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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Empfängerschnittstelle, insbesondere
zur Verwendung mit einem bedingten Zugriffsuntersystem und ein Verfahren
zur Einrichtung einer derartiger Schnittstelle.
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Es
sind Digitalempfänger
zum Empfangen digitaler Video-Rundfunkübertragung (DVB) bekannt. Diese
decodieren eine digitale Video-Rundfunksendung und stellen für einen
Fernseher geeignete Signale derart bereit, dass die empfangenen
Bilder angezeigt werden können.
Rundfunksendungen weisen oft verwürfelte oder verschlüsselte Signale
auf, sodass nur ein autorisierter Empfänger die Rundfunkfernseherprogramme
anschauen kann. Insofern enthält
der Digitalempfänger
ein bedingtes Zugangsberechtigungssystem, das in der Lage ist, eine übertragene
Rundfunksendung zu entwürfeln.
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Es
ist vorgeschlagen worden, einen allgemeinen DVB-Empfänger bereitzustellen,
der als ein Digitalempfänger
oder als Teil eines Fernsehers selbst vorgesehen ist. Um die Verwendung
des DVB-Empfängers
mit verschiedenen Rundfunksendediensten zu ermöglichen, wurde auch vorgeschlagen,
dass der DVB-Empfänger
mit einer Anzahl von Steckersockeln auszustatten ist, jeder von
welchen zur Aufnahme eines Zugriffsberechtigungsuntersystem-Moduls
(CASS) befähigt
ist. Insbesondere ein Standard ist in der Veröffentlichung „Allgemeine Schnittstellenspezifikation
für den
Berechtigungszugriff und andere Digitalvideo-Rundfunkdecodieranwendungen
CENELECEN50221„ vorgeschlagen worden.
Jedes CASS-Modul kann Informationen zur Entwürfelung einer oder mehrerer
Rundfunksendungen vorhalten. Es kann auch eine Dienstberechtigungsinformation
vorhalten, die durch den Dienstanbieter zu steuern ist, und der
Dienstanbieter kann mit dem CASS-Modul mittels verschlüsselter
Nachrichten kommunizieren, die als eine Dienstverwaltungsinformation
die Entwürfelungsschlüssel tragen.
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Eine
Schnittstelle ist daher zwischen dem allgemeinen digitalen TV-Empfänger und
den CASS-Modulsockeln vorgesehen, um jedem Dienstanbieter zu ermöglichen,
sein eigenes einzigartiges Zugriffsberechtigungssystem zu verwenden, und
dem Benutzer zu ermöglichen,
die Zugriffsberechtigungssysteme zu wechseln, ohne den Empfänger zu
wechseln.
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Die
Schnittstelle sollte einem Benutzer ermöglichen, eine maximale Anzahl
von CASS-Modulen mit der Empfängerschnittstelle
in frei wählbaren Positionen
ohne Behinderung der korrekten Funktion der Vorrichtung zu verbinden.
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WO 96/07267 beschreibt ein
System zum Verarbeiten eines Videosignals, das eine Vielzahl von
Signalkomponenten aufweist, die jeweils eines aus einer Vielzahl
von Videoprogrammen repräsentieren.
Das System weist eine Vielzahl integrierter Schaltungskarten auf,
die zum Verarbeiten des Videosignals in Reihe angeordnet sind. In
der dargestellten Ausführung
sind zwei Steckplätze
für die
jeweiligen Karten vorgesehen, und Schalter sind derart vorgesehen,
dass wenn keine Karte eingesetzt ist, beide Steckplätze überbrückt sind,
wenn eine erste vorbestimmte Karte eingesetzt ist, nur der zweite
Steckplatz überbrückt ist,
und wenn beide Karten eingesetzt sind, das Videosignal von einer
Karte zu der Nächsten
in Reihe geleitet ist.
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Cutts
D.J: „DVB
Conditional Access" Electronics
and Communication Engineering Journal, Band 9, Nr. 1, Seiten 21-27,
XP000722905 ISSN: 0954-0695 liefert eine Übersicht von Informationen betreffend
DVB-Ansätze
für eine
gemeinsame Schnittstelle, die entnehmbare Zugriffsberechtigungsmodule
ermöglichen.
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Die
Erfindung ist in den angehängten
Ansprüchen
dargelegt.
