ES2338561T3 - Interfaz bidireccional universal de transporte de datos serie y metodo de transporte asociado. - Google Patents

Interfaz bidireccional universal de transporte de datos serie y metodo de transporte asociado. Download PDF

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Abstract

Unidad transceptora (10) que comprende: una unidad transceptora (110), configurada para que reciba y transmita datos; una unidad detectora (121), configurada para que detecte los datos recibidos por la unidad transceptora, y una unidad de conversión (122), caracterizada porque la unidad transceptora (110) está configurada para que reciba y transmita datos que estén en concordancia con USB, conocida como especificación de Bus Serial Universal, la unidad de conversión comprende una unidad de conversión S/P, configurada para que convierta los datos asíncronos en serie recibidos que estén en concordancia con la especificación de USB a datos sincrónicos en paralelo que estén en concordancia con una especificación de MPEG, y una unidad de conversión P/S, configurada para que convierta datos de transmisión sincrónicos en paralelo que estén en concordancia con la especificación de MPEG a datos de transmisión sincrónicos que estén en concordancia con la especificación de MPEG a datos asíncronos en serie que estén en concordancia con la especificación de USB; en donde los datos que estén en concordancia con la especificación de USB incluyen un múltiplo de paquetes que estén en concordancia con la especificación de MPEG, la unidad de detección que está configurada para que determine si hay que aplicar la conversión de la unidad de conversión a los datos recibidos a datos que estén en concordancia con la especificación de MPEG la unidad de conversión (122) está configurada para que convierta los datos recibidos a los datos que estén en concordancia con la especificación de MPEG cuando determine que los datos recibidos deberían convertirse a datos que estén en concordancia con la especificación de MPEG, y para convertir los datos de transmisión que estén de acuerdo con la especificación de MPEG a datos que estén en concordancia con la especificación de USB para transmitirlos a través de la unidad transceptora.

Description

Interfaz bidireccional universal de transporte de datos serie y método de transporte asociado.
Campo de la invención
La presente invención se refiere en términos generales a una interfaz de transporte de datos y, más concretamente, a una interfaz USB (Universal Serial Bus) para comunicación y transporte de datos entre un dispositivo principal de procesamiento de señal digital (por ejemplo, un receptor de televisión digital (DTV) y un módulo de servicio externo (por ejemplo, un módulo de acceso condicional (CA) para DTV) y el método de transferencia de datos de la misma.
Antecedentes de la invención
Con el desarrollo de los multimedios digitales, la tecnología digital de comunicación y la tecnología digital de difusión audiovisual, el mercado de la televisión digital (DTV) ha mostrado un alto potencial de desarrollo en muchos países del mundo. En comparación con la televisión analógica convencional, la DTV tiene ofrece muchas ventajas atractivas, como bajo consumo de energía, uso eficiente del espectro, alta calidad de recepción de los programas, rápida integración de servicios y otras más, en especial, que la DTV puede suministrar servicios interactivos de TV para que los espectadores puedan seleccionar programas según sus preferencias.
La DTV suministra dicho servicio individualizado mediante un sistema de pago. Para proteger los intereses de los proveedores de programas e impedir el acceso no autorizado, se lleva a cabo una operación de codificación de las señales de video, audio, los datos auxiliares y otros datos de control que se transmiten a cada aparato de DTV, con el fin de efectuar el acceso condicional (CA). De este modo, sólo los abonados autorizados pueden decodificar las señales de audio, video y demás datos para ver el programa deseado.
En cuanto al propio sistema de CA, actualmente hay disponibles diversos patrones con algunos esquemas básicos, pero todavía no hay definida ninguna norma uniforme. Por ello, los mecanismos internos de dos diversos sistemas de CA los define el respectivo vendedor de equipos de CA. En consecuencia, los sistemas de CA desarrollados por los diversos vendedores son diferentes hasta el punto de que las técnicas de encriptación no son compatibles entre sí. Por lo tanto, el sistema de CA seleccionado por un operador de red es privado, por lo general, esto es, si un operador de red despliega un sistema suministrado por un proveedor de equipamiento de CA, los abonados sólo podrán recibir programas del proveedor si usan aparatos (como receptores de DTV (Set-Top Box o STB [Decodificador Simple]) o aparatos de DTV) que sean compatibles con el sistema de CA. Si el operador cambia su sistema de CA, habrá que cambiar por consecuencia el receptor de DTV del abonado. Por lo tanto, en las actuales tecnologías de DTV, los aparatos receptores de DTV (receptores de DTV o aparatos de DTV) suelen estar vinculados al sistema de CA, lo cual limita considerablemente el desarrollo de la DTV. Por consiguiente, es necesario separar el sistema de CA del receptor de DTV, esto es, separar las tarjetas de servicio de los aparatos. Al separar las tarjetas de servicio de los aparatos, éstos últimos pueden ser independientes de los servicios suministrados por el operador. Esta solución puede contribuir a levantar las restricciones al desarrollo de la industria de la DTV impuestas por el sistema de CA, así como constituir una sólida base para la extensión de servicios de valor añadido en el futuro.
A la hora de efectuar la separación entre las tarjetas de servicio y los aparatos, el primer problema que hay que resolver es el suministro de una interfaz estándar para la transmisión de cadenas de datos entre los módulos de CA y los aparatos receptores de DTV. Las cadenas de datos que se transmitir en los aparatos de DTV son por lo general cadenas de transporte (TS) que están en concordancia con la especificación MPEG (Grupo de expertos en películas cinematográficas). Las interfaces específicas existentes para transmitir datos MPEG TS, como por ejemplo SPI (Synchronous Parallel Interface) y ASI (Asynchronous Serial Interface) no sirven para comunicar datos que no tengan estructura de marco TS, sobre todo los datos asíncronos, como por ejemplo las instrucciones de control, por lo que sólo se puede ejecutar un transporte unidireccional. Dichas interfaces, pues, no son adecuadas para separar las tarjetas de servicio de los aparatos.
Para efectuar la separación de las tarjetas de servicio de los aparatos, se emplean interfaces que estén en concordancia con la especificación PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association), esto es, interfaces de tarjeta de PC, en la actual norma Europea EN50221 Cl (Common Interface, Interfaz Común) y la norma americana SCTE DVS295 HOST-POD (Point of Deployment, punto de despliegue), para transmitir datos MPEG TS. Con respecto a las interfaces para las dos normas, la definición de señal vinculada a la entrada y salida de TS es parecida a la de SPI, esto es, con dos SPIs, uno actuando como entrada y el otro como salida. Además, tanto la CI como la HOST-POD tienen una interfaz I/O asíncrona de 8 bits para transmitir instrucciones de control mientras se transmiten MPEG TS, con el fin de conseguir intercomunicación e interoperabilidad entre los dos lados conectados por medio de la interfaz. Sin embargo, cuando se adopta la interfaz PCMCIA para conseguir un transporte bidireccional de MPEG TS e intercomunicación, la interfaz se complica demasiado, el coste se dispara y la velocidad de transferencia no es lo bastante alta. Más en concreto, las dos interfaces están destinadas a servicios específicos y no son universales, por lo que no se las puede aplicar a otro aparato para servicios que no sean los específicos.
Con el rápido desarrollo de los servicios diversificados, los abonados siempre esperan que los aparatos que han adquirido posean una buena compatibilidad y extensibilidad. Por consiguiente, se necesita una interfaz de transporte bidireccional de datos más universal para efectuar la separación de las tarjetas de servicio de los aparatos.
Entre las actuales interfaces de transporte bidireccional de datos, la interfaz USB (Universal Serial Bus) posee un excelente rendimiento y su uso está ampliamente extendido. La interfaz USB se caracteriza principalmente por las siguientes características: puede ampliarse fácilmente para que sea compatible con diferentes tipos de aparatos y tiene un bajo coste; la USB 2.0 soporta la transferencia de datos en modo de alta velocidad, hasta 480 Mbps; soporta el transporte de datos en tiempo real (datos de audio y video) soporta la función PnP (Plug and Play) y su interfaz física puede acoplarse directamente a dispositivos portátiles de USB en lugar de con cables. Además, la interfaz USB soporta la transferencia de datos para los tipos más fundamentales, como la transferencia de control para configurar puertos en conexión o interrumpir la transferencia de datos para transferir datos fiables y en tiempo real, como eco o respuesta.
Aunque la interfaz USB ofrece las susodichas ventajas, persisten aún algunos problemas para transmitir datos MPEG TS usando directamente la interfaz USB, ya que en USB se usa una definición específica de interfaz y un protocolo de transporte de datos también específico. Para efectuar un transporte bidireccional en tiempo real o una MPEG TS sincrónica, por ejemplo, la interfaz USB precisa de dos canales lógicos como entrada y salida, respectivamente. Por otra parte, aunque cada marco puede transferir datos de bytes fijados en USB, los datos no se trasladan a su velocidad fija práctica, sino a golpes, a la velocidad intrínseca del bus compartido, por ejemplo, 480 Mbps. Si la MPEG TS, que debe transmitirse a velocidad constante, se transfiere mediante USB, se necesita una memoria intermedia para moderar la velocidad de los datos, lo que origina dificultades en la recuperación de reloj o en la sincronización de fase de la fuente de datos. Además, la interfaz USB adopta transacción de entrada/salida y encabezamiento de tabla, estructura de marco de velocidad fija y definición de sincronización e identificador de campo. Por consiguiente, la eficiencia de transferencia disminuye por el desajuste en la estructura de paquetes cuando se encapsulan cadenas de datos cuyo transporte precisa de una estructura en particular o de paquetes de MPEG TS sincrónicos.
