DE69908652T2

DE69908652T2 - Verfahren zur gleichzeitigen aufnahme und wiedergabe eines digitalen ton- und bild-datenstromes und empfänger zur verwirklichung des verfahrens

Info

Publication number: DE69908652T2
Application number: DE69908652T
Authority: DE
Inventors: Claude Chapel; Serge Defrance; Christophe Vincent
Original assignee: Thomson Multimedia SA
Current assignee: Technicolor SA
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2019-12-29
Also published as: CN1194536C; KR20010099968A; EP1147663B1; KR100631127B1; ES2201815T3; DE69908652D1; CN1332931A; ATE242574T1; JP2002534859A; FR2787962B1; FR2787962A1; AU1787400A; EP1147663A1; JP4254063B2; WO2000040019A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gleichzeitigen Aufzeichnen und Lesen eines Stroms von Audio- und Videodaten, insbesondere von gemäß der MPEG II-Norm komprimierten Daten auf einem Aufzeichnungsträger, der mit einem Lese- und einem Aufzeichnungskopf versehen ist. Die Erfindung betrifft außerdem einen digitalen Fernsehempfänger zur Durchführung des Verfahrens..
Wenn man wünscht, sequentielle Daten auf einen Träger aufzuzeichnen, der mit einem Kopf versehen ist, der für das Lesen und das Aufzeichnen der Daten verantwortlich ist, kann die Zeit, die der Kopf benötigt, um von einer Aufzeichnungslogikeinheit (Block) des Trägers zu einer anderen Einheit zu springen, nicht vernachlässigbar sein. Die Zeit der Verschiebung eines Kopfs einer konventionell verfügbaren Festplatte kann z. B. in der Größenordnung von 10 bis 12 ms liegen. Insbesondere in dem Fall der Aufzeichnung von komprimierten Audio- und Videodaten, die einen minimalen Durchsatz oder Datenrate benötigen, kann es notwendig sein, die Anzahl der durch einen Kopf durchgeführten Sprünge zu begrenzen, um so das Austrocknen oder Leerwerden des für die Decodierung dieser Daten benutzten Pufferspeichers zu vermeiden.
Die Erfinder haben insbesondere festgestellt, dass dieses Problem offenkundig werden kann, wenn man wünscht, einen Datenstrom in Nicht-Echtzeit zu lesen, während die Aufzeichnung des Stroms während des Lesens der vorher aufgezeichneten Daten fortgesetzt wird.
Die US 5 706 388 , ausgegeben am 6. Januar 1998 auf den Namen der Firma ISAKA, beschreibt ein Verfahren zur Aufzeichnung eines digitalen Video- und Audio-Datenstroms, wobei die Aufzeichnung auf einem Träger erfolgt, der in der Form von logischen Blöcken in Reihe organisiert ist und einen Aufzeichnungs- und Lesekopf enthält. Dieses Dokument schlägt jedoch keine Lösung vor, die eine Verringerung der Anzahl der Sprünge des Lesekopfs ermöglicht.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Aufzeichnungsverfahren vorzuschlagen, das unnötige Sprünge des Lese- und Aufzeichnungskopfs vermeidet.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufzeichnung eines Stroms von digitalen Video- und Audiodaten, wobei die Aufzeichnung auf Aufzeichnungsmitteln mit einem Träger erfolgt, der in der Form von logischen Blöcken in Reihe organisiert ist und einen Aufzeichnungs- und Lesekopf enthält, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

– Aufzeichnung der Daten in einem Block von zwei Blöcken, beginnend bei einem ersten Block,
– abwechselndes Lesen eines vorher aufgezeichneten Blocks und Fortsetzung der Aufzeichnung in dem auf den gelesenen Block folgenden Block nach der Auslösung des Lesens der Daten.

Während des Schreibens ohne Lesen erfolgt ein einziger Sprung des Kopfes. Während des Lesens und der Fortsetzung der Aufzeichnung erfolgt kein Sprung: Der Lesekopf liest einen Block und bewirkt eine Aufzeichnung in dem unmittelbar folgenden Block. Auf diese Weise wird die Anzahl der Sprünge in einer effizienten Weise verringert.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform wird darin, wenn der Satz von Blöcken, die vor der Auslösung des Lesens aufgezeichnet wurden, gelesen worden ist, die Aufzeichnung in aneinandergrenzenden Blöcken in einer nicht-verschachtelten Weise fortgesetzt.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform wird dann, wenn alle Blöcke, die vor der Auslösung des Lesens aufgezeichnet wurden, gelesen worden sind, die Aufzeichnung in einer Schleife in den vorher gelesenen Blöcken fortgesetzt, wobei die vorher gelesenen Blöcke unterdrückt oder verworfen werden.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform erfolgt die Aufzeichnung der Daten in einer Gruppe von N aneinandergrenzenden Blöcken von zwei, wobei N größer als 1 ist, anstelle eines einzigen Blocks von zwei.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform enthält das Verfahren den zusätzlichen Schritt der Detektierung der Folgen der freien Blöcke auf dem Träger und der Anwendung der Schritte zur Aufzeichnung und zum Lesen innerhalb dieser Folgen.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein digitaler Fernsehempfänger mit Mitteln zum Empfang eines digitalen Audio- und Videodatenstroms mit

– einem Aufzeichnungsmittel mit einem Aufzeichnungsträger und einem Aufzeichnungs- und Lesekopf, wobei der Träger in der Form von logischen Blöcken in Reihe organisiert ist,
– einer Steuerschaltung für die Verwaltung des Schreibens und des Lesens der Blöcke des Aufzeichnungsträgers, gekennzeichnet durch
– eine Schaltung zur Bildung einer Schnittstelle des Aufzeichnungsträgers mit der Steuerschaltung, wobei die Steuersxhaltung in einem ersten Schritt die Aufzeichnung der Daten in einem Block von zwei anweist, beginnend von einem ersten Block, und in einem zweiten Schritt nach der Auslösung des Lesens der Daten anwechselnd das Lesen eines vorher aufgezeichneten Blocks und die Fortsetzung der Aufzeichnung in dem auf einen gelesenen Block folgenden Block bewirkt.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform steuert die Steuerschaltung die Aufzeichnung der Daten in einer Gruppe von N aneinandergrenzenden Blöcken, wobei N größer als 1 ist, von zwei anstelle eines einzigen Blocks von zwei.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines besonderen, nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels, das anhand der beigefügten Figuren erläutert wird:
1 ist ein Blockschaltbild eines digitalen Empfängers/Decoders mit einer Speichereinheit gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel,
2 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Speichereinheit, in diesem Fall einer Festplatte,
3 ist ein Diagramm und zeigt die Aufteilung der Audio- und Videobereiche in einem Speicher vom FIFO-Typ, der als Puffer für das Schreiben der Daten benutzt wird,
4 ist ein Diagramm eines Blocks mit 128 KByte eines Teils der Festplatte, der für die Aufzeichnung eines Audio- und Videostroms reserviert ist,
5 ist ein Diagramm und zeigt die beiden Typen des Dateisystems auf der Festplatte,
6 ist ein Diagramm und zeigt verschiedene Bereiche für die Aufzeichnung des "Strom"-Typ-Dateisystem,
7 ist ein Flußdiagramm für das Schreiben einer Datei auf die Platte,
8 ist ein Diagramm und zeigt die Zeiten der verschiedenen Vorgänge während eines Lesevorgangs von Blöcken,
9a und 9b sind Diagramme und zeigen einen Vorgang, der es möglich macht, die Verschiebungen eines Schreib/Lese-Kopfes der Platte zu verringern, wenn die Aufzeichnung und das Lesen gleichzeitig erfolgen,
10 ist ein Blockschaltbild einer Taktrückgewinnungsschaltung.