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Auf
diese Weise kann eine Vorrichtung, in der die Schnittstelle verwendet
ist, die Schnittstelle durch das Überbrücken der Sockel dort, wo die
Zugriffsberechtigungsmodule nicht angeschlossen sind, steuern. Insbesondere
dort, wo beispielsweise drei von vier Sockeln verwendet sind, kann
die Vorrichtung bestimmen, dass der vierte Sockel nicht verwendet
ist und ihn deswegen überbrücken. Auf
diese Weise kann ein Datenstrom zwischen jedem Schnittstellenteil,
Sockel und Zugriffsberechtigungsmodul ohne Unterbrechung nacheinander
durchgeleitet sein.
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Es
ist vorgeschlagen, 11 Eingangs- und Ausgangsleitungen einzurichten,
wie unterhalb folgend besprochen wird. Jedoch verwenden konventionelle Schaltungen
8-Wegeschalter.
Um das in der vorliegenden Erfindung benötigte Umschalten auszuführen, wären zwei
parallele 8-Wegeschalter erforderlich, die nicht nur übermäßig Kosten
durch zusätzliche
Komponenten, sondern auch in der Schaltung selbst eine Redundanz
erzeugen.
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Deswegen
verwendet die vorliegende Erfindung entsprechend einem bevorzugten
Merkmal die 11-Wege-Dreizustandszwischenspeicher als elektronisch
gesteuerte Schalter.
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Wenn
ein Zugriffsberechtigungsmodul mit einem Sockel verbunden ist, kann
es für
dieses erforderlich sein, einen Initialisierungsprozess zu durchlaufen,
der durch andere Leitungen und Pins angetrieben ist, die hier nicht
berücksichtigt
sind. Mit dem an der Reihenanordnungsschnittstelle angeschlossenen
Zugriffsberechtigungsmodul können
Probleme infolge der Transportstromdaten aufkommen, die zu den CASS-Modulen
durchgeleitet sind.
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Deswegen
ist es nach einer bevorzugten Ausführung vorgeschlagen worden,
dass jeder Schnittstellenabschnitt ein elektronisch steuerbares Ausgabe-Gate
zum Verbinden der Vielzahl von Ausgangsleitungen von diesem Schnittstellenabschnitt mit
dem jeweiligen Sockel aufweist, wobei das Ausgabe-Gate durch eine
Steuerleitung steuerbar ist, um wahlweise auf einen vorbestimmten
Pegel unabhängig
von den Pegeln der Ausgangsleitungen getrieben zu sein.
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Vorzugsweise
ist der vorbestimmte Pegel gleich Null.
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Während die
oben beschriebene Anordnung höchst
vorteilhaft in Funktion ist, kann sie unbefriedigend in der Komplexität und Kosten
sein, vielfache Verbindungen und möglicherweise die Herstellung geeigneter
11-Wegekomponenten erforderlich machen.
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In
Anbetracht dessen kann nach einer bevorzugten Ausführung jeder
Schnittstellenabschnitt ein Teil eines Transportstrom-Treibers sein,
welcher zusätzlich
steuerbar ist, um wahlweise die Vielzahl der Ausgangsleitungen von
diesem Schnittstellenabschnitt mit dem jeweiligen Anschlusssockel
zu verbinden, oder einen vorbestimmten Pegel anstelle von den Pegeln
auf der Vielzahl der Ausgangsleitungen auszugeben.
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Deshalb
ist nach vorliegender Erfindung auch eine integrierte Schaltung
zum Verwenden in einem Empfänger
bereitgestellt, wobei die integrierte Schaltung 11 Eingangsleitungen,
11 erste Ausgangsleitungen, die mit den jeweiligen 11 Eingangsleitungen
verbunden sind, 11 zweite Ausgangsleitungen, eine Freigabeleitung
zum wahlweisen Verbinden der Eingangsleitungen mit den jeweiligen
zweiten Ausgangsleitungen und eine Steuerleitung zum wahlweisen
Antreiben aller ersten Ausgangsleitungen unabhängig von den Pegeln der Eingangsleitungen
zu Null, aufweist.
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Auf
diese Weise ist ein Schnittstellenabschnitt allgemein als eine einzelne
Komponente derart hergestellt, dass beides, die Überbrückungsfunktion eines Sockels
und wahlweises Treiben der Ausgangsleitungen auf einen Nullpegel,
mit der gleichen Vorrichtung umgesetzt sein kann. Die Gesamtpinanzahl
der Schnittstelle kann reduziert werden, weil der Eingang für beides,
den Überbrückungsschalter
und das Logik-Gate, ein gemeinsamer ist, wodurch die Kosten der
Aufbauanordnung reduziert sind. Außerdem muss nur eine einzelne
geeignete Schaltung hergestellt werden, was sie wirtschaftlich praktikabler macht.