Para adaptarse a los cada vez más numerosos servicios vinculados a las MPEG TS, especialmente al desarrollo de la DTV y a la tendencia de que en el futuro los nuevos dispositivos digitales estarán provistos de interfaz universal de comunicación de datos, se necesita una interfaz serial de transporte de datos bidireccional que posea la funcionalidad de una interfaz USB universal y que satisfaga la aplicación en tiempo real de las MPEG TS.
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Resumen de la invención
Uno de los objetivos de la invención es suministrar una interfaz universal de transporte de datos bidireccional que, como interfaz de interconexión, posea la funcionalidad de una interfaz USB universal y que así mismo satisfaga la aplicación en tiempo real de las MPEG TS, a fin de conectar diversos tipos de periféricos y facilitar la ampliación y diversidad de funciones a coste reducido.
En uno de los aspectos de la invención, ésta suministra una interfaz de transporte de datos tal como se expone en la reivindicación 1.
En otro aspecto de la invención, ésta suministra además un dispositivo de procesamiento de señal digital equipado con la susodicha interfaz de transporte de datos.
En otro aspecto más de la invención, ésta suministra un método de transferencia de datos, tal como se expone en la reivindicación 35.
Otros objetivos y logros, junto con una visión más completa de la invención, resultarán evidentes y se apreciarán a partir de las siguientes descripciones y reivindicaciones tomadas en conjunto con las ilustraciones anexas.
A continuación se hacen descripciones detalladas de materializaciones concretas de la invención con referencia a los dibujos adjuntos, en donde:
La Fig. 1 representa una interfaz universal de transporte de datos según una de las materializaciones de la invención;
La Fig. 2 muestra la definición eléctrica de una unidad transceptora en concordancia con la especificación de la interfaz USB;
La Fig. 3 muestra la estructura de datos para encapsular los datos TS que estén en concordancia con la especificación MPEG en los datos que estén en concordancia con la especificación USB según una de las materializaciones de la invención;
La Fig. 4 es un diagrama de bloque que muestra una unidad de conversión P/S (Paralelo-a-Serie) para convertir datos MPEG TS sincrónicos en paralelo a datos USB asincrónicos en serie según una de las materializaciones de la invención;
La Fig. 5 es un diagrama de bloque que muestra una unidad de conversión S/P (Serie-a-Paralelo) para convertir datos USB asíncronos en serie a datos MPEG TS sincrónicos en paralelo según una de las de las materializaciones de la invención;
La Fig. 6 es un diagrama de bloque que muestra un receptor de DTV y un módulo de CA externo, ambos de los cuales tienen la interfaz universal de transporte de datos según una de las de las materializaciones de la invención;
La Fig. 7 es un diagrama de bloque detallado que muestra un receptor de DTV con la interfaz universal de transporte de datos de la invención;
La Fig. 8 es un diagrama de bloque detallado que muestra un módulo de CA externo con la interfaz universal de transporte de datos de la invención;
La Fig. 9 muestra la estructura de la unidad de procesamiento de información de control de la presente materialización de la invención;
La Fig. 10 muestra la estructura de un modulo de CA externo con un canal de retorno según una de las de las materializaciones de la invención;
La Fig. 11 muestra un modulo de servicio externo con otras interfaces de comunicación según la presente materialización de la invención;
La Fig. 12 muestra un modulo externo de servicio para almacenar y reproducir datos TS según la presente materialización de la invención;
La Fig. 13 es un diagrama de bloque en el que el módulo de servicio externo es una grabadora digital;
La Fig. 14 muestra un sistema de DTV EPG (Electronic Program Guide) basado en la UTI (Universal Transport Interface) según la presente materialización de la invención;
La Fig. 15 muestra un sistema de actualización del software de DTV basado en la UTI según la presente materialización de la invención;
La Fig. 16 muestra un sintonizador DTV basado en la UTI según la presente materialización de la invención y su correspondiente receptor de DTV;
La Fig. 17 muestra una interfaz de transporte de MPEG TS según una de las materializaciones de la invención;
La Fig. 18 muestra la definición eléctrica de la unidad transceptora de TS específica en la interfaz de transporte de MPEG TS;
La Fig. 19 muestra la estructura de datos para encapsular los datos que estén en concordancia con la especificación USB en los datos que estén en concordancia con la especificación MPEG TS según una de las materializaciones de la invención, y
La Fig. 20 es un diagrama de bloque que muestra una interfaz universal de transporte de datos que soporta las dos conexiones eléctricas de la interfaz.
En todos los dibujos de más arriba, los números iguales han de entenderse como referidos a características o funciones iguales, parecidas o equivalentes.
Descripción detallada de la invención
Para materializar la idea de establecer comunicación y transporte de datos entre un dispositivo principal de procesamiento de señal digital (por ejemplo, un receptor de DTV) y un módulo de servicio externo (esto es, una tarjeta de servicio, por ejemplo un módulo de CA) mediante una interfaz universal de transporte de datos como la que se suministra e la invención, una solución es encapsular los datos que estén en concordancia con la especificación MPEG (abreviada en MPEG TS) en la carga útil de los datos que estén en concordancia con la especificación USB (abreviada en datos USB) para transmitir los datos MPEG TS a través de la interfaz universal que esté en concordancia con la especificación USB. La interfaz universal de transporte (UTI) basada en la especificación USB posee amplia universalidad y extensibilidad y puede emplearse para conectar dispositivos para diversos tipos de servicios.
A continuación se ofrece una descripción detallada de la estructura de la UTI basándose en la especificación USB tal como se facilita en la invención con referencia a los dibujos adjuntos y a los correspondientes ejemplos que se dan.
La Fig. 1 representa una UTI 10 según una de las materializaciones de la invención. La UTI 10 comprende una unidad transceptora de USB 110 y una unidad de procesamiento de interfaz 120.
La unidad transceptora 110 de la Fig. 1 está configurada para que reciba y transmita datos USB y sus características mecánicas y eléctricas están en concordancia con la especificación de interfaz USB de la Fig. 1. Como se ve en la Fig. 2, la interfaz USB comprende un par bidireccional de señal diferencial D+ y D- para transmitir los datos, así como la alimentación (5V) y la toma de tierra (GND).
Con referencia a la UTI 10 de la Fig. 1, la unidad de procesamiento de interfaz 120 se usa mayormente para procesar los datos trasferidos a través de la unidad transceptora 110. La unidad de procesamiento de interfaz 120 comprende: una unidad de detección 121 para detectar si los datos MPEG TS se transportan en los paquetes USB recibidos; una unidad de conversión 122 para desempaquetar los paquetes USB cargados con datos MPEG TS, o para empaquetar los datos MPEG TS que se van a transmitir a paquetes USB, y una unidad de multiplexado 125 para el multiplexado de paquetes de USB convencionales con los paquetes USB cargados con MPEG TS. La unidad de conversión 122 comprende una unidad de desempaquetado 123 y una unidad de empaquetado 124.
Cuando el dispositivo principal está equipado con la UTI 10 de la Fig. 1 y el módulo de servicio externo también está equipado con una interfaz cuyas características mecánicas y eléctricas son compatibles con las de UTI del dispositivo principal, dichos dispositivo principal y módulo de servicio externo pueden llevar a cabo la comunicación y el transporte de datos entre ellos a través de la UTI 10. Aquí se toma, sólo a modo de ejemplo, un dispositivo principal equipado con la UTI 10 para describir el método que emplea la UTI para el procesamiento de señal.
Cuando la cadena de datos que se van a enviar desde el dispositivo principal a través de la interfaz UTI es de MPEG TS, la unidad de empaquetado 124 primero segmenta la MPEG TS y luego empaqueta la MPEG TS en paquetes de datos cuyo formato está en concordancia con la especificación USB, es decir, encapsulando los datos MPEG TS en la carga útil de los paquetes USB. Para asegurar la integridad, cada paquete de MPEG TS cargado en la carga útil de los paquetes USB debe ir sin abreviar, esto es, que un paquete de MPEG TS simple no puede comprimirse. En consecuencia, el capo de datos de un paquete USB contiene un múltiplo entero de MPEG TS (N x 188 x 8 bits (< 8192)). La Fig. 3 muestra la estructura de la carga útil en un paquete USB cargado con paquetes de MPEG TS, en el que el campo Sync tiene 32 bits, el campo PID (Packet ID) tiene 8 bits, el campo Datos tiene N x 188 x 8 bits y hay 16 -bits por CRC. Se puede efectuar el transporte bidireccional de MPEG TS con dos puntos terminales de USB. Como alternativa, dichos puntos terminales pueden usarse así miso para transporte unidireccional a alta velocidad de MPEG TS, pero la dirección para uno de los dos puntos terminales cambia a fin de transferir datos en una dirección al mismo tiempo.
