergleichen des Ausgangs des Kopfendes des genannten FIFO-Puffers mit einem ersten vorbestimmten Datenmuster und zum Signalisieren, ob es zwischen denselben eine Übereinstimmung gibt; – zweite Vergleichsmittel (105) zum Vergleichen des Ausgang des Schwanzendes des genannten ersten FIFO-Puffers mit einem zweiten vorbestimmten Datenmuster und zum Signalisieren, ob es zwischen denselben eine Übereinstimmung gibt; – Mittel (104) um eine Detektion eines Pakets anzugeben, wenn die genannten ersten Vergleichsmittel und die genannten zweiten Vergleichsmittel Übereinstimmungen angeben und der genannte FIFO-Puffer mit den Daten des genannten Bitstroms gefüllt wird, der sich zwischen der genannten vorbestimmten Anzahl Bits an dem Kopfende und dem Schwanzende befindet.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei der genannte FIFO-Puffer ein Bitbreiter Puffer ist, der die Daten des genannten Bitstroms bitweise durchlässt.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei die genannten ersten und zweiten vorbestimmten Datenmuster einander gleich sind.
Anordnung nach Anspruch 3, wobei die ersten und die zweiten vorbestimmten Datenmuster das Byte 0x47 sind.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei die genannten Mittel um eine Detektion eines Pakets anzugeben, gibt dies auf diese Weise nur dann an, wenn die genannten ersten Vergleichsmittel und die genannten zweiten Vergleichsmittel eine ununterbrochene Reihe einer vorbestimmten Anzahl Übereinstimmungen angegeben haben, wobei jede Übereinstimmung der genannten Reihen zu Zeitintervallen auftritt, entsprechend der Zeit, die erforderlich ist, dass eine ganze Paketlänge mit Daten durch den genannten FIFO-Puffer fließt.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei der genannte Bitstrom wenigstens ein weiteres Paket aufweist, das eine Länge hat von wenigstens einer von vorbestimmten weiteren Längen, kürzer als die genannte Länge; – wobei der genannte FIFO-Puffer dazu vorgesehen ist, dass eine vorbestimmte Anzahl Bits an dem Kopfende an Stellen darin, die in einem Abstand von dem genannten Kopfende liegen, und zwar um einen Betrag entsprechend jeder der genannten wenigstens einen von weiteren Längen plus der Anzahl Bits in einem Synchronisationsmuster als Ausgang im wesentlichen simultan lieferbar sind; – wobei die genannten ersten Vergleichsmittel dazu vorgesehen sind, den Ausgang des Kopfendes des genannten FIFO-Puffers mit einem oder mehreren ersten vorbestimmten Datenmustern zu vergleichen und zum Signalisieren, ob es zwischen dem Ausgang des Kopfendes und einem der genannten ersten vorbestimmten Datenmuster Übereinstimmung gibt; und – die genannten zweiten Vergleichsmittel dazu vorgesehen sind, die Daten an jeder der genannten Stellen darin mit einem oder mehreren zweiten vorbestimmten Datenmustern zu vergleichen und zu signalisieren, ob es zwischen diesen eine Übereinstimmung gibt.
Anordnung nach Anspruch 6, wobei die genannten ersten Vergleichsmittel weiterhin eine oder mehrere erste Vergleichsstufen aufweisen, wobei jede der genannten ersten Vergleichsstufen zur Verwendung mit einem betreffenden Muster der genannten ersten vorbestimmten Datenmuster vorgesehen ist und wobei die genannten zweiten Vergleichsmittel weiterhin eine oder mehrere zweite Vergleichsstufen aufweisen, wobei jede Stufe der genannten zweiten Vergleichsstufen zur Verwendung mit einem betreffenden Muster der genannten zweiten vorbestimmten Datenmuster vorgesehen ist, wobei jede Stu fe der genannten ersten Vergleichsstufen mit einer oder mehreren der genannten zweiten Vergleichsstufen assoziiert ist, wobei die genannten Mittel um eine Detektion eines Paketes anzugeben dies auf diese Weise nur dann angeben, wenn zwischen jeder der assoziierten Vergleichsstufen der genannten ersten und zweiten Vergleichsstufen eine Übereinstimmung angegeben wird.
Anordnung nach Anspruch 7, wobei die genannten Mittel um eine Detektion eins Pakets anzugeben, dies auf diese Weise nur dann angeben, wenn die genannten ersten und die genannten zweiten Vergleichsmittel beide eine ununterbrochene Reihe einer vorbestimmten Anzahl Übereinstimmungen angegeben haben, wobei jede Übereinstimmung der genannten Reihe zu Zeitintervallen auftritt entsprechend der Zeit, die erforderlich ist, dass ein Betrag an Daten entsprechend der Länge von dem Abstand zwischen assoziierten Vergleichsstufen der genannten ersten und der genannten zweiten Vergleichsstufen, die unmittelbar vorhergehend eine Übereinstimmung angegeben haben, um durch den genannten FIFO-Puffer zu fließen.
Verfahren zur Anwendung beim Beschreiben von Paketen in einem Bitstrom, wobei dieses Verfahren die nachfolgenden Verfahrensschritte umfasst: – das Liefern des genannten Bitstroms über einen FIFO-Puffer mit einer Speicherkapazität entsprechend der Länge eines genannten Pakets des genannten Bitstroms plus der Anzahl Bits in einem vorbestimmten Synchronisationsmuster für das genannte Paket, – das Vergleichen (303) der Daten an einem Kopfende des genannten FIFO-Puffers mit dem genannten vorbestimmten Paketsynchronisationsmuster; – das Vergleichen (305) von Daten an einem Schwanzende des genannten FIFO-Puffers mit dem genannten vorbestimmten Paketsynchronisationsmuster; – das Angeben einer etwaigen Beschreibung eines Pakets, wenn das genannte Kopfende und das genannte Schwanzende des genannten FIFO-Puffers einen Wert enthalten, der dem genannten vorbestimmten Paketsynchronisationsmuster entspricht.