Obwohl die folgende Beschreibung insbesondere die Aufzeichnung von demultiplizierten Audio- und Video-PES-Pakete betrifft, kann die Erfindung leicht für die direkte Aufzeichnung von Transportstrom (TS)-Paketen oder Programmstrom (PS)-Paketen oder auch für andere Stromtypen angewendet werden, zum Beispiel vom Digital Video (DV)-Typ.
Gemäß dem vorliegendem Ausführungsbeispiel ist die Speichereinheit eine Festplatte, die in einem die DVB-Norm erfüllenden, digitalen Fernsehdecoder integriert ist.
1 ist ein Blockschaltbild eines derartigen Decoders. Letzterer enthält einen Tuner 101, der mit einer Schaltung 102 zur Demodulation und Fehlerkorrektur verbunden ist, die außerdem einen Analog/Digital-Konverter zur Digitalisierung der Signale von dem Tuner enthält. Abhängig von dem Empfangstyp, Kabel oder Satellit, ist die benutzte Modulation vom Typ QAM oder QPSK, und die Schaltung 102 enthält die Demodulationsmittel, die für den Empfangstyp geeignet sind. Die demodulierten und korrigierten Daten werden durch einen Konverter 103, der mit einem seriellen Eingang einer Demultiplexier- und Decodierschaltung 104 verbunden ist, in eine serielle Form gebracht.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel ist diese Schaltung 104 eine Schaltung STi5500, hergestellt von ST Microelectronics. Die letztere enthält, verbunden mit einem zentralen 32 Bit-Parallelbus 105, einen DVD-Demultiplexer 106, einen Microprocessor 107, einen sogenannten Cache-Speicher 108, eine externe Speicherschnittstelle 109, eine serielle Kommunikationsschnittstelle 110, eine parallele Eingangs/Ausgangs-Schnittstelle 111, eine Chipkarten-Schnittstelle 112, einen Audio- und Video-MPEG-Decoder 113, einen PAL- und RGB-Coder 114 und einen Zeichengenerator 115.
Die externe Speicherschnittstelle 109 ist mit einem 16-Bit-Parallelbus verbunden mit dem jeweils eine parallele Schnittstelle 116 vom Typ IEEE 1284, ein Speicher 117 mit Zufallszugriff (RAM), ein sogenannter "Flash"-Speicher 118 und eine Festplatte 119 verbunden sind. Letztere ist für die Anforderungen des vorliegenden Beispiels vom EIDE-Typ. Die parallele Schnittstelle 116 ist außerdem mit einem externen Anschluß 120 und einem Modem 121 verbunden, wobei letzteres mit einem externen Anschluß 122 verbunden ist.
Die serielle Kommunikationsschnittstelle 110 ist mit einem externen Anschluß 123 sowie mit dem Ausgang einer Infrarot-Empfangs-Unteranordnung 124 verbunden, die zum Empfang von Signalen von einer nicht dargestellten Fernbedienung vorgesehen ist. Die Infrarot-Empfangs-Unteranordnung ist in eine Frontplatte des Decoders integriert, die außerdem eine Wiedergabeeinheit und Steuertasten enthält.
Die Chipkarten-Schnittstelle 112 ist mit einer Chipkarten-Öffnung 125 verbunden.
Der Audio- und Videodecoder 113 ist mit einem RAM 126 mit 16 MBit verbunden, das für die Speicherung der nicht-decodierten Audio- und Videopakete vorgesehen ist. Der Decoder überträgt die decodierten Videodaten zu dem PAL- und RGB-Coder 114 und die decodierten Audiodaten zu einem Digital/Analog-Converter 127. Der Coder liefert die RGB-Signale zu einem SECAM-Coder 132 und liefert außerdem ein Videosignal in Form einer Luminanzkomponente Y und einer Chrominanzkomponente C, wobei diese beiden Komponenten getrennt sind. Diese verschiedenen Signale werden durch eine Schalteinheit 128 zu einem Audioausgang 129, einem Fernsehausgang 130 und einem Videorecorderausgang 131 gemultiplext.
Der Weg der Audio- und Videodaten in dem Decoder ist folgendermaßen: Der demodulierte Datenstrom besitzt ein Transportstromformat oder einfacher ein "TS"-Format mit Bezug auf die MPEG II-Systemnorm. Diese Norm hat die Bezeichnung ISO/IEC 13818-1. Die TS-Pakete enthalten in ihrem Header mit PIDs bezeichnete Identifizierer, die den elementaren Strom anzeigen, zu dem die Nutzdaten des Pakets gehören. Normalerweise ist ein elementarer Strom ein Videostrom für ein bestimmtes Programm, während ein Audiostrom dieses Programms ein anderer ist. Die für den Transport der komprimierten Audio- und Videodaten benutzte Datenstruktur wird als elementares Strompaket oder auch als "PES"-Paket bezeichnet.
Der Demultiplexer 106 ist durch den Microprocessor 107 dafür programmiert, aus dem Transportstrom die Pakete zu extrahieren, die bestimmten Werten des PID entsprechen. Die Nutzdaten eines demultiplexierten Pakets werden gegebenenfalls entwürfelt (wenn die durch eine Chipkarte des Benutzers gespeicherten Rechte diese Entwürfelung autorisieren), bevor diese Daten in den Pufferbereichen der verschiedenen Speicher des Decoders gespeichert werden. Die für die Audio- und Video-PES-Pakete reservierten Pufferbereiche sind in dem Speicher 126 angeordnet. Der Decoder 113 liest erneut diese Audio- und Videodaten entsprechend den Bedürfnissen und überträgt die dekomprimierten Audio- und Videoabtastwerte zu dem Coder 114 bzw. zu dem Converter 127.
Bestimmte der obengenannten Schaltungen werden in bekannter Weise gesteuert, zum Beispiel über einen Bus vom Typ 12C.
Der Fall der oben beschriebenen Figur entspricht der direkten Decodierung eines durch den MPEG-Decoder 113 demultiplexierten Programms.
Gemäß der Erfindung enthält der Empfänger/Decoder eine Festplatte für die Massenspeicherung hauptsächlich der Audio- und Videodaten in ihrer komprimierten Form.