Puesto que la MPEG TS contiene señales sincrónicas en paralelo y los datos en concordancia con la especificación USB se transmiten en forma de señales asincrónicas en serie, se necesita una unidad de conversión P/S durante el procesamiento de empaquetado para convertir las señales sincrónicas en paralelo a señales asincrónicas en serie, como se ve en la Fig. 4. En cuanto a la unidad de conversión P/S de la Fig. 4, los datos MPEG sincrónicos en paralelo que se van a transmitir primero se almacenan en la memoria intermedia 210, que a continuación da salida a los datos TS a impulsos de un reloj local BCLK, para luego ser procesados por un circuito de conversión P/S 220, cuyo reloj en serie tiene una frecuencia de 8 ó 10 veces la del reloj local BCLK y se deriva del multiplicador de frecuencia 240, mientras que se puede dar salida a datos USB asincrónicos en serie por un circuito de conversión de nivel adecuado
230.
Las cadenas de datos USB que transportan datos MPEG TS, que se hallan encapsulados en la unidad de empaquetado 124, pueden multiplexarse con otros paquetes convencionales de USB en la unidad de multiplexado 125 y para enviarse luego a un módulo de servicio externo a través de la unidad transceptora de USB 110, realizando de este modo operaciones de transmisión de datos MPEG TS a través de la UTI 10.
Cuando el dispositivo principal recibe paquetes USB del módulo externo a través de la unidad transceptora de USB 110, los datos transportados en los paquetes USB recibidos son detectados primero por la unidad de detección 121, que comprueba si contienen la información de identificación que indica que los datos MPEG TS son transportados en paquetes USB. Si se detecta información de identificación en la unidad de detección 121, la unidad de desempaquetado 123 desempaqueta los paquetes USB. Concretamente, la operación de desempaquetado consiste en extraer los datos MPEG TS del campo datos del los paquetes USB con arreglo a la estructura de datos que se muestra en la Fig. 3.
Como parte del procesamiento de empaquetado, se necesita una unidad de conversión S/P como la que aparece en la Fig. 5 en el procesamiento de desempaquetado para convertir señales asíncronas en serie a señales sincrónicas en paralelo, a fin de obtener cadenas de datos MPEG TS. EN la Fig. 5 puede apreciarse que los datos USB asíncronos en serie pasan primero por el circuito de conversión de nivel 310 y que la conversión S/P tiene lugar en el circuito de conversión S/P 320, en el que el reloj generado por el multiplicador de frecuencia 350 para el reloj local BCLK (8 ó 10 veces múltiplo del reloj) va enganchado en fase al reloj extraído de las señales de entrada por medio del circuito de recuperación de reloj 340, a fin de que el reloj sea usado para el circuito de versión S/P 320. A continuación, los datos de S/P convertidos se almacenan en la memoria intermedia 330, la cual da salida a los datos MPEG TS sincrónicos en paralelo cuando recibe impulsos del reloj local BCLK.
Si la unidad de detección no consigue detectar la información de identificación, indica entonces que los paquetes USB son paquetes USB convencionales y la UTI 10 los suministra directamente a una unidad subsiguiente para su ulterior procesamiento.
Hay que advertir aquí que la información de datos transmitida a través de la UTI, es decir, los datos MPEG TS o los datos USB, pueden comprender datos de servicio, así como información de control para controlar un dispositivo equipado con la UTI, cuando la UTI se aplica en un entorno diferente. En las siguientes materializaciones se ofrece una descripción detallada del contenido específico de la información de control.
Se puede emplear la interrupción de transferencia de USB para transferir la información de control. Los datos de información de control se transfieren en la carga útil de los paquetes de interrupción de USB y los datos de información de control no tienen ningún formato de encapsulación especial en sí misma. Puesto que el transporte de la información de control es bidireccional, se necesitan dos puntos terminales, uno como entrada y el otro como salida. Como alternativa, la información de control puede transferirse en forma de transferencia masiva parecida a este método.
Más arriba se ha ofrecido una descripción detallada de la arquitectura y método de procesamiento de señal para una interfaz universal de transporte con arreglo a la invención, con referencia a las Figs. 1 a 5. El dispositivo principal equipado con la UTI 10 puede ser un receptor de DTV, un STB (Set-Top Box), un ordenador, un sistema recreativo o un servidor multimedia y similares. El módulo de servicio externo equipado con la UTI 10 puede ser un dispositivo periférico, como por ejemplo el módulo de sistema de recepción de DTV CA (abreviado en módulo CA), HDD, una grabadora digital, una cámara digital y similares.
Para comprender mejor cómo funciona la UTI de la invención en el dispositivo principal y en el módulo de servicio, a continuación se ofrece una descripción detallada de materializaciones específicas con referencia a dibujos adjuntos. En la primera materialización, el dispositivo principal es un receptor de DTV y el módulo de servicio externo es un módulo CA, mientras que en la segunda materialización el dispositivo principal es un receptor de DTV y el módulo de servicio externo es una grabadora multimedia.
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La primera materialización
La Fig. 6 es un diagrama de bloques que representa un receptor de DTV y un módulo de DTV CA, ambos de los cuales poseen Interfaz Universal de Transporte según la primera materialización de la invención. Como se explica más arriba, se usan técnicas de CA en servicios de DTV para proteger los intereses de los abonados autorizados, es decir, que las señales de DTV para un abonado autorizado se codificarán antes de la transmisión y el abonado tendrá que decodificar las señales recibidas mediante su información de autorización antes de ver el programa deseado. En la presente invención, para efectuar la separación de las tarjetas de servicio de los dispositivos, se lleva a cabo la decodificación de la MPEG TS en un módulo CA 500 externo al receptor de DTV 400, mientras que el transporte de la MPEG TS entre el receptor de DTV 400 y el módulo CA se realiza a través de la UTI 10.
Como se ve en la Fig. 6, tanto el receptor de DTV 400 y el módulo de DTV CA 500 llevan la UTI 10 de la Fig. 1. Estas dos UTIs 10 son compatibles entre sí.
Además de la UTI 10, el receptor 400 comprende también un sintonizador de RF (radiofrecuencia) para recibir señales de emisión de DTV de redes de DTV terrestre, aunque como alternativa el receptor de DTV 400 puede recibir señales de redes de DTV por cable mediante cables; una unidad de procesamiento TS I/O 430, para transportar la MPEG TS recibida por el sintonizador de RF al módulo CA a través de la UTI 10 o enviar la MPEG TS recibida a otras unidades de procesamiento; una unidad de decodificación de MPEG 440, para decodificar la MPEG TS original o decodificada desde la unidad de procesamiento TS I/O 430, para obtener señales de video y/o audio que se vayan a visualizar o reproducir en una unidad de reproducción (no mostrada aquí); y una unidad de control 450 para extraer la información de control de los datos recibidos a través de la UTI 10, para controlar las operaciones de la unidad de decodificación de MPEG 440 y la unidad de reproducción o generar información de control para enviarla al módulo CA 500 a través de la UTI 10. La Fig. 7 muestra la arquitectura del receptor de DTV 400 y el flujo de señales entre los módulos.
Como se ve en la Fig. 6, además de una UTI 10 compatible con la del receptor de DTV 400, el módulo CA 500 comprende una unidad de multiplexado y filtrado de TS 530, para multiplexar y filtrar los MEPG TS recibidos; una unidad de descifrado 540, para obtener un descifrado CW (Control Word) que se usará para decodificar; una unidad de adquisición de información por el usuario 550, para obtener una clave de usuario; una unidad de decodificación 570, para decodificar la MPEG TS filtrada de un programa simple según CW, y una unidad de control 580, para controlar las operaciones de la unidad de multiplexado y filtrado con arreglo a la información de control recibida a través de la UTI 10. La Fig. 8 muestra la arquitectura del módulo CA 500 y el flujo de señales entre los módulos. Como alternativa, la unidad de descifrado 540 y la unidad de adquisición de información por el usuario 550 pueden ser externas al módulo CA 500, esto es, una tarjeta inteligente para obtener CW que suministrar al módulo CA.
La arquitectura básica del receptor de DTV 400 y del módulo CA 500 quedan explicadas más arriba. A continuación se ofrece una descripción detallada con referencia a la Fig. 6 del método completo para decodificar las señales de un programa destinado a los usuarios en caso de separación de la tarjeta del dispositivo.
En la Fig. 6 se puede apreciar que el receptor de DTV 400 (o sea, la parte lateral del aparato) donde está la UTI 10 recibe primero la MPEG TS de una red externa (por ejemplo, una red de DTV terrestre) a través del sintonizador de RF, en el que las cadenas de datos MPEG TS pueden comprender MPEG TS originales o bien las MPEG TS codificadas por el sistema CA. Además, la MPEG TS codificada comprende también EMM (Mensajes de Gestión de Autorización), ECM (Mensajes de Control de Gestión) y similares.
Tras la adquisición de la MPEG TS, si dicha MPEG TS no ha sido codificada por el sistema de CA, no es necesario enviar la TS al módulo CA para procesarla, sino que la MPEG TS se envía directamente a través de la unidad de procesamiento TS I/O 430 a la unidad de decodificación de TS 440 para decodificarla y obtener así las señales de audio y/o video decodificadas que se visualizarán o reproducirán en la unidad de reproducción.