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Die
vorliegende Erfindung weist ebenso den Vorteil auf, eine Skalierung
einer Vorrichtung sehr entgegenkommend zu ermöglichen. Insbesondere kann
eine Vorrichtung, die zwei Schnittstellenabschnitten oder Sockel
verwendet, einfach weitere Schnittstellenabschnitte oder Sockel
haben, die ohne weitere Umbauanforderungen eingesetzt sein können.
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Vorzugsweise
ist der Empfänger
ein digitaler Videoempfänger,
solcher wie ein DVB-Empfänger.
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Vorzugsweise
sind die verwendeten Sockel standardisierte PC-Kartensockel, beispielsweise
wie durch PCMCIA (Personal Computer Speicherkarten Industrieverband)
in dem PC-Kartenstandard von Februar 1995 definiert.
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Die
Erfindung wird durch die nachfolgende Beschreibung, die nur beispielhaft
angegeben ist, mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen besser verstanden,
in welchen:
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1 die
allgemeine Anordnung einer DVB-Schnittstelle darstellt;
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2 eine
erste Ausführung
der vorliegenden Erfindung darstellt; und
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3, 4(a) und 4(b) eine
zweite Ausführung
der vorliegenden Erfindung darstellen.
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Ein
DVB-Empfänger
ist mit einer Anzahl von Sockeln 2 mittels einer Schnittstelle 4 und
einer Art von Zwischenspeicher 6 verbunden.
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Die
Sockel 2 ermöglichen
verschiedenen Zugriffsberechtigungsmodulen (CASS) mit dem Empfänger verbunden
zu werden.
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Jedes
CASS-Modul steuert den Zugriff auf einen Rundfunksendedienst, gewöhnlich durch
das Entwürfeln
einer übertragenen
Rundfunksendung. Der CASS-Modul kann auch Dienstberechtigungsinformation
vorhalten, die durch den Dienstanbieter gesteuert ist. Der Dienstanbieter
kann mit dem CASS-Modul mittels entschlüsselter Nachrichten, die entwürfelte Schlüssel und
Dienstverwaltungsinformationen tragen, kommunizieren.
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Durch
Bereitstellen einer Anzahl verschiedener CASS-Module, die mittels
der Sockel 2 angeschlossen sind, ermöglicht die Schnittstelle 4 jedem Dienstanbieter
sein eigenes einzigartiges Zugriffsberechtigungssystem mit einem
allgemeinen TV-Empfänger
zu benutzen, verschiedene Zugriffsberechtigungssysteme im gleichen
Rundfunkdienst zu verwenden und das Zugriffsberechtigungssystem
ohne den Empfänger
auszutauschen, zu wechseln.
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Die
Sockel 2 sind vorzugsweise als PC-Standardkarten-Sockel
aufgebaut. Obwohl mechanisch identisch und elektrisch gleich, sind
einige Pins zum Benutzen mit dem DVB-Empfänger neu definiert, um die
bytebreite MPEG-Transportstromeingabe und -ausgabe an die PC-Kartenmodule
bereitzustellen. Insbesondere ist der hier betrachtete Datenstrom
ein 11-Bit-Bus, aufweisend acht Datenleitungen, eine Datenfreigabeleitung,
eine Datenpaketstartleitung und eine Taktleitung. Andere Pins und
Leitungen des PC-Kartenmoduls sind für andere Zwecke, die hier nicht
diskutiert werden, verwendet.
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Da
eine PC-Standardkarte versehentlich in einen der Sockel 2 eingeführt werden
kann, sollte das System derart konfiguriert sein, dass, wenn eine
Karte eingesetzt ist, sie mit einer PC-Standardkartenschnittstelle
präsentiert
ist, die nur dann in eine allgemeine DVB-Schnittstelle umgeschaltet
wird, wenn es ermittelt hat, dass die PC-Karte kompatibel, z. B.
ein CASS-Modul ist.