2 ist ein Blockschaltbild der Anordnung 119 mit der Festplatte und den Schnittstellenschaltungen, die sie mit der internen Speicherschnittstelle 109 verbinden.
Die Festplatte 201 ist eine handelsübliche Festplatte mit einer Ultra ATA/EIDE-Schnittstelle. "ATA" bezeichnet das Kommunikationsprotokoll, das ansonsten bekannt ist, der speziellen, im Rahmen des vorliegenden Beispiels benutzten spezifischen Platte. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die Platte ein doppeltes Dateisystem. Zwei Dateisysteme für die jeweiligen Datenbereiche dienen parallel zum Lesen und zum Schrieben der Daten auf der Platte, wobei das erste Dateisystem für das Schreiben und für das Lesen von Daten der Computerdatei, des Programms, des Codes usw. vorgesehen ist, das hier als "Block"-Dateisystem bezeichnet wird, während das zweite Dateisystem für das Schreiben und das Lesen von Audio- und Videoströmen vorgesehen ist und dieses Dateisystem im folgenden als das "Strom"-Dateisystem bezeichnet wird.
Diese Dualität findet sich beim Aufbau der Schnittstellenschaltungen von 2 wieder.
Das Schreiben und das Lesen der Datenblöcke erfolgen durch jeweils einen Speicher 202 vom Typ First-In-First-Out (FIFO) zum Schreiben und einen Speicher 203 vom selben Typ für das Lesen. Die beiden FIFO-Speicher haben jeweils eine Größe oder Abmessung von 16 Byte und werden durch eine Blockübertragungsschaltung 204 gesteuert, die die Adressenzeiger für diese beiden FIFO-Speicher verwaltet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind dies Speicher vom Typ mit einem doppelten synchronen Anschluß.
Die Datenaustauschvorgänge gemäß dem "Block"-Modus erfolgen in einem Modus für einen direkten Speicherzugriff durch Sendung von sogenannten Bursts mit 16 Byte. Diese Bursts werden im Schreibmodus und im Lesemodus durch die beiden FIFO-Speicher 202 und 203 gepuffert, die die Anpassung der Plattenbitrate an die Busbitrate 215 und umgekehrt ermöglichen.
Die beiden FIFO-Speicher 205 und 206 sind für das jeweilige Schreiben und Lesen des Audio- bzw. Videostroms vorgesehen. Jeder FIFO-Speicher 205 und 206 enthält gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen physischen Speicher von 512 kByte, aufgeteilt in vier Videobanken von 112 kByte (aufgeteilt in einen "Video"- Bereich, bezeichnet mit 205a bzw. 206a) und einen Audiobereich mit 64 kByte (bezeichnet mit 205b bzw. 206b) und wird durch eine Schaltung 207 zur Steuerung der Stromübertragung gesteuert. Jede Videobank und jeder Audiobereich werden als ein First-in-First-Out (FIFO)-Speicher verwaltet. Die Schaltung 207 verwaltet zwei Schreibzeiger und zwei Lesezeiger, die unabhängig sind für jede der Reihen 205 und 206, nämlich ein Paar von Videozeigern und ein Paar von Audiozeigern. Ein einziger Speicher 205 und 206 ist im Lesemodus aktiv, und ein einziger Speicher ist in einem bestimmten Zeitpunkt im Schreibmodus aktiv. Der Zugriff zu den beiden Speichern 205 und 206 ist jedoch unabhängig und ermöglicht das sogenannte gleichzeitige Lesen und Schreiben auf der Platte.
Gemäß einer Variante des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind die Speicher 202, 203, 205 und 206 Bereiche des RAM 117, wobei jeder dieser Bereiche als einer verwaltet wird oder gegebenenfalls mehrere Speicher vom FIFO-Typ.
Außerdem wäre eine Anpassung des vorliegenden Ausführungsbeispiels an die Verwaltung der zusätzlichen Komponenten, wie zum Beispiel mehrere elementare Audioströme, durch den Fachmann auf diesem Gebiet durch Einsatz der für diesen Zweck benötigten zusätzlichen Speicher leicht erreichbar.
Außerdem ist es auch möglich, TS-Strompakete direkt aufzuzeichnen, ohne dass die PES-Pakete daraus extrahiert worden sind. In diesem Fall ist man von der Art (Audio, Video oder andere) des Inhalts der aufgezeichneten Pakete nicht betroffen, und die demultiplexierten TS-Pakete werden in Blöcken von 128 Kb aufgezeichnet, d. h. durch ständige Verwaltung der 112 und der 16 Kb. In diesem besonderem Fall gibt es daher keine Entrahmung (reframing) abhängig von der Art der in dem TS-Paketen enthaltenen elementaren Pakete, im Gegensatz zu dem, was während der Aufzeichnung der von der Transportschicht befreiten PES-Pakete erfolgt.
Die beiden Übertragungssteuerschaltungen 204 und 207 sind Statusgeräte, deren Betrieb durch den Microprocessor 107 gesteuert wird. Der Microprocessor zeigt den Steuereinheiten die Übertragungsaufgaben an, die in dem Modus mit direktem Speicherzugriff erfolgen müssen (dieser Modus wird im folgenden als der "UDMA"- oder Ultra Direct Memory Access-Modus bezeichnet) und wird über die Durchführung die ser Aufgaben durch eine Unterbrechungssteuerschaltung 208 erzeugt, die mit den beiden Übertragungssteuerschaltungen 204 und 207 verbunden ist. Im Rahmen des hier beschriebenen Beispiels benutzt man den UDMA-Modus mit 33 MByte/s pro Sekunde, jedoch ist die Erfindung offensichtlich nicht auf diesen Modus beschränkt.
Die beiden Übertragungssteuerschaltungen verwalten den richtigen Plattenzugriff über eine Steuerschaltung 209, die die Ausführung der Platte und ihres Zugriffsmodus ermöglicht, nämlich der Zugriff zu den Befehl- und Steuerregistern und der direkte Zugriff zu dem UDMA-Speicher. Die Befehlsschaltung ist außerdem für die direkte Verwaltung der Steuer- und Befehlsregister der Platte mit dem Microprocessor 107 verbunden, wobei diese die Übertragungsschaltungen 204 und 207 nicht durchführt.
Die Schnittstellenschaltung von 2 enthält außerdem zwei Multiplexer 210 und 211, die am Eingang jeweils die drei Eingangswege für die Daten empfangen, d. h. die auf die Platte zu schreibenden Daten und die drei Ausgangswege der Daten, d. h. für die von der Platte gelesenen Daten. Jeder Multiplexer besitzt daher am Eingang drei 16-Bit-Busse und einen 16-Bit-Bus am Ausgang. Die Umschaltung zwischen den verschiedenen Wegen wird durch den Microprocessor 107 gesteuert.
Was den Schreibmultiplexer 210 betrifft, besteht der erste Eingangsweg aus einem direkten Zugriff des Datenbus 215 der externen Speicherschnittstelle 109 zu dem Datenbus 212 auf der Platte 201, der zweite Weg besteht aus dem Ausgang des FIFO-Speichers 202 für das Schreiben der Blöcke, während der dritte Weg aus dem Ausgang des FIFO-Speichers 205 für das Schreiben der Ströme besteht.