Si la MPEG TS obtenida ha sido decodificada por el sistema de CA, la MPEG TS se envía al módulo CA 500 para decodificarla bajo el control de la unidad de control 450. La MPEG TS decodificada es encapsulada en una carga útil paquetes de USB que lleva la MPEG TS en la unidad de empaquetado 124 de la unidad de procesamiento de interfaz 120, mientras que en la unidad de conversión S/P se realiza una conversión en estos paquetes de USB de señales sincrónicas en paralelo a señales asíncronas en serie, para a continuación enviar las señales convertidas al módulo de CA 500 a través de la unidad transceptora de USB 110.
Como se ve en la Fig. 6, el módulo CA 500 recibe la MPEG TS codificada del receptor de DTV a través de la UTI 10. Primero, la unidad de detección de la unidad de procesamiento de interfaz 120 detecta que los paquetes de USB recibidos a través de la unidad transceptora de USB 110 llevan datos MPEG TS, a continuación la unidad de desempaquetado 123 desempaqueta los paquetes de USB y extrae de ellos los datos MPEG TS y se efectúa la conversión y después la MPEG TS decodificada extraída se envía a la unidad de demultiplexado y filtrado de TS 530.
La unidad de demultiplexado y filtrado de TS 530 efectúa la extracción de la sección PSI/SI de información de servicio específico y el demultiplexado de cadenas de datos TS e ignora la MPEG TS del programa deseado, además de obtener de la TS la PSI/SI asociada, incluidos los EMM y ECM. A continuación, el módulo CA 500 obtiene la clave de usuario de la unidad de adquisición de información por el usuario 550 y la unidad de descifrado 540 descifra los EMM y ECM mediante la clave de usuario obtenida, a fin de obtener la CW decodificada. Por último, la unidad de decodificación 570 efectúa la operación de decodificado en a MPEG TS del programa seleccionado mediante la CW.
Tras el procesamiento de P/S en la unidad procesadora de interfaz 120 de la UTI 10, los datos MPEG TS se desempaquetan en paquetes de USB y se vuelven a enviar al receptor de DTV 400 a través de la unidad transceptora de USB 110 en tiempo real o en tiempo no real.
Una vez que el receptor 400 ha recibido la MPEG TS a través de la UTI 10 según el método de más arriba, la unidad de procesamiento TS I/O 430 transmite la MPEG TS decodificada a la unidad de decodificación de MPEG 440. Dicha unidad de decodificación de MPEG 440 decodifica la MPEG TS y da salida a las señales de audio y video hacia la unidad de reproducción para su visualización y/o reproducción, con el fin de que abonado pueda ver y/o escuchar el programa deseado.
Para asegurarse de que el susodicho método para decodificar la MPEG se lleva a cabo satisfactoriamente mediante un módulo de CA externo, es necesaria una transferencia de información de control. Aquí la información de control se emplea para efectuar la interoperabilidad entre el receptor de DTV y el módulo de DTV CA, incluyendo, pero sin limitarse a ellos, el PnP del módulo de CA, la gestión y asignación de recursos, la definición del formato de visualización de mensajes, la configuración de la velocidad de comunicación y otras funciones de control.
Como se dice más arriba, la información de control puede transferirse en cualquier modo de transferencia o interrupción de transferencia o transferencia masiva, como se explica en la definición de USB, o insertarse en un paquete de MPEG TS vacío para transmitirla. La Fig. 9 es un diagrama de bloques que representa una unidad de procesamiento de información de control para transferir información de control en un paquete de MPEG TS vacío. Muy a menudo los paquetes de TS vacíos son ignorados al decodificar la MPEG TS o al decodificar los datos, de modo que no tienen impacto en las cadenas de datos, por lo que un paquete de MPEG TS que contenga información de control puede insertarse en la posición del paquete de TS vacío en la MPEG TS como sustituto de dicho paquete vacío. Como se ve en la Fig. 9, por una parte, cuando hay que enviar información de control, se almacena en la memoria intermedia 930 y a continuación la unidad de empaquetado de información de control 940 efectúa el empaquetado de MPEG TS en la información de control e inserta un identificador para la información de control, para formar así un paquete de TS de información de control. Seguidamente se envía el paquete de TS de información de control a la cola de paquetes de TS de información de control 950. Cuando la cola no está vacía, si la unidad de detección de paquetes de MPEG TS vacíos 910 detecta que el paquete de TS actual es un paquete vacío, la unidad de inserción 920 vuelve a colocar el paquete de TS vacío en la TS original con un paquete de información de TS de información de control en la cola de paquetes de TS de información de control 950, y de este modo la información de control queda inserta en la MPEG TS para ser transmitida. Por otra parte, cuando detecta la MPEG TS recibida, la unidad de detección de paquetes vacíos detecta si hay un paquete de MPEGTS vacío mientras se están transmitiendo datos de TS. Cuando hay un paquete de de TS vacío, la unidad de identificación de información de control 970 detecta si un paquete de TS vacío contiene el identificador de información de control. Si el paquete de TS vacío es un paquete de TS de información de control, queda almacenado en la memoria intermedia 980 y se extrae la información de control para que la unidad de control (450, 580) del receptor de DTV o del módulo de CA lleve a cabo la correspondiente operación siguiendo las instrucciones de la información de control.
La información de control puede usar también el protocolo MPEG DSM-CC o los protocolos relacionados para la interfaz de instrucciones en EN50221 (DVB-CI). El método en concreto puede remitirse a los protocolos relacionados y en ellos se omitirá la descripción.
Como se aprecia en la Fig. 6, además de la Gestión del sistema de decodificación de la MPEG TS, la unidad de control 450 del receptor de DTV (que debe operarse mediante una CPU) también se encarga de procesar la información de control y otras operaciones. De igual modo, hay una unidad de control en 580 en el módulo de DTV CA (que debe operarse mediante una CPU), unidad de control que se encarga de procesar la información entre ella misma y el receptor de DTV, así como de otras operaciones de dicho ámbito.
La arquitectura básica del módulo de CA se ha explicado más arriba, pero dicho módulo de CA puede tener también un canal de retorno, como se aprecia en la Fig. 10. Además de componentes iguales que los de la Fig. 6 (que no se muestran aquí), el módulo de CA comprende también una unidad de procesamiento de información de retorno 1010. En la Fig. 10 puede apreciarse que dicha unidad de procesamiento de información de retorno 1010 se usa para procesar la correspondiente información de autorización y autenticación que debe retornar al proveedor del servicio, o bien información relacionada determinada por el usuario y que debe retornar al proveedor del servicio. La información de retorno puede transferirse al receptor de DTV 400 a través de la UTI 10 y enviarse luego al proveedor del servicio a través del canal de retorno del receptor de DTV 400 (por ejemplo, mediante una unidad de transmisión de RF). Como alternativa, el propio módulo de CA puede enviar la información de autorización y autenticación al proveedor del servicio a través de un canal de retorno del mismo (por ejemplo, mediante una unidad de transmisión de señal de RF).
La Fig. 11 muestra otro módulo de CA, que puede conectarse a diversas interfaces de comunicación. Además de los componentes que se ven en la Fig. 6, el módulo de CA de la Fig. 11 puede comprender también una o más unidades de interfaz 1120 para conectarse a otros dispositivos y un módulo de interfaz de comunicación 1110 que se comunica con ellas. En la Fig. 11, la unidad de procesamiento/almacenamiento de datos 1130 comprende todos los componentes excepto la UTI 10 y la unidad de adquisición de información por el usuario 550 de la Fig. 6. El módulo de interfaz de comunicación 1110 se usa para convertir las señales decodificadas o la información de control proporcionadas por el módulo de CA en datos que estén en concordancia con un protocolo de interfaz en concreto y enviarlas a través de la interfaz correspondiente, o para convertir el formato de la información recibida por la unidad de interfaz 1120 al formato de información disponible para la unidad de procesamiento/almacenamiento de datos 1130. La unidad de interfaz 1120 puede comprender interfaces para Ethernet, PSTN, Módem por Cable, XDSL, LAN (IEEE 802.11x), WPAN (Wireless Personal Area Network [Red de Área Personal Inalámbrica]), o interfaz de DTV RF terrestrel/cable/satélite y/o interfaz universal de datos, como USB, IEEE 1394, RS 232-C, PCMCIA, PCI, ASI, SPI, SM, CF, SmartCard (Tarjeta Inteligente) (ISO 7816), interfaz de control remoto infrarrojo y/o interfaz digital o analógica de AV y similares.
Más arriba se han tomado como ejemplo receptores de DTV y módulos de CA para decodificar con el fin de explicar cómo se emplea la interfaz de la invención para llevar a cabo la separación de las tarjetas de servicio de los dispositivos para DTV. La invención permite la separación de la función de CA del receptor de DTV. Para los fabricantes de aparatos de DTV y STBs, esto reduce el coste de I+D y el ciclo de vida, hace que disminuyan la producción y el coste de comercialización y facilita la producción masiva de DTV. Para los abonados de DTV, esto les posibilita la libre selección de DTV y de servicios y prolonga el ciclo de vida de los receptores de DTV. En comparación con otras soluciones, ofrece ventajas como bajo coste, altas prestaciones y otras más. Sin embargo, la UTI 10 según la invención no se limita a la separación de las tarjetas de servicio de los dispositivos. El módulo de servicio externo puede ser no sólo un módulo de CA, sino también una unidad de procesamiento y/o almacenamiento de datos para almacenar, procesar y reproducir MPEG TS y que vaya equipada con una UTI como la que aparece en la Fig. 12. Además, el módulo de servicio externo puede ser otro dispositivo convencional con interfaz USB, por ej., cuando se usan dichos dispositivos, los datos almacenados en la Unidad de Disco Duro pueden visualizarse o reproducirse en el aparato de DTV.