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Es
ist vorgeschlagen die Sockel 2 in Reihe oder einem „Verkettungs"-Aufbau derart anzuordnen, dass
ein MPEG-Transportstrom von einem CASS-Modul zum anderen geleitet
ist. Auf diese Weise kann dort, wo ein MPEG-Transportstrom verschiedene
Rundfunkdienste von verschiedenen Dienstanbietern enthält, der
CASS-Modul darauf wirken und seine jeweiligen Dienste entwürfeln. Insbesondere
ist der MPEG-Transportstrom
zu einem ersten CASS-Modul geleitet, welcher die Dienste entwürfelt, für die er
vorgesehen ist. Der MPEG-Strom einschließlich jener entwürfelter
Dienste ist dann nacheinander zu jedem nächsten CASS-Modul geleitet, um
mit ihm die Dienste zu entwürfeln,
für die
er vorgesehen ist. Die Transportstromquelle ist dem in der Reihe
ersten CASS-Modul zugeführt,
und die Ausgabe des letzten CASS-Moduls ist dem DVB-Empfänger zugeführt.
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Das
System ermöglicht
einem Benutzer zwei oder mehr Zugriffsberechtigungssysteme der Diensteanbieter
in einem Empfänger
zu haben, ohne der Notwendigkeit die CASS-Module in und aus dem Empfänger auszutauschen.
Jedoch gibt es da ein Problem, dass dort, wo ein CASS-Modul nicht
in einen Sockel eingesetzt ist, die Reihe oder die Verkettung derart
gebrochen ist, dass der MPEG-Strom nicht in der Lage ist, durch
alle CASS-Module zum Empfänger
zu fließen.
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Die 2 illustriert
einen Verkettungsaufbau, der den bevorzugten 11-Bit-Bus verwendet.
Insbesondere illustriert die 2 eine Transportstromquelle 8,
die an eine Schnittstelle 10 angeschlossen ist. Die Schnittstelle 10 kann
betrachtet werden, eine Vielzahl von Schnittstellenabschnitten 12 aufzuweisen,
jeder für
den Anschluss an einen zugehörigen Sockel 2.
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Generell
kann jeder Schnittstellenabschnitt 12 betrachtet sein,
11 Busleitungen 14 zu haben, mit welchen er Daten empfangt,
11 Ausgangsleitungen 16, mit welchen er Daten zu seinem
Sockel 2 überträgt, 11 Eingangsleitungen 18,
mit welchen er Daten von seinem Sockel 2 empfängt und
11 Busleitungen 20, mit welchen er Daten ausgibt. Auf diese
Weise passieren die Daten von einem Schnittstellenabschnitt 12 zu
dem nächsten
Schnittstellenabschnitt 12 und ein MPEG-Transportstrom
ist nacheinander durch alle CASS-Module geleitet.
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Wie
in 2 dargestellt, weist jeder Schnittstellenabschnitt 12 auch
einen Dreizustandszwischenspeicher 22 auf, welcher zwischen
den Eingangs- und Ausgangsbusleitungen 14, 20,
oder mit anderen Worten zwischen den Ausgangs- und Eingangsleitungen 16, 18,
angeschlossen ist. Mit Hilfe dieses Dreizustandszwischenspeichers 22 kann, wenn
das System feststellt, dass es keinen in einem spezifischen Sockel 2 vorhandenen
Modul gibt, eine TS-Freigabeleitung 24 benutzt werden,
um den Dreizustandszwischenspeicher 22 freizugeben, wodurch die
Eingangsbusleitungen 14 mit den Ausgangsbusleitungen 20 verbunden
werden, und deshalb die Ausgangsleitungen 16 mit den Eingangsleitungen 18 wirksam
verbunden sind.
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Auf
diese Weise braucht, wenn ein CASS-Modul nicht an einen Sockel 2 angeschlossen ist,
der MPEG-Transportstrom nicht unterbrochen zu sein, der Sockel 2 kann überbrückt sein
und der Schnittstellenabschnitt 12 kann die Daten lediglich
direkt zum nächsten
Schnittstellenabschnitt 12 durchleiten.
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Wenn
ein CASS-Modul zunächst
in einen Sockel 2 eingesteckt ist, wird es als eine PC-Standardkarte
behandelt, wie durch PCMCIA definiert. Der Empfänger ermittelt aus der Karteninformationsstruktur
(CIS), die in der PC-Karte vorliegt, ob die Karte ein DVB-konformes
Schnittstellenmodul oder eine PC-Standardkarte ist. Nur wenn der
Empfänger festgestellt
hat, dass die PC-Karte eine konforme Karte ist, schaltet er dann
die Transportstromdaten zu dem Modul.