Was den Lesemultiplexer 211 betrifft, besteht der erste Ausgangsweg aus einem direkten Zugriff des Datenbus der Platte zu dem Datenbus der externen Speicherschnittstelle 109, während der zweite Weg aus dem Ausgang des Speichers 203 für das Lesen der Blöcke und der dritte Weg des Ausgangs des FIFO-Speichers 206 für das Lesen der Ströme besteht.
Die jeweiligen Ausgänge der beiden Multiplexer 210 und 211 sind jeweils mit dem Datenbus der Platte und dem Datenbus der externen Speicherschnittstelle über die drei-Status-Ausgangsstufen 213 und 214 verbunden, die durch die Automaten 204 und 207 gesteuert werden.
Jeder Speicher 205 und 206 dient als ein sogenannter Cache-Speicher für das Daten-Heading für die Platte oder die von ihr kommt. Die Platte gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält Sektoren mit 512 Byte. Der Inhalt der 256 Sektoren entspricht damit der Größe einer Videospeicherbank eines FIFO-Speichers eines der Speicher 205a und 206a, plus einem Viertel der Größe eines der Audiobereiche 205b und 206b, nämlich einer Gesamtheit von 128 KByte. Das ist im wesentlichen die Menge von Daten, die während der mittleren Zeit der Verschiebung eines Lesekopfes der Platte von oder zu der Platte übertragen werden kann, die in dem vorliegenden Beispiel benutzt wird, nämlich ungefähr 10 ms.
Die Anwendung der FIFO-Speicher mit den oben definierten Eigenschaften hat es ermöglicht, ein gleichzeitiges Lesen und Schreiben von Bitraten von 15 MBit/s zu erreichen.
Das Schreiben eines Audio/Video-Stroms auf der Platte wird anhand der 3 und 4 beschrieben.
3 zeigt die Aufteilung der Audio- und Videodaten im PES-Format gemäß der Norm MPEG II auf zwei FIFO-Speicher, nämlich eine Videobank (eine der Banken des Teils 205a des Speichers 205) und ein Audiobereich (Teil 205b des Speichers 205).
Die Daten werden auf die Platte in Audio/Video-Blöcken mit je 128 KByte geschrieben. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein fester Teil des Blocks mit 128 KByte für Videodaten (112 KByte), und ein anderer Teil, der verfügbar ist für die Audiodaten (maximal 16 KByte), reserviert. Da die Blöcke sequentiell geschrieben, sind daher die Audio- und Videodaten auf der Platte verschachtelt.
Es wurde festgestellt, dass das Verhältnis der minimalen Bitrate eines Videostroms zu der maximalen Bitrate eines Audiostroms ungefähr 10 beträgt. Durch Definition in einem Block mit 128 KByte eines Bereichs von 112 KByte, der für Video und für 16 KBytes für Audio reserviert ist, beträgt das Verhältnis 7. Anders ausgedrückt, durch Berücksichtigung eines Audio/Video-Stroms, dessen Videodaten (in der Form von Video-PES-Paketen) gespeichert sind, sobald sie in dem Bereich von 112 KByte und dessen Audiodaten (in der Form von Audio-PES-Paketen) in dem Bereich mit 16 KByte gemultiplext sind, wird der Videobereich immer vor dem Audiobereich gefüllt sein.
Es ist offensichtlich, dass, abhängig von den zu verwaltenden Strömen und Bitraten, andere Verhältnisse als 7 benutzt werden können. Das ist insbesondere der Fall, wenn andere Komprimieralgorithmen als diejenigen durchgeführt werden, die durch die MPEG Norm empfohlen werden.
Wenn die Videobank mit 112 KByte gefüllt ist, wird der Inhalt dieser Bank auf die Platte geschrieben, gefolgt von den Audiodaten, die während derselben Zeit wie die 112 KByte der Videodaten akkumuliert werden, unabhängig von dem Füllzustand des Audiobereichs. Durch diese Anordnung weiß man dennoch, dass weniger als 16 KByte akkumuliert worden sind.
In diesem Zusammenhang gibt es keine Korrelation zwischen den Grenzen der PES-Pakete und dem Start oder dem Ende einer Videobank oder der akkumulierten Adiodaten. Die ersten Datenwörter des Inhalts einer Videobank können tatsächlich in die Mitte eines Video-PES-Pakets fallen, während die letzten akkumulierten Audiodatenwörter nicht unbedingt dem Ende eines Audio-PES-Pakets entsprechen.
Es wird angenommen, dass die Maßnahmen, die für die Öffnung einer Datei für das Schreiben eines Stroms benötigt werden, im voraus bei dem Wert des Plattendateisystems erfaßt wurden.
Den Video- und Audiodaten ist ein Dateiidentifizierer, zu dem der Block der Platte gehört, und ein Datenwort angefügt, das die Menge der Audiodaten anzeigt, die von dem Status des Schreibzeigers des Audiobereichs 205b des Speichers 205 zu der Zeit abgeleitet werden, wo die Füllungsgrenze der Videobank erreicht ist. Der Identifizierer ist auf 16 Bit codiert, während die Menge der Audiodaten auf 14 Bit codiert ist. 4 zeigt die Anordnung der Daten in einem Block auf der Platte. Der Teil des Audiobereichs des Blocks, der keine Audiodaten enthält, ist mit sogenannten Füllbit (stuffing bits) gefüllt, um diese Daten auf 16 KByte zu vervollständigen.
Im Fall der Aufzeichnung von TS-Paketen ist es offensichtlich nicht erforderlich, eine Menge von Audiodaten anzuzeigen.
Der Dateiidentifizierer ist derselbe für alle Blöcke, die zu derselben Datei gehören. Der Identifizierer einer Datei ist eine redundante Information mit derjenigen, die in einer Datenstruktur enthalten ist, die als sogenannter Knoten (node) bezeichnet wird und jeder Datei zugeordnet ist. Der Identifizierer wird jedoch benutzt, wenn eine schreib-offene Datei nicht richtig geschlossen ist: Das Dateisystem identifiziert dann aufgrund des Dateiidentifizierers alle die Blöcke, die zu ein und derselben Datei gehören, und aktualisiert die entsprechenden Parameter in dem Knoten der Datei und die anderen Datenstrukturen, die beim Start des Teils der Festplatte aufgezeichnet sind, der für das "Strom"-Dateisystem reserviert ist. Der Empfänger kennt den Identifizierer der offenen Datei, da diese in einer Markierung auf der Platte (bei einer Knotennummer 0) zu Beginn jeder Dateiöffnung geschrieben wird, wobei diese Markierung beim Schließen der Datei auf null zurückgesetzt wird.