La segunda materialización
La Fig. muestra la arquitectura de una grabadora audiovisual digital portátil equipada con la interfaz universal de transporte de la invención.
Como se aprecia en la Fig. 13, dicha grabadora audiovisual digital portátil comprende una UTI 10, un disco digital de audio o video HDD 1310, una unidad de control de CPU 1320, un módulo de cifrado/descifrado de cadena audiovisual para CSS (abonado de sistema celular) 1330 y una interfaz de usuario 1340, entre otros.
En esta materialización, la grabadora audiovisual digital portátil se usa como módulo de servicio externo y se conecta a uno de los lados del dispositivo (un receptor de DTV o un STB o un ordenador) mediante la UTI 10. Por ejemplo, cuando la grabadora audiovisual digital portátil está en modo de grabación, se conecta a al receptor de DTV mediante la UTI 10 y recibe cadenas de TS audiovisuales para que las almacene (incluido audio y video digitales en forma de MPEG-2, MPEG-4, MP3 y TS en otros formatos). Una vez cifradas por el módulo de cifrado/descifrado de cadena audiovisual para CSS 1330 (para evitar la piratería), son convertidas a formato de datos para interfaz IDE y almacenadas en el disco digital de audio o video 1310 en orden de programas y de tiempo. En cambio, cuando la grabadora audiovisual digital está en modo de reproducción, puede conectarse a un ordenador mediante la UTI 10. Cuando se vayan a reproducir las susodichas cadenas de TS audiovisuales, después de buscar la concordancia con la lista de programas y la secuencia de tiempo, los datos IDE descifrados por el módulo de cifrado/descifrado de cadena audiovisual para CSS 1330 es reconvertido a formato TS y las cadenas de datos de TS se transfieren al ordenador a través de la UTI 10 para que la unidad de procesamiento del ordenador las convierta a un formato aceptable para su reproducción. La unidad de control 1320 se usa para procesar la información de control entre ella misma y la parte lateral del aparato y el ordenador principal, por ejemplo la ubicación de programas, estadísticas de tiempo, índice, subtítulo y avance y retroceso lento/rápido. La unidad de control 1320 se conecta también a la interfaz de usuario 1340, que recibe información de instrucciones del usuario y ejecuta las operaciones correspondientes con arreglo a dichas instrucciones. La interfaz de usuario puede comprender diversos botones funcionales (por ejemplo, almacenar, reproducir, avance o retroceso lento/rápido, índice, alimentación, bloqueo y otros) y un sensor de control remoto por infrarrojo, diversos indicadores y otros.
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La tercera materialización
La Fig. 14 muestra un sistema de DTV EPG (Electronic Program Guide [Guía de Programa Electrónico]) basado en la UTI con arreglo a la materialización de la invención. Como se aprecia en la Fig. 14, la plataforma de procesamiento para el sistema de EPG comprende un receptor de DTV 1400 equipado con la UTI 10 y un módulo de procesamiento de servicio EPG 1450 con una interfaz compatible. En la Fig. 14, el receptor de DTV 1400 recibe datos MPEG TS que contienen información a través del sintonizador 1401 y a continuación envía dichos datos MPEG TS al módulo de procesamiento de servicio EPG 1450 a través de la UTI 10.
Una vez ha recibido la MPEG TS que contiene la EPG a través de la UTI 10, el módulo de procesamiento de servicio EPG 1450 lo envía a la unidad de extracción de información de EPG 1451 para que filtre secciones de datos MPEG PSI y DVB SI, o para que extraiga paquetes de MPEG TS para emisión de EPG con un PID específico. La unidad de extracción de información de EPG 1451 puede llevarse a la práctica con la lógica de procesamiento de recepción de TS o con software de CPU en el módulo. A continuación, la información de EPG extraída se guarda en una memoria intermedia específica 1452 y después se pone en marcha un software homólogo en la unidad de recogida de EPG 1454 para recuperar la carga útil de los paquetes como datos MPEG PSI y DVB SI o como emisión de EPG, por ejemplo HTMUXML, JAVA o textos en otros formatos. Por ultimo, la unidad de análisis de EPG 1453 efectúa un análisis de de software en los datos MPEG PSI y DVB SI data o en la emisión de EPG, por ejemplo HTMUXML, JAVA o textos en otros formatos recogidos por la unidad de recogida de EPG 1454, a fin de obtener la información sobre la lista de programas y la información sobre el programa de ese momento.
La información sobre la lista de programas se clasifica en información abstracta e información detallada. La información abstracta comprende el número de días para transferir información, el número y nombres de los canales de transferencia, el número de programas que hay que transferir, el identificador y el nombre del proveedor de programas, la información sobre la red de transferencia (identificador de red y nombre de red). La información detallada comprende el nombre del programa, una breve introducción al programa, como texto, imágenes fijas, videoclips o similares, el programa, las horas de inicio y de final del programa, el tema del programa, la clase del programa, la restricción de calificación del programa y los anuncios de imágenes o video difundidos a través de EPG. La información sobre el programa que se está viendo u oyendo en ese momento comprende la hora actual, el nombre del programa actual, el nombre de su canal, el tipo de programa, el programa siguiente y similares. En este punto se incluye en el índice la información guía sobre la clasificación de programas. La información de EPG se clasifica en información de visualización y datos de información sobre ejecución, ambos de los cuales se envían al receptor de DTV a través de la UTI 10 como información de control para ordenar al receptor de DTV que visualice la información de EPG y lleve a cabo las operaciones pertinentes.
Cuando se recibe nueva información de EPG o el receptor 1400 pide la información sobre datos requerida por el actual foco de entrada, el módulo de procesamiento de servicio EPG 1450 hace al receptor una petición de actualización de visualización y a continuación envía el contenido de la visualización y el formato de visualización como información de control al receptor de DTV 1400. Una vez ha recibido la información de control a través de la UTI, el receptor de DTV 1400 realiza operaciones y un procesamiento de datos en la unidad de procesamiento 1402. Dicha unidad de procesamiento 1402 comprende una sección de decodificado para decodificar audio y/o video, una sección de visualización de gráficos para visualizar elementos gráficos, una interfaz de usuario (HMI) para recibir instrucciones del usuario y una CPU para controlar las tres secciones mencionadas.
Con respecto a la información de control recibida por la unidad de procesamiento 1402, el contenido y formato de la visualización pueden clasificarse en tres niveles. El primer nivel comprende solamente el contendido, la ubicación, el tamaño, el color y otros más de la visualización. Sobre la base del primer nivel, el segundo nivel comprende además la definición de los elementos gráficos necesarios, como el botón, el cuadro de texto, el botón de control, el contenedor de componentes y otros más, cuya generación y visualización corren a cargo del componente de visualización de gráficos de la unidad de procesamiento 1402. El tercer nivel es la información de control para enviar el contenido y formato de la visualización como datos gráficos de una pantalla completa o una subárea al receptor de DTV, de modo que el receptor pueda visualizar generar elementos gráficos, lo que es especialmente conveniente para HTMUXML, JAVA o datos en otros formatos que hayan de ser analizados por el sistema para HTMUXML y JAVA en el módulo. En la parte lateral del receptor, la información de EPG se visualiza solapando la capa de fondo y la capa OSD (On-screen Display) de sus gráficos.
Una vez ha recibido una operación de usuario o unas instrucciones predeterminadas, el componente de interfaz de usuario de la unidad de procesamiento 1402 recupera la base de datos de la información de programa local. Si encuentra la información sobre datos de ejecución requerida por el actual foco de entrada, se introduce en la correspondiente transición de estado y pone en funcionamiento el software y el hardware; de lo contrario, pide al módulo que proporcione la información sobre datos de ejecución requerida por el actual foco de entrada, y luego lleva a cabo la correspondiente transición de estado, pone en funcionamiento el software y el hardware y actualiza la base de datos de la información de programa local.
Con el sistema distribuido de EPG que se muestra en la Fig. 14, el procesamiento de información se puede separar del receptor de DTV, lo cual simplifica las tareas de desarrollo para los receptores de DTV, facilita la producción masiva, hace posible diversificar e individualizar los servicios de emisión de información de EPG y permite la integración de EPG con otros servicios como el acceso condicional y los servicios de valor añadido.
La cuarta materialización
La Fig. 15 muestra un sistema de actualización de software de DTV basado en la UTI según la invención. La plataforma de procesamiento para el sistema comprende un receptor de DTV 1500 equipado con la UTI y una tarjeta de UTI 1550 dotada de función de descarga de software. Las principales características residen en el hecho de que el cargador de software está integrado en la tarjeta de UTI, que obtiene la información de versión del software que se ha de actualizar, analiza y extrae los datos de software en la TS y efectúa la actualización de software en sí misma y en el receptor de DTV.