Verfahren nach Anspruch 9, das weiterhin die nachfolgenden Verfahrensschritte umfasst: – das Wiederholen der Vergleichsschritte, bis das genannte Kopfende und das genannte Schwanzende des ersten FIFO-Puffers einen Wert aufweisen, der dem genannten Synchronisationspaket entspricht; – das Warten während eine Zeit entsprechend der Zeit, die erforderlich ist, dass ein Paket durch den genannten FIFO-Puffer fließt nachdem das genannte Kopfende und das genannte Schwanzende des genannten FIFO-Puffers einen Wert aufweist, der dem genannten Synchronisationsmuster entspricht; – wenn das genannte Kopfende und das genannte Schwanzende des genannten FIFO-Puffers einen Wert aufweist, der dem Synchronisationsmuster entspricht, das Wiederholen des genannten Warteschrittes und danach der beiden genannten Vergleichsschritte, solange das Ergebnis der sequentiellen nachfolgenden Wiederholung der beiden Vergleichsschritte ist, dass das Kopfende und das Schwanzende des genannten FIFO-Puffers einen Wert aufweist, der dem genannten Synchronisationsmuster entspricht, und zwar bis zu einer vorbestimmten Anzahl Wiederholungen; – das Neustarten des genannten Prozesses, wenn das genannte Kopfende sowie das genannte Schwanzende des genannten FIFO-Puffers nicht einen Wert aufweist, der dem Synchronisationsmuster entspricht; und – das Angeben einer Beschreibung eines Pakets, wenn die genannte vorbestimmte Anzahl aufeinander folgender Wiederholungen erfolgreich abgeschlossen ist.
Verfahren nach Anspruch 10, das weiterhin die nachfolgenden Verfahrensschritte aufweist: – das Wiederholen des genannten Beschreibungsangabenschrittes, solange das Ergebnis jeder Wiederholung der genannten Vergleichsschritte, die zu aufeinander folgenden Zeitintervallen durchgeführt werden, die der Zeit entsprechen, die erforderlich ist für ein Paket um durch den genannten FIFO-Puffer hindurchzugehen, ist, dass das genannte Kopfende und Schwanzende des genannten FIFO-Puffers einen Wert aufweist, der dem genannten Synchronisationsmuster entspricht.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der genannte Angabeschritt die nachfolgenden Verfahrensschritte umfasst: – das Aufrechterhalten eines gültigen Datensignals, und – das Aufrechterhalten eines Paketsignals für eine Zeitperiode, die kürzer ist als die Zeit, die ein Paket braucht um durch den genannten FIFO-Puffer hindurch zu gehen.
Verfahren nach Anspruch 10, weiterhin mit dem Schritt der Entfernung der Angabe der Paketbeschreibung, wenn das Ergebnis jeder einer vorbestimmten Anzahl Wiederholungen des genannten Schwanzende-Vergleichsschrittes, die nach dem genannten Angabeschritt und je zu einer betreffenden Zeit, die gegenüber einem ganzen Vielfachen der Zeit, die erforderlich ist, dass ein Paket durch den genannten FIFO-Puffer hindurch gehen kann, durchgeführt werden, von der Zeit der vorhergehenden Wiederholung des genannten Schwanzende-Vergleichsschrittes, ist, dass das genannte Schwanzende des genannten FIFO-Puffers nicht einen Wert hat, der dem genannten Synchronisationsmuster entspricht.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der genannte Bitstrom wenigstens ein weiteres Paket aufweist, beschrieben durch wenigstens ein weiteres vordefiniertes Synchronisationsmuster und mit wenigstens einer weiteren Länge, die kleiner ist als die genannte Länge; – wobei der genannte Schritt zum Vergleichen der Daten an einem Kopfende des genannten FIFO-Puffers mit dem genannten vordefinierten Paketsynchronisationsmuster das Vergleichen der genannten Daten mit jedem der vordefinierten Paketsynchronisationsmuster umfasst; und – das Vergleichen von Daten mit einem Versatz gegenüber dem genannten Kopfende entsprechend einer Paketlänge assoziiert mit dem bestimmten Paketsynchronisationsmuster, mit dem die genannten Kopfendedaten übereinstimmen plus der Länge eines Synchronisationsmuster mit einem Muster, das an dieser Stelle erwartet wird, wenn die genannten Kopfendedaten den Start eines gültigen Pakets sind, wenn das Kopfende des genannten FIFO-Puffers jedem der genannten vordefinierten Paketsynchronisationsmustern entspricht.
Verfahren nach Anspruch 14, das weiterhin die nachfolgenden Verfahrensschritte umfasst: – das Hindurchführen der genannten Daten durch den genannten FIFO-Puffer hindurch, und zwar um einen Betrag der genannten Verlagerung, so dass die genannten verlagerten Daten die Daten an dem Kopfende des genannten FIFO-Puffers werden; – das Wiederholen der genannten Vergleichsschritte, wobei der genannte Angabeschritt und der genannte Fließschritt, bis eine etwaige Beschreibung eines Pakets danach für eine vorbestimmte Anzahl Wiederholungen der genannten wiederholten Schritte angegeben worden ist; und – das Angeben der Beschreibung eines Pakets.