Es ist ersichtlich, dass die Ausrichtung der Audiodaten mit den Videodaten die Nicht-Benutzung eines variablen Teils des 16 KByte-Audiobereichs eines Blocks der Platte bewirkt. Jedoch ist die Größe dieses nicht benutzten Teils relativ klein, verglichen mit den 128 KByte des vollständigen Blocks. Wenn die Aufzeichnung der Video- und Audiopakete in der Reihenfolge der Demultiplexierung der PES-Pakete erfolgt wäre, dann wäre die Aufzeichnung der Art jedes Pakets (Audio oder Video, zum Beispiel in der Form eines PID-Identifizierers) notwendig gewesen. Der Platz, der für diese Aufzeichnung benötigt wird, wäre einerseits größer gewesen als der, der für die Füllbit in dem Audioteil der aufgezeichneten Blöcke reserviert ist, und wäre andererseits komplexer zu verwalten gewesen.
Die Vorteile der Ausrichtung der Audiodaten mit den Videodaten sind jedoch beachtlich. Insbesondere würde, selbst wenn die Audiodaten und die Videodaten nicht in derselben Weise gemultiplext sind wie in den ankommenden Audio/Video-Strom, der Synchronismus zwischen den Audio- und Videodaten überall aufrechterhalten. Die Audiodaten in einem Block sind tatsächlich diejenigen, die zeitlich gemultiplext mit den Videodaten desselben Blocks empfangen wurden. Man kann somit einen Audio/Video-Strom beim Decoder ohne Abweichung des Synchronismus rekonstruieren, die ein Überfließen der Audio- oder Videopuffer des erneuten Lesens bewirken würde.
Der Synchronismus wird auch aufrechterhalten, wenn der TS-Strom direkt aufgezeichnet wird.
Die Anwendung von vier Videospeicherbanken mit je 112 KByte beim Lesen und/oder Schreiben sowie eines Audiobereichs von 64 KByte macht es möglich, die Verschiebezeiten des Schreibkopfes der Platte zu kompensieren und mögliche Probleme bei dem Zugriff zu der Platte zu kompensieren, die das Schreiben verzögern könnten. Der Microprocessor 107 versucht trotzdem, die größte Zahl der Banken des Speichers 205 leer zu halten, und das kann als eine Verwaltung eines leeren Puffertyps bezeichnet werden. Um die Audio/Video-Daten zu der Platte zu übertragen, triggert der Microprocessor 107 einen Mechanismus ("DMA") für einen direkten Speicherzugriff, der die Übertragung der Audio/Video-Daten von dem Demultiplexer 106 zu einer Videobank und dem Audiobereich des FIFO-Speichers 205 durchführt. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels handelt es sich um einen direkt in dem Demultiplexer 106 integrierten DMA.
Wenn eine Videobank des Speichers 205 voll ist, erzeugt die Schreibübertragungs-Steuerschaltung 207 eine Unterbrechung für den Microprocessor 107, und das Schreiben wird in der nächsten Video-FIFO-Speicherbank fortgesetzt. Die Video-FIFO-Speicherbanken werden im Umlauf ausgeführt. Der Microprocessor, der außerdem das Plattendateisystem verwaltet, bestimmt den ersten Schreibsektor von 512 Byte des Blocks mit 120 KByte und liefert ihn über die Steuerschaltung 209 zu der Platte. Der Microprocessor initialisiert außerdem den Mechanismus für den direkten Speicherzugriff bei der Platte für die Übertragung der Daten von der ersten Video-FIFO-Speicherbank und die entsprechende Menge von Audio von dem Audio-FIFO 205b des Speichers 205. Die Platte schreibt dann 128 KBytes in 256 Sektoren unter Steuerung durch die Schaltung 207. Nach der Übertragung der 128 KByte von Daten gibt die Festplatte den Ultra-DMA-Modus aus, die Steuerschaltung 207 befreit den Ultra-DMA-Modus und informiert den Microprocessor darüber durch eine Unterbrechung. Diese Übertragung wird jedesmal wiederholt, wenn der Microprocessor durch die Steuerschaltung 207 eine Unterbrechungsanforderung empfängt, und bis hier gibt es eine Entscheidung, die Aufzeichnung anzuhalten. Der Microprocessor aktualisiert dann den Knoten (node) entsprechend der Datei, in der das Schreiben stattgefunden hat, sowie die entsprechende Bittabellen. Die Rolle der Bittabellen und des Knotens ergeben sich im folgenden detaillierter.
Es sollte bemerkt werden, dass gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Audiobereich jedes Speichers 205 und 206 nicht als Banken mit fester Größe organisiert ist, wie es für die Videobanken mit 112 KByte der Fall ist. Die Audiobereiche werden dadurch verwaltet, indem im Schreibmodus die Menge der Audiodaten, die für jede Videobank geschrieben werden, gespeichert wird und im Lesemodus die Informationen berücksichtigt werden, die sich auf die in jedem Block gelesene Audiomenge beziehen.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden nur die PES-Daten auf der Platte gespeichert. Das bedeutet, dass die Referenztaktwerte ("PCR" = reference clock values) nicht aufgezeichnet werden. Jedoch wäre es, wie bereits erwähnt, ebenso denkbar, Pakete der TS-Transportschicht aufzuzeichnen.
Der Lesemechanismus unterscheidet sich nennenswert von dem Schreibmechanismus. Man bemerkt eine Lese-Initialisierungsphase und einen ständigen Lesezustand.
Um das Lesen in dem Strom-Modus zu initialisieren, überträgt der Microprocessor zu der Festplatte die Adresse des ersten zu übertragenden Blocks und fordert die Übertragung der 256 Sektoren an. Wenn die Übertragung vollendet ist, erzeugt die Übertragungssteuerschaltung 207 eine Unterbrechung, um das Ende der Übertragung anzuzeigen. Der Microprocessor fordert daraufhin die Übertragung des nächsten Blocks, undsoweiter, bis vier Video-FIFO-Speicherbanken des Blocks 206 (und ein Teil des Audiobereichs 206b) gefüllt sind. Der Microprocessor initialisiert nur die Übertragung und die Decodierung der Daten zu dem Decoder 113. Wenn die Initialisierung einmal erfolgt ist, erfolgt die Übertragung der Daten ohne eine Intervention des Microprocessors: der Decoder 113 liest die Audio- und Videodaten in dem Maße, wie sich die Anforderungen ändern. Die Geschwindigkeit der Leerung der FIFO-Speicher ist tatsächlich abhängig von dem Inhalt der komprimierten Audio- und Videopakete.
Der ständige Zustand ist folgendermaßen: Wenn eine Speicherbank mit 112 KByte des Video-FIFO vollständig geleert ist (und wenn die entsprechenden Audiodaten ebenfalls gelesen worden sind), wird eine Unterbrechungsanforderung den Microprocessor darüber benachrichtigen, und dieser triggert die Übertragung eines neuen Blocks, so wie es möglich ist, um alle FIFO-Videobanken voll zu halten. Diese Verwaltung ist vom sogenannten Typ eines "vollen Puffers".