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Um
die Karteninformationsstruktur zu lesen, sollten die Adressleitungen
A0 bis A25 der PC-Karte stabil gehalten sein, insbesondere während dem
Lesen von jedem Byte des CIS. In einer bevorzugten Ausführung ist
der Transportstromeingang dem CASS-Modul der PC-Karte an den Leitungen
A16 bis A26 bereitgestellt.
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Um
die Transportstromdaten vor Störungen durch
anfängliches
Lesen des CIS zu schützen,
ist jeder Schnittstellenabschnitt 12 ferner mit einem Ausgabe-Gate 26 ausgestattet,
welches die Ausgangsleitungen 16 unterbricht. Auf diese
Weise können
die Transportstromdaten während
dem Lesen des CIS von den Eingangsleitungen zu dem CASS-Modul logisch
geschaltet sein.
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Da
die CIS-Daten gewöhnlich
nur wenige Hundert Bytes ausmachen, ist es unwahrscheinlich, dass
diese hochrangigen Adressleitungen während dem Lesen des CIS hoch
aufrechterhalten sein müssen
und sie tief zu halten sollte ausreichend sein. Deswegen ist eine
Steuerleitung 28 für
jedes Ausgabe-Gate 26 derart vorgesehen, dass diese Adressleitungseingänge während der
Initialisierung tief gehalten sein können, dann aber freigegeben
sein können, die
Transportstromdaten während
dem anschließenden
Verwenden zu empfangen.
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3 illustriert
eine weitere Ausführung,
in welcher die Dreizustandszwischenspeicher 22 und die
Ausgabe-Gater 26 durch einen einzelnen elektronisch steuerbaren
Schalter, der hier als ein Transportstrom-Treiber beschrieben ist,
ersetzt sind.
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4(a) illustriert schematisch den internen Aufbau
der Transportstrom-Treiber aus 3 und 4(b) stellt eine alternative Ausführung dar.
Der Aufbau in 4(b) ist deutlich überschaubarer
als die modulare Anordnung, aber weist den Nachteil auf, einen zusätzlichen
Satz von Eingangsleitungen erforderlich zu machen.
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Der
Transportstrom-Treiber 30 ersetzt den Dreizustandszwischenspeicher 22 und
das Ausgabe-Gate 26 aus 2. Es ist
besonders vorteilhaft, einen Eingang (aus einer Vielzahl von Leitungen)
von dem Eingangsbus 14 und zwei Ausgänge (jeder aus einer Vielzahl
von Leitungen), einen zu den Ausgangsleitungen 16 und den
anderen zu den Eingangsleitungen 18 und dem Ausgangsbus 20 zu
haben. Er hat eine TS-Freigabeleitung 24 und
eine Steuerleitung 28 und erfüllt die gleiche Funktion, wie der
Dreizustandszwischenspeicher 22 und das Ausgabe-Gate 26 aus 2.
Dennoch ist durch das Bereitstellen als eine Einzelkomponente die
Anzahl der Pins bedeutend reduziert. Insbesondere ist es nicht nötig, die
Daten zu beiden von dem Dreizustandszwischenspeicher 22 und
dem Ausgabe-Gate 26 zuzuführen. Außerdem sind der 11-Wege-Dreizustandszwischenspeicher 22 und
das Ausgabe-Gate 26 aus 2 nicht
allgemein erhältlich
und die Herstellkosten solcher kundenspezifischen Vorrichtungen
nicht wünschenswert.
Entsprechend den Ausführungen
in 3, 4(a) und 4(b) braucht nur eine kundenspezifische Vorrichtung,
nämlich
der Transportstrom-Treiber 30, für jeden Schnittstellenabschnitt 12 hergestellt
zu sein, was zusammen mit der Reduzierung der Pinanzahl die Anordnung
höchst
erstrebenswert macht. In der Tat, der Transportstrom-Treiber 30 kann
auf geeignete Weise als eine einzige integrierte Schaltung hergestellt
sein.
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Es
sollte beachtet werden, dass die obige Beschreibung nur die Transportstromleitungen
berücksichtigt.
In der Praxis verwendet ein CASS-Modul auch Befehlsleitungen und
eine Befehlsschnittstelle. Die Befehlsleitungen könnten auf
die oben beschriebene Art und Weise konfiguriert sein. Jedoch angesichts
der Beschaffenheit der Befehlsdaten und ihrer zugehörenden Datenübertragungsraten
ist es hier ins Auge gefasst, dass eine solche Mikroprozessor basierende
Busschnittstelle wie in 1 gezeigt benutzt sein könnte.