Como se muestra en la Fig. 15, la tarjeta de UTI 1550 y el receptor de DTV 1500 almacenan su información de versión en sus respectivos FLASH. Cuando la tarjeta de UTI 1550 está conectada al receptor de DTV 1500, la tarjeta de UTI 1550 almacena la información de versión del receptor de DTV 1500 leída mediante la UTI y su propia información de versión en RAM 1552 de la tarjeta de UTI 1550.
A continuación, el receptor de DTV 1500 envía la TS cargada con el código de actualización de software recibido por el extremo delantero (unidad de RF) a la tarjeta de UTI 1550 a través de la UTI. La cadena de códigos para la actualización de software es encapsulada con protocolos de Cascada de Datos. La tarjeta de 1550 analiza la TS con arreglo a los protocolos de Carrusel de Datos, para hallar información sobre la autorización del proveedor de software y la versión de software. Para distinguir los diferentes tipos de software suministrados por los diferentes desarrolladores de software, se usa un OUI (Organization Unique Identifier) en el Carrusel de Datos para identificar a cada proveedor, en donde el byte selector del OUI se usa para distinguir diferentes productos suministrados por el mismo proveedor. La tarjeta de UTI 1550 busca su cadena de códigos de software adecuada con arreglo a este campo. La tarjeta de UTI 1550 compara la información de versión para el software actual almacenado en la RAM 1552 y la información de versión de software de la TS. Si se encuentra una nueva versión, el cargador 1551 descarga el software necesario. Aquí, para garantizar que el programa recibido es correcto, cada paquete de los datos de software tiene un campo CRC.
Una vez finalizada la recepción de datos, si se trata del programa de la tarjeta de UTI 1550, la tarjeta de UTI 1550 pone en marcha un quemador de FLASH y almacena el programa descargado en el FLASH de la tarjeta de UTI 1550. Si se trata del programa del receptor de DTV 1500, la UTI 1550 transfiere los datos de software de la RAM 1552 al receptor de DTV 1500. Una vez el receptor de DTV 1500 ha recibido los datos de software, el quemador de FLASH 1502 quema el programa de descarga en el FLASH y lo etiqueta como nuevo bajo el control de la CPU 1503. En la Fig. 15 puede apreciarse que el área de FLASH en el receptor de DTV consta de tres áreas. La primera es la configuración de fábrica, en la que se almacena el programa original, y que tiene las funciones básicas de actualización de software e inicio. Si el receptor de DTV tiene un problema grave, se puede efectuar la recuperación volviendo a la configuración de fábrica. La segunda área es la de programa nuevo, que se etiqueta como tal una vez que el programa descargado de la nueva versión ha sido quemado en el FLASH. La tercera área es la de programa viejo. Cuando se quema en el FLASH una nueva versión de programa, el área del programa original se etiqueta como vieja. Cada reinicio comienza a partir del área nueva; si falla, se inicia a partir del área del programa viejo y las áreas de programa nuevo y viejo se vuelven a etiquetar.
En esta materialización, el sistema de actualización de software de DTV suministra al receptor de DTV a través de la UTI una tarjeta de UTI con la que se puede actualizar el software online, actualización online que se lleva a cabo mediante la separación de la tarjeta del dispositivo, con lo que la actualización del software le resulta fácil y flexible al usuario.
La quinta materialización
La Fig. 16 representa una aplicación de sintonizador de DTV (con entrada de alta frecuencia) basada en la UTI de la invención. La plataforma de procesamiento puede comprender un módulo sintonizador 1600 equipado con la UTI y un receptor 1650 equipado con una UTI compatible (por ejemplo, un aparato de DTV, STB, PC, PDA, diversos dispositivos de visualización o almacenamiento dotados de función decodificadora de MPEG). Las señales de RF de la DTV, que están moduladas y codificadas en canales, se reciben y convierten en el módulo sintonizador de UTI 1600, se envían al receptor de DTV 1650 a través de la UTI 10 y luego se convierten en señales de TS en el módulo de sintonizador de UTI 1600 y se decodifican en señales de audio/video. La información de control para el canal de DTV, el programa, la desmodulación y decodificación de canal, por ejemplo, se convierte a datos USB en el receptor de DTV 1650 y se transfiere al módulo sintonizador de DTV de UTI 1600 a través de la UTI 10, para controlar el sintonizador y el demodulador y decodificador de canales.
Como se aprecia en la Fig. 16, el módulo sintonizador de la UTI comprende un sintonizador 1601, un demodulador y decodificador de canales 1602, una unidad de control de sintonizador 1603, una unidad de demultiplexado y filtrado de cadenas 1604 (opcional), una unidad de procesamiento de servicios 1605 (opcional), que puede comprender un cargador de CA o/y EPG o/y otras unidades de procesamiento de aplicaciones, un procesador de memoria intermedia 1606 y una UTI 10. Las señales de RF DTV, que están moduladas y codificadas por canales, son convertidas en el sintonizador 1601 a señales de IF (frecuencia intermedia) o de banda base y a continuación son convertidas a señales de TS por el demodulador y decodificador de canales 1602. Las señales de TS pueden transferirse al procesador de memoria intermedia 1606 a través del camino de datos 1 (o 1') o el camino de datos 2 o el camino de datos 3, mientras que el transporte de datos puede efectuarse mediante el receptor de DTV 1650 a través de la UTI 10. Las señales de TS pueden enviarse por el camino de datos 1 o por el camino de datos 1', una vez procesadas en la unidad de demultiplexado y filtrado de cadenas 1604, a la unidad de procesamiento de servicios 1605 para ser procesadas a TS (una o varias) de un programa simple o de varios programas según la selección que haga el usuario, y por último se envían al procesador de memoria intermedia 1606. Como alternativa, una vez procesadas en la unidad de demultiplexado y filtrado de cadenas 1604, la TS puede enviarse al procesador de memoria intermedia 1606 por el camino de datos 2. Otra alternativa es enviar las señales de TS directamente al procesador de memoria intermedia 1606 por un camino de datos recto 3. La UTI 10 empaqueta los datos de TS en estructura de datos USB (en modo sincrónico o masivo). La información de control para el sintonizador y el demodulador y decodificador de canales procedente del receptor de DTV 1650 se procesa en la UTI 10 del módulo sintonizador de UTI 1600, se extrae de la estructura de datos USB (en modo sincrónico, o masivo, o interrumpido) y se convierten a instrucciones de control que se enviarán a la unidad de control de sintonizador 1603. La unidad de control de sintonizador 1603 convierte las instrucciones de control en datos en formato I^{2}C y los envía al sintonizador 1601 y al demodulador y decodificador de canales 1602, donde la información de control que se va a transferir al demodulador y decodificador de canales 1602 puede transferirse bien directamente o bien a través del sintonizador 1601. Las cadenas empaquetadas de datos USB compuestos se comunican al receptor de DTV 1650 a través de la UTI 10.
El receptor de DTV 1650 comprende una UTI 10, una unidad de interfaz de información sobre control de canales 1651, una CPU 1656, una unidad de procesamiento de sincronización y memoria intermedia 1652, una unidad de procesamiento de cadenas de TS 1653, una unidad de decodificación de MPEG 1654 y una interfaz de usuario 1655. Las cadenas combinadas de datos USB pasan por la UTI 10 y se extrae la TS de las cadenas de datos USB en la UTI 10. La TS extraída se envía a la unidad de procesamiento de sincronización y amortiguación 1652 por el camino de datos 5 para amortiguar y sincronizar la TS y a continuación se envía a la unidad de decodificación de MPEG 1654 para buscar la fuente de decodificación, o bien la TS extraída se envía directamente a la unidad de decodificación de MPEG 1654 por el camino de datos 4. Dicho camino de datos 4 es recto. Por el camino de datos 5, la unidad de procesamiento de cadenas de TS 1653 (por ejemplo, una unidad de demultiplexado y una unidad de procesamiento de CA) efectúa la decodificación de CA o/y el correspondiente procesamiento de EPG o/y cargador o/y otras aplicaciones. La CPU 1656 envía la información sobre control de canales y sintonizador desde la interfaz de usuario 1655 a la unidad de interfaz de información sobre control de canales 1651, y a continuación la envía al módulo sintonizador de UTI 1600 a través de la UTI 10. La información sobre control de canales y sintonizador se procesa en el módulo sintonizador de UTI a fin de seleccionar un canal de RF compatible según las necesidades del usuario.
La invención permite la separación del sintonizador del receptor de DTV, de modo que los usuarios no tienen que comprar varias STBs para recibir señales de DTV de diferentes redes (terrestre, por satélite, por cable, inalámbricas y otras más) y los fabricantes no tienen que instalar varios sintonizadores incorporados. Para recibir programas de DTV, el usuario sólo necesita insertar un módulo sintonizador compatible. Además, se puede usar un módulo para conectarlo a diferentes receptores de DTV, o para conectarlo a ordenadores, PDAs, teléfonos móviles, memorias USB, pantallas USB, módulo que es fácil de usar y que contribuye a abaratar el coste. Esta solución también simplifica las aplicaciones, como por ejemplo la CA y la EPG, sin transporte bidireccional de TS entre el módulo de UTI y el receptor de DTV, con lo que puede reducirse el coste. Para programas de DTV de resolución estandarizada, es suficiente con el USB 1.1 para el receptor y el módulo y no es necesaria una interfaz USB 2.0 de alta velocidad.