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt die Rückgewinnung des Systemtakts durch Demultiplexierung der Transportpakete, die einem laufenden Programm entsprechen, und durch Verriegelung einer phasenverkoppelten Schleife mit den Referenztaktwerten ("PCR") eines ankommenden TS-Stroms. Dieser Vorgang ermöglicht, die benötigte Taktfrequenz von 27 MHz zu gewinnen. Man benutzt somit einen TS-Strom zur Rückgewinnung der Referenztaktrate, selbst wenn dieser Takt im Zusammenhang mit Audio- und Videodaten benutzt wird, die in diesem Strom nicht in Echtzeit gesendet werden.
Dieses Prinzip der Rückgewinnung der Taktrate ist durch das Blockschaltbild von 10 dargestellt, das eine phasenverkoppelte Schleife (PLL) aus einem Komparator/Subtrahierer 1001 enthält, gefolgt von einem Tiefpaßfilter 1002 und einem spannungsgesteuerten Oszillator 1003. Ein Zähler 1004 schließt die Schleife zwischen dem Ausgang des Oszillators 1003 und einem Eingang des Komparators/Subtrahierers 1001. Der Komparator/Subtrahierer empfängt außerdem die PCR-Taktwerte von einem TS-Strom. Die Differenz zwischen einem örtlichen Taktwert von dem Zähler 1004 und dem PCR-Taktwert wird zu dem Tiefpaßfilter 1002 übertragen, und die Rate des Schleifenausgangssignals wird entsprechend angepaßt. Der in dem Zähler 1004 enthaltene Taktwert wird regelmäßig mit dem demultiplexierten PCR-Taktwert aktualisiert. Das hat die Wirkung der Synchronisierung des Zählers 1004 auf den Takt des Coders des TS-Stroms. Dieser Takt dient zur Decodierung und zur Darstellung des in Echtzeit empfangenen TS-Stroms. Wie später beschrie ben wird, wird nur die Taktrate am Ausgang der PLL-Schleife für die Decodierung und die Darstellung der von der Festplatte gelesenen Daten benutzt.
Es können andere Vorgänge für die Taktrückgewinnung angewendet werden. Insbesondere kann man einen freien Takt verwenden. Insbesondere ist die für den 27 MHz Takt benötigte Genauigkeit nicht notwendigerweise so hoch wie die für die MPEG II-Norm beim Coder, nämlich 30 ppm. Diese Genauigkeit wird nur dann wirklich benötigt, wenn ein Strom der direkt von einem Coder kommt, decodiert werden muß. In einem derartigen Fall kann tatsächlich eine übermäßige Abweichung des Taktes des Decoders bewirken, dass der Pufferspeicher des Decoders austrocknet (leer wird) oder überläuft. Jedoch haben die Erfinder in diesem Fall des Lesens eines Stromes aus einer örtlichen Festplatte festgestellt, dass diese Einschränkung entfällt: Der Decoder kann tatsächlich die Bitrate des Stroms im Lesemodus in Abhängigkeit von den Anforderungen regeln, was nicht der Fall ist, wenn der Strom ihn direkt erreicht, ohne dass er den durch die Platte gebildeten Puffer durchlaufen muß.
Die Decodierung der Videohalbbilder wird bei einem bestimmten Wert der Füllung eines Decodierpuffers getriggert oder ausgelöst, der einen Teil des RAM 126 bildet. Dieser Wert beträgt zum Beispiel 1,5 MBit für einen Puffer mit einer Kapazität von 1,8 MBit. Dieser Zeitpunkt, bezeichnet mit TOP BUFFER VIDEO, wird als der Referenzzeitpunkt für die Decodierung und die Darstellung der Videohalbbilder angesehen. Der DTS-Taktwert des ersten aus dem Puffer des Decoders gelesenen Halbbilds wird in dem Zähler 1005 von 10 geladen. Dieser Zähler zählt bei der durch die PLL-Schleife erzeugten Taktrate. Die Decodierung des ersten Video-Halbbildes wird unmittelbar ausgelöst, während die Darstellung dieses ersten Halbbildes sowie die Decodierung und die Darstellung der folgenden Halbbilder gemäß den entsprechenden DTS- und PTS-Taktwerten erfolgt, relativ zu dem durch den Zähler 1005 erzeugten Takt.
Die Decodierung und die Darstellung der Audio-Halbbilder beruhen ebenfalls auf dem derart erzeugten Takt.
5 zeigt die Art, in der die beiden Dateisysteme "Block" und "Strom" an der Benutzung der Festplatte beteiligt sind. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nehmen das Dateisystem und der zugehörige "Block"-Datenbereich mehrere Hundert Megabyte ein, während das "Strom"-Dateisystem und sein Datenbereich mehrere Gigabyte einnehmen.
Nicht detaillierter beschrieben werden das "Block"-Dateisystem, die Organisation des entsprechenden Dateisystems in bekannter Weise, zum Beispiel vom UNIX- oder MINIX-Typ mit einem "Superblock", einer Knotentabelle, einer Datenblocktabelle sowie den tatsächlichen sogenannten Knoten- und Datenbereichen. Eine Eigenschaft dieses Dateisystems besteht jedoch darin, dass sie einen Zufallszugriff zu den Daten begünstigt, zum Beispiel über die Anwendung der mehrfachen indirekten Adressierung (d. h. eine Reihe von Adresszeigern, von denen nur der letzte die Adresse des gesuchten Datenblocks angibt), während das "Strom"-Dateisystem die Eigenschaft der Optimierung des sequentiellen Zugriffs aufweist.
Die Festplatte enthält außerdem einen einzigen sogenannten "Boot-Block" für die Gesamtheit der beiden Dateisysteme. Die in dem Boot-Block erscheinenden Parameter sind der Index des sogenannten Boot-Programms, der Name des Volumens, die Anzahl der Byte je Sektor, die Anzahl der Sektoren des Volumens sowie die Anzahl der Sektoren des Boot-Blocks.
Wie bereits erwähnt, sind die für das "Strom"-Dateisystem gewählten Parameter die folgenden: die Größe eines Sektors beträgt 512 Byte, ein "Strom"-Block enthält 256 Sektoren.
Das ist zu vergleichen mit der Größe eines Blocks des "Block"-Dateisystems, nämlich 4 Sektoren.
6 zeigt die Organisation des "Strom"-Dateisystems. Dieses Dateisystem enthält zunächst einen mit "Superblock" bezeichneten Block mit allgemeinen Informationen über das Dateisystem. Die Tabelle 1 gibt die in diesem Superblock enthaltenen Informationen an:
Tabelle 1
Die Adressen werden durch die Sektornummern angegeben, wobei alle Sektoren der Platte von 0 bis zu der Maximalzahl der Sektoren der Platte nummeriert sind.
Zugeordnet zu jeder Datei oder dem Sachregister des Dateisystems ist eine mit "Knoten" bezeichnete Datenstruktur, die den Namen der Datei oder des Sachregisters, seine Größe, seine Lage und die seiner Attribute anzeigt. Die Knoten sind nach dem Superblock zusammen in dem Dateisystem gruppiert. Die Tabelle 2 zeigt die Zusammensetzung eines Knotens an:
Tabelle 2
Eine Folge ist ein Verlauf von aneinandergrenzenden Blöcken, die einen Teil ein und derselben Datei bilden. Sie ist bestimmt durch die Adresse des ersten Blocks der Folge, gefolgt von der Anzahl der aneinandergrenzenden Blöcke. Wenn die Datei aufgeteilt ist, kehrt der Zeiger zu einem Erweiterungsbereich mit zusätzlichen Folgen (Folgedateibereich) mit Hilfe eines geeigneten Dateiidentifizierers zurück. Daraufhin kann eine Folgedatei zu einer zusätzlichen Datei zurückkehren, undsoweiter. Dieser Typ einer einfachen indirekten Adressierung ist auf die sequentielle Art der Daten gut anwendbar. Eine sukzessive Manipulation mit mehreren Zeigern wird dadurch vermieden, wobei eine derartige Manipulation zeitaufwendig ist. Die mehrfachen indirekten Adressierungen sind für das "Block"-Dateisystem im Hinblick auf eine Erleichterung eines Zufallszugriffs zu den Daten reserviert.
Die Attribute werden in dem "Block"-Dateisystem gespeichert. Man kann somit sich auf ein Dateisystem mit in dem anderen verwalteten Daten beziehen.
Die zusätzlichen Folgedateien werden neu in dem "Folgen"-Abschnitt nach dem für die Knoten reservierten Bereich gruppiert (siehe 6).
Das "Strom"-Dateisystem enthält außerdem eine "Bittabelle", die für jeden Knoten jede zusätzliche Dateifolge und jeden Datenblock anzeigt, ob er besetzt ist oder nicht. Zu diesem Zweck wird ein Bit jedem Knoten, einer zusätzlichen Folgedatei und einem Block zugeordnet.
7 ist ein Flussdiagramm des Schreibvorgangs einer Datei. Zunächst wird ein Knoten für die Datei geschaffen. Die Lage dieses Knotens auf der Platte ist bestimmt durch Abtastung der Bittabelle der Knoten. Durch Anwendung der Bittabelle der Blöcke ermittelt der Microprocessor 107 eine freie Folge von Blöcken und schreibt die auf ihr aufzuzeichnenden Daten Block nach Block. Am Ende der Folge werden die Adresse und die Länge der Folge des Knotens der Datei in einem Speicher gespeichert. Die Markierungen der Bittabelle der Blöcke, die den Blöcken entsprechen, die der Aufzeichnung der Folge zugeordnet sind, werden dann in einer Tabelle in dem Speicher aktualisiert. Der Vorgang der Ermittlung und des Schreibens einer Folge wird erforderlichenfalls wiederholt, bis die vollständige Datei aufgezeichnet worden ist. Wenn die Aufzeichnung der Daten vollständig ist, werden die aktualisierten Informationen für die Lage der Daten (d. h. des Knotens und der aktualisierten Bittabellen) selbst auf der Platte aufgezeichnet. Die Informationen werden auf die Platte nur am Ende der Aufzeichnung geschrieben, um so ständige Hin- und Herbewegungen durch den Schreib/Lese-Kopf zu vermeiden.
Zum Lesen einer Datei liest der Microprocessor zunächst den Knoten dieser Datei sowie die Definitionen aller sich darauf beziehenden zusätzlichen Folgen. Das vermeidet eine Verschiebung des Lese/Schreib-Kopfes während des Lesens der Bereiche zu Beginn des Dateisystems.
Eine der denkbaren Anwendungen der Platte ist das Lesen eines derzeit aufgezeichneten Programms in Nicht-Echtzeit. Zum Beispiel muß der Fernsehbetrachter, der ein sogenanntes Live-Programm betrachtet, für einige Minuten weggehen, und wünscht die Betrachtung genau in dem Zeitpunkt wieder aufzunehmen, bei dem er unterbrochen wurde. Wenn er weggeht, beginnt er die Aufzeichnung des Pro gramms. Bei seiner Rückkehr löst er das Lesen des Programms aus, obwohl die Aufzeichnung dieses Programms immer noch läuft. Da der Lese/Schreib-Kopf Verschiebungen von den Lesebereichen zu den Schreibbereichen und umgekehrt durchführen muß und die Zeit der Verschiebung des Kopfes in der Größenordnung von 10 ms für die im Rahmen des vorliegenden Beispiels liegt, müssen bestimmte Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, um die minimale Bitrate zu garantieren, die für das Lesen und das Schreiben benötigt wird.
Um den Einfluß der Kopfsprünge auf die Bitrate abzuschätzen, geht man von den ungünstigsten Bedingungen aus, indem man zum Beispiel die maximale Bitrate eines MPEG II-Stroms annimmt, nämlich 15 MBit/s. Ein Block mit 120 KByte entspricht somit 66,7 ms von Audio- und Videodaten, wie es in 8 dargestellt ist. Das Lesen oder das Schreiben eines Blocks, bei einer Übertragungsrate von 96 MBit/s, dauert 10,4 ms. Wenn dem Lesen kein Sprung vorausgeht, bleiben 56,3 ms als Sicherheitsabstand verfügbar.
Wie in dem vorangehenden Absatz erläutert, nimmt ein Kopfsprung von einem ersten Block zu einem zweiten Block, der nicht an den ersten Block angrenzt, 10 ms ein. Es verbleibt somit ein freies Intervall von 46,3 ms.
Wenn man innerhalb eines Intervalls von 66,7 ms ein Lesen und ein Schreiben bewirken muß und beiden Vorgängen ein Sprung vorausgeht, bleiben nur 25,9 ms verfügbar. Da fehlerhafte Sektoren innerhalb eines Blocks ebenfalls Kopfsprünge erzeugen können, ist es vorzuziehen, die Anzahl der Sprünge im Lesemodus und im Schreibmodus auf ein Minimum zu begrenzen.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Anzahl der Kopfsprünge während des gleichzeitigen Aufzeichnens und Lesens dadurch verringert, indem man ein verschachteltes Schreiben der Blöcke bewirkt, wie es in den 9a und 9b dargestellt ist.
Wenn die Aufzeichnung des Programms ausgelöst oder getriggert wird (zum Beispiel durch einen Fernsehzuschauer), erfolgt das Schreiben jedes zweiten Blocks in einer Folge von aneinandergrenzenden Blöcken. Das ist durch die 9a dargestellt. Ein Sprung des Lesekopfs erfolgt daher vor dem Schreiben jedes Blocks.
Wenn das Lesen des Programms ausgelöst oder getriggert wird, wird das Schreiben in den vorher freigelassenen Blöcken fortgesetzt. Zum Beispiel erfolgt nach dem Lesen des ersten geschriebenen Blocks (der Block am weitesten links in 9b) das nächste Schreiben in dem unmittelbar angrenzenden Block. Es erfolgt dann kein Sprung des Lese/Schreibkopfes zwischen dem Lesen in dem ersten Block und dem Schreiben in dem zweiten Block. Die Verringerung der Anzahl der Sprünge des Kopfes resultiert außerdem in einer konsequenten Verringerung des durch diese Verschiebungen erzeugten Rauschens.