Más arriba se han dado instrucciones detalladas sobre diversos dispositivos y módulos de servicio externo equipados con la UTI 10 de la invención. Pero el ámbito de aplicación de la UTI con arreglo a la invención no queda limitado a los mismos.
Además de la interfaz universal de transporte UTI 10 elaborada sobre la base de la especificación USB, la invención suministra también otra interfaz de transporte de datos 1700 autodefinida como MPEG TS, como se ve en la Fig. 17. En dicha ilustración puede apreciarse que la interfaz de transporte de datos MPEG TS 1700 comprende una unidad transceptora de TS 1710 para transmitir y recibir datos MPEG TS, y cuya estructura mecánica está en concordancia con la especificación de interfaz USB. Las características eléctricas de la unidad transceptora de TS se muestran en la Fig. 18. En dicha Fig. 18, la línea de fuente de alimentación y la línea de referencia son iguales que las de USB, pero se usan dos señales independientes de entrada_{DIN} y salida_{OUT} para transportar los datos. Esta unidad transceptora es más adecuada para el transporte bidireccional de MPEG TS. La interfaz de transporte 1700 usa protocolos de MPEG TS para el transporte. Cuando hay que transmitir datos de TS a través de la interfaz de transporte 1700, las señales de TS en paralelo se convierten a señales en serie (que no se muestran aquí) y a continuación se envían a través de la unidad transceptora de TS 1710. Por consiguiente, cuando la unidad transceptora de TS 1710 recibe datos de TS en serie, se realiza la conversión de señales en serie a señales en paralelo. Si los datos que se van a transmitir a través de la interfaz de transporte 1700 son una cadena de datos USB, la unidad empaquetadora 1730 empaqueta los paquetes USB que hay que transmitir como carga útil de la MPEG TS en los paquetes TS. En la Fig. 19 se muestra la estructura de datos. El PID de un paquete TS que contiene datos USB se refiere a la definición reservada de MPEG como identificador exclusivo de la misma. Así pues, la unidad detectora 1750 detecta el PID de los datos recibidos por la unidad transceptora de TS 1710. Si se encuentra un PID exclusivo que representa datos USB, la unidad de extracción de carga útil de TS 1740 extrae los datos USB.
La Fig. 20 muestra una interfaz de transporte 1800 con arreglo a la invención, la cual es compatible con las autodefinidas unidad transceptora que se muestra en la Fig. 18 y con la unidad transceptora de USB que se muestra en la Fig. 2. La interfaz de transporte 1800 comprende una unidad transceptora de UTI 1810 para recibir y enviar señales, cuya estructura mecánica es compatible con la especificación de USB, cuyas características eléctricas son compatibles con las de las autodefinidas unidad transceptora de TS y con la unidad transceptora de USB, así como una unidad de identificación de protocolo de interfaz 1820, acoplada a la unidad transceptora de UTI 1810, para identificar si la interfaz conectada es una interfaz USB o una interfaz autodefinida como de TS, una unidad de procesamiento de protocolo de datos USB 1830, para procesar datos USB, y una unidad de procesamiento de protocolo de MPEG TS 1840, para procesar datos MPEG TS.
En la interfaz de transporte 1800, la unidad de identificación de interfaz 1820 identifica qué clase de interfaz eléctrica usa el módulo de servicio externo. La operación de identificación puede llevarse a cabo con hardware o con software.
La unidad de identificación de interfaz 1820 puede usar tecnología mecánica para identificar el tipo de las características eléctricas de la interfaz, es decir, añadir un contacto o conmutar al receptáculo de la interfaz en la parte lateral del aparato, si hay total seguridad de que se puede insertar correctamente una clavija USB corriente sin tocar el contacto o el conmutador. Por consiguiente se le añade a la clavija un contacto compatible o una patilla que presione el conmutador, en el módulo de servicio externo, el cual va provisto de una interfaz autodefinida como de TS (esto es, la interfaz como se ve en la Fig. 18), para que no se pueda insertar la clavija en el receptáculo corriente de USB, sino que se pueda insertar sólo en la interfaz física del dispositivo con su tipo mixto. De esta forma, cuando se inserta un módulo externo con una interfaz autodefinida como de TS, poniendo o quitando el contacto o conmutador en la interfaz física del dispositivo se puede determinar si es un módulo de servicio externo para cadenas específicas de datos TS. Cuando se saca la clavija, regresa al estado de defecto, es decir, la interfaz eléctrica de USB, y viceversa.
Como alternativa, la unidad de identificación de interfaz puede identificar una interfaz eléctrica con método de identificación eléctrica, que consiste en efectuar la determinación mediante un protocolo de enlace, por ej., enviando señales de pregunta y recibiendo señales de respuesta. Cuando se pone por defecto la interfaz eléctrica, por ejemplo, si tiene éxito el protocolo de enlace, se trata de una interfaz eléctrica; de lo contrario, se trata de una interfaz eléctrica USB.
La identificación de una interfaz eléctrica puede efectuarse por interacción de usuario, es decir, introducir el tipo de interfaz para una interfaz eléctrica mediante entrada manual.
Cuando la unidad de identificación de interfaz 1820 de la interfaz de transporte 1800 determina que en ese momento hay conectada una interfaz USB, las cadenas de datos transmitidos son cadenas de datos USB, por lo que los datos recibidos o transmitidos serán procesados por la unidad de procesamiento de protocolo de datos USB 1830. Cuando la unidad de identificación de interfaz 1820 determine que en ese momento hay conectada una interfaz autodefinida como de TS, las cadenas de datos transmitidos o recibidos son cadenas de datos TS, por lo que los datos recibidos o transmitidos serán procesados por la unidad de procesamiento de protocolo de MPEG TS 1840.
Efectos ventajosos
De la descripción detallada de las materializaciones de la invención, con referencia a los dibujo adjuntos, puede verse que la UTI (Interfaz Universal de Transporte) para comunicación y transcripción de datos entre un dispositivo principal y un módulo de servicio externo, tal como se suministran en la presente invención, es una interfaz que se basa en la especificación USB y que puede transportar datos MPEG TS. A través de la UTI, un receptor de DTV puede enviar los datos codificados a un módulo de CA externo para que los decodifique y reciba los datos MPEG TS a través de la interfaz de transporte. Por consiguiente, la función CA puede separarse del receptor de DTV mediante esta UTI, para que los fabricantes de receptores de DTV y los fabricantes de dispositivos de CA puedan desarrollar sus respectivos productos independientemente. Mientras tanto, el usuario puede escoger entre diferentes operadores o entre diferentes servicios de valor añadido suministrados por el mismo proveedor cambiando un módulo de CA externo.
Además, puesto que la UTI se halla en concordancia con la especificación USB, puede transportar datos MPEG TS así como datos que se hallen en concordancia con la especificación USB, por lo que posee gran extensibilidad y por ende un campo de aplicación más amplio. Por añadidura, en comparación con la interfaz PCMCIA adoptada en la norma de la EU DVB-CI y la norma de E.E.U.U. HOST POD, su coste es menor y su interfaz es sencilla.
Los experimentados en la técnica entenderán que se pueden hacer diversas mejoras y modificaciones a la Interfaz Universal de Transporte (UTI) tal como se da a conocer en la presente invención, pero sin apartarse del principio fundamental de la misma, cuyo ámbito queda definido por las siguientes reivindicaciones adjuntas.

Claims (40)

1. Unidad transceptora (10) que comprende:
una unidad transceptora (110), configurada para que reciba y transmita datos;
una unidad detectora (121), configurada para que detecte los datos recibidos por la unidad transceptora, y
una unidad de conversión (122),
caracterizada porque
la unidad transceptora (110) está configurada para que reciba y transmita datos que estén en concordancia con USB, conocida como especificación de Bus Serial Universal,
la unidad de conversión comprende una unidad de conversión S/P, configurada para que convierta los datos asíncronos en serie recibidos que estén en concordancia con la especificación de USB a datos sincrónicos en paralelo que estén en concordancia con una especificación de MPEG, y
una unidad de conversión P/S, configurada para que convierta datos de transmisión sincrónicos en paralelo que estén en concordancia con la especificación de MPEG a datos de transmisión sincrónicos que estén en concordancia con la especificación de MPEG a datos asíncronos en serie que estén en concordancia con la especificación de USB;
en donde los datos que estén en concordancia con la especificación de USB incluyen un múltiplo de paquetes que estén en concordancia con la especificación de MPEG,
la unidad de detección que está configurada para que determine si hay que aplicar la conversión de la unidad de conversión a los datos recibidos a datos que estén en concordancia con la especificación de MPEG
la unidad de conversión (122) está configurada para que convierta los datos recibidos a los datos que estén en concordancia con la especificación de MPEG cuando determine que los datos recibidos deberían convertirse a datos que estén en concordancia con la especificación de MPEG, y para convertir los datos de transmisión que estén de acuerdo con la especificación de MPEG a datos que estén en concordancia con la especificación de USB para transmitirlos a través de la unidad transceptora.