Wenn alle Blöcke vor dem Beginn des Lesens geschrieben worden sind, wird das Schreiben in einer nicht-verschachtelten Weise fortgesetzt. Gemäß einer Variante der Ausführungsform wird, wenn der Zweck nur die Betrachtung des Programms in Nicht-Echtzeit ist, ohne dass eine permanente Aufzeichnung beabsichtigt ist, das Schreiben durch Überschreiben des Inhalts der vorher gelesenen Blöcke fortgesetzt.
Gemäß einer Variante der Ausführungsform werden, wenn eine Aufzeichnung erhalten bleiben soll, die entsprechenden verschachtelten Blöcke sequentiell in einer solchen Weise neu geschrieben, um diese Blöcke zu entschachteln. Dadurch muß während des darauffolgenden Lesens der Lesekopf keine Sprünge aufgrund der Verschachtelung durchführen.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf die angegebene beispielhafte Ausführungsform beschränkt. Zum Beispiel können andere Plattentypen benutzt werden. Es reicht aus, die entsprechenden Schnittstellen anzupassen. Besonders in Betracht gezogen werden Festplatten mit anderen Eigenschaften als die hier dargestellten, neubespielbare, magneto-optische Platten oder Datenspeicherträger.
Es sollte bemerkt werden, dass die Erfindung auch in dem Fall anwendbar ist, wo die Audio- und Videodaten unterschiedlich codiert sind, insbesondere in dem Fall, wo die PES-Pakete in einem Programmtyp-Strom ("Programmstrom") gemäß der MPEG Norm oder die Audio- und Videodaten in anderen Strukturen als diejenigen der PES-Pakete enthalten sind.
Außerdem ist es, wenngleich bestimmte Elemente der Ausführungsform in einer unterschiedlichen strukturellen Form dargestellt sind, für den Fachmann auf diesem Gebiet offensichtlich, dass ihre Ausführung innerhalb einer einzigen körperlichen Schaltung nicht von dem Schutzumfang der Erfindung abweicht. Ebenso weicht die Software und die Hardware-Ausführung, oder umgekehrt, eines oder mehrerer Elemente nicht von dem Schutzumfang der Erfindung ab: Die Speicher vom FIFO-Typ können zum Beispiel durch Anwendung eines Speichers mit konventioneller Adressierung mit einer Software-Verwaltung von Adressenzeigern angestrebt oder emuliert werden.
Es wird außerdem bemerkt, dass die zu speichernden Daten von anderen Übertragungsmitteln kommen können als von denjenigen, die in der beispielhaften Ausführungsform gezeigt wurden. Insbesondere können bestimmte Daten über ein Modem laufen.
Gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Bereiche der Festplatte, die für jedes der beiden Dateisysteme reserviert sind, fest oder fixiert. Gemäß einer anderen Ausführungsform werden die Größen dieser Bereiche dynamisch an die Anforderungen angepaßt. Auf diese Weise wird ein erster Systemdatenbereich für das "Block"-Dateisystem, ein zweiter Systemdatenbereich für das "Strom"-Dateisystem, dann ein einziger Bereich von Blöcken vom "Strom"-Typ gebildet. Die Verwaltung des "Strom"-Dateisystems wird folgendermaßen durchgeführt. Die Verwaltung der "Block"-Dateisysteme wird in der folgenden Weise durchgeführt: Wenn eine Datei von diesem Typ aufgezeichnet werden soll, reserviert das "Block"-Dateisystem das Minimum der benötigten Blöcke mit großer Abmessung und teilt diese Blöcke mit großer Abmessung (256 Sektoren gemäß dem vorliegenden Beispiel) in Blöcke mit kleiner Abmessung (4 Sektoren) auf. Die Bittabelle der Knoten und die Bittabelle der Bereiche des Block-Dateisystems verwalten diese Fragmente von Blöcken so, als ob es sich um Blöcke mit kleiner Abmessung handelt.

Claims

Verfahren zur Aufzeichnung eines Stroms von digitalen Video- und Audiodaten, wobei die Aufzeichnung auf Aufzeichnungsmitteln mit einem Träger (201) erfolgt, der in Form von logischen Blöcken in Reihe organisiert ist und einen Aufzeichnungs- und Lesekopf enthält, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Aufzeichnung von Daten in einem Block von zwei Blöcken, beginnend bei einem ersten Block, – abwechselndes Lesen eines vorher aufgezeichneten Blocks und Fortsetzung der Aufzeichnung in dem auf den gelesenen Block folgenden Block nach der Auslösung des Lesens der Daten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der Satz von Blöcken, die vor der Auslösung des Lesens aufgezeichnet wurden, gelesen worden ist, die Aufzeichnung in aneinandergrenzenden Blöcken in einer nicht-verschachtelten Weise fortgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der Satz von Blöcken, die vor der Auslösung des Lesens gelesen worden sind, die Aufzeichnung in einer Schleife in den vorher gelesenen Blöcken fortgesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der Satz von Blöcken, die vor der Auslösung des Lesens aufgezeichnet wurden, gelesen worden ist, die Blöcke in einer sequentiellen Weise neu geschrieben werden, um sie zu entschachteln.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzeichnung der Daten in einer Gruppe von N aneinan dergrenzenden Blöcken von zwei Blöcken, wobei N größer als 1 ist, anstelle eines einzigen Blocks von zwei erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt der Detektierung der Folgen der freien Blöcke auf dem Träger und der Anwendung der Schritte zur Aufzeichnung und zum Lesen innerhalb dieser Folgen.
Digitaler Fernsehempfänger mit Mitteln (101) zum Empfang eines digitalen Audio- und Videodatenstroms mit: – einem Aufzeichnungsmittel mit einem Aufzeichnungsträger (201) und einem Aufzeichnungs- und Lesekopf, wobei der Träger in Form von logischen Blöcken in Reihe organisiert ist, – einer Steuerschaltung (107) für die Verwaltung des Schreibens und des Lesens der Blöcke des Aufzeichnungsträgers (201), gekennzeichnet durch – eine Schaltung (202 bis 214) zur Bildung einer Schnittstelle des Aufzeichnungsträgers mit der Steuerschaltung (107), wobei die Steuerschaltung in einem ersten Schritt die Aufzeichnung der Daten in einem Block von zwei anweist, beginnend von einem ersten Block, und in einem zweiten Schritt nach der Auslösung des Lesens der Daten anwechselnd das Lesen eines vorher aufgezeichneten Blocks und die Fortsetzung der Aufzeichnung in dem auf einen gelesenen Block folgenden Block bewirkt.
Empfänger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung die Aufzeichnung der Daten in einer Gruppe von N aneinandergrenzenden Blöcken, wobei N größer als 1 ist, von zwei Blöcken anstelle eines einzigen Blocks von zwei anweist.