2. La interfaz de la reivindicación 1, en donde la unidad de conversión comprende además:
una unidad de desempaquetado (123), configurada para que desempaquete los datos recibidos en datos que estén en concordancia con la especificación de MPEG.
3. La interfaz de la reivindicaciones 1 ó 2, en donde la unidad de conversión comprende:
una unidad de empaquetado (124), configurada para que empaquete los datos de transmisión en datos que estén en concordancia con la especificación de USB.
4. La interfaz de la reivindicación 1, en donde cualquiera de los datos que están en concordancia con la especificación de USB y de los datos que están en concordancia con la especificación de MPEG comprende al menos uno de los datos de servicio e información de control, información de control que se usa para controlar el funcionamiento de un dispositivo equipado con la interfaz.
5. La interfaz de la reivindicación 4, en donde los datos de servicio comprenden al menos uno de los datos de audio y los datos de video.
6. La interfaz de la reivindicación 4, en donde la información de control comprende al menos una de las siguientes informaciones: la información para efectuar la función de PnP, la información sobre ubicación de recursos y la información sobre la velocidad de transmisión que hay que usar.
7. La interfaz de la reivindicación 6, en donde la información de control puede transmitirse en un modo de transferencia de datos de transferencia de datos masiva o de transferencia de datos interrumpida en la especificación de USB.
8. Un dispositivo de procesamiento de señal digital, que comprende
una interfaz (10) de una de las reivindicaciones 1 a 7; y una unidad de procesamiento, configurada para que realice cualquier operación de reproducción, descifrado y almacenamiento de las señales recibidas a través de la interfaz.
9. El dispositivo de procesamiento de señal digital de la reivindicación 8, que comprende además:
Una unidad de extracción y análisis de información de EPG (1451,1453), configurada para que extraiga y analice la información de EPG proporcionada por las señales recibidas a través de la interfaz;
en donde la interfaz transmite la información de EPG analizada.
10. El dispositivo de procesamiento de señal digital de la reivindicación 8, que comprende además:
una unidad de descarga de software (1550), configurada para que extraiga datos de software proporcionados por las señales recibidas a través de la interfaz.
11. El dispositivo de procesamiento de señal digital de la reivindicación 8, que comprende además:
una unidad de procesamiento de RF, configurada para que demodule las señales de RF recibidas por el dispositivo de procesamiento de señal digital, para transmitir las señales demoduladas a través de la interfaz.
12. El dispositivo de procesamiento de señal digital de la reivindicación 8 u 11, en donde la unidad de procesamiento comprende:
una unidad de reproducción, configurada para que reproduzca las señales recibidas a través de la interfaz.
13. El dispositivo de procesamiento de señal digital de la reivindicación 12, que comprende además:
una unidad de decodificación de audio (440, 1654), configurada para que decodifique las señales de audio recibidas a través de la interfaz, y para que suministre las señales de audio decodificadas a la unidad de reproducción para que ésta las reproduzca.
14. El dispositivo de procesamiento de señal digital de la reivindicación 13, que comprende además:
una unidad de decodificación de video (440,1654), configurada para que decodifique las señales de video recibidas a través de la interfaz y para que suministre las señales de audio decodificadas a la unidad de reproducción para que ésta las reproduzca.
15. El dispositivo de procesamiento de señal digital de una de las reivindicaciones 12, 13 o 14, que es un aparato receptor de TV digital.
16. El dispositivo de procesamiento de señal digital de la reivindicación 15, que comprende además
una unidad de control (450), configurada para que extraiga unas instrucciones de control de las señales recibidas a través de la interfaz;
en donde la unidad de reproducción reproduce las señales recibidas a través de la interfaz con arreglo a las instrucciones de control.
17. El dispositivo de procesamiento de señal digital de la reivindicación 15, que comprende además
una unidad de control (450), configurada para que extraiga unas instrucciones de control de las señales recibidas a través de la interfaz;
en donde la unidad de procesamiento de RF está configurada además para que transmita las instrucciones de control.
18. El dispositivo de procesamiento de señal digital de la reivindicación 16, en donde las instrucciones de control comprenden además la EPG conocida como información de Guía de Programa Electrónico.
19. El dispositivo de procesamiento de señal digital de la reivindicación 18, que comprende además:
una unidad de visualización de gráficos, configurada para que visualice la información de EPG con arreglo a las instrucciones de control.
20. El dispositivo de procesamiento de señal digital de la reivindicación 15, que comprende además:
una unidad de actualización de software (1502,1503), configurada para que almacene datos de software recibidos a través de la interfaz y para que almacene el software que se esta usando en ese momento en el aparato mediante los datos de software almacenados.
\newpage
21. El dispositivo de procesamiento de señal digital de la reivindicación 15, que comprende además:
una unidad de generación de información sobre control de canales y sintonizador 1651configurada para que genere información sobre control de canales y sintonizador para que elija un canal de RF compatible con arreglo a las necesidades del usuario;
la información sobre control de canales y sintonizador se transmite a través de la interfaz.
22. El dispositivo de procesamiento de señal digital de la reivindicación 8 u 11, en donde la unidad de procesamiento comprende:
una unidad de adquisición (550); una unidad de adquisición 550, configurada para que obtenga una clave de usuario;
una unidad de filtrado (530), configurada para que filtre las señales recibidas a través de la interfaz, para obtener información de autorización para un usuario;
una unidad de descifrado (540), configurada para que efectúe el descifrado en la información de autorización con arreglo a la clave de usuario, para obtener una clave de decodificación, y
una unidad de decodificación (570), configurada para que decodifique las señales recibidas a través de la interfaz con arreglo a la clave de decodificación.
23. El dispositivo de procesamiento de señal digital de la reivindicación 22, que comprende además:
un módulo de interfaz de comunicación (1110), configurado para que reciba y transmita datos con arreglo a un determinado protocolo de transporte.
24. El dispositivo de procesamiento de señal digital de la reivindicación 23, en donde el determinado protocolo de transporte comprende uno de los siguientes: protocolo de transporte de Ethernet, protocolo de transporte de Módem por Cable, protocolo de transporte de Tarjeta Inteligente o protocolo inalámbrico.
25. El dispositivo de procesamiento de señal digital de la reivindicación 24, que comprende además:
una unidad de acceso, configurada para que acceda a los datos recibidos a través del módulo de interfaz de comunicación.
26. El dispositivo de procesamiento de señal digital de la reivindicación 25, en donde la unidad de decodificación (1130) transmite las señales decodificadas a través de la interfaz.
27. El dispositivo de procesamiento de la señal digital de la reivindicación 26, que es un dispositivo de Acceso Condicional.
28. El dispositivo de procesamiento de señal digital de la reivindicación 23 ó 27, que comprende además:
una unidad de control (580), configurada para que genere información de control según las necesidades del usuario;
en donde la información de control puede transmitirse bien a través de la interfaz o bien a través del módulo de interfaz de comunicación.
29. El dispositivo de procesamiento de señal digital de la reivindicación 27, que comprende además:
una unidad de control (1010), configurada para que genere información de control según las necesidades del usuario;
en donde la unidad de procesamiento de RF está configurada también para que transmita la información de control.
30. El dispositivo de procesamiento de señal digital de la reivindicación 24, en donde el módulo de interfaz de comunicación está configurado también para que transmita las señales decodificadas.
31. El dispositivo de procesamiento de señal digital de la reivindicación 23, que comprende además:
una unidad de almacenamiento (1310), configurada para que almacene señales recibidas bien a través de la interfaz o bien a través del módulo de interfaz de comunicación.
\newpage
32. El dispositivo de procesamiento de señal digital de la reivindicación 10, que comprende además:
una unidad de actualización de software (1551), configurada para que actualice el software actual mediante los datos de software extraídos.
33. El dispositivo de procesamiento de señal digital de la reivindicación 10, en donde los datos de software se transmiten a través de la interfaz.
34. El dispositivo de procesamiento de señal digital de la reivindicación 11 ó 18, que comprende además:
una unidad de control de sintonizador (1603) configurada para que controle la unidad de procesamiento de RF con arreglo a la información de control recibida a través de la interfaz, para recibir señales por un canal compatible.
35. Un método de transferencia de datos, que comprende los pasos de:
a.
recibir y transmitir datos;
b.
detectar los datos recibidos, y
c.
convertir los datos recibidos a datos que estén en concordancia con la especificación de MPEG;
caracterizado porque los datos recibidos y transmitidos están en concordancia con USB, conocido como especificación de BUS Serial Universal, comprendiendo el paso c. el paso de convertir los datos asíncronos en serie recibidos que están en concordancia con la especificación de USB a datos sincrónicos en paralelo que estén en concordancia con la especificación de MPEG, comprendiendo el paso de detectar la detección de los datos recibidos para determinar si hay que aplicar dicha conversión de datos asíncronos en serie a datos sincrónicos en paralelo que estén en concordancia con la especificación de MPEG,
comprendiendo además dicho método los pasos de:
d.
convertir los datos de transmisión que están en consonancia con la especificación de MPEG a datos que estén en consonancia con la especificación de USB, y
e.
transmitir los datos convertidos que estén en concordancia con la especificación de USB, y
en donde el paso d. comprende además el paso de:
convertir datos de transporte sincrónicos en paralelo que están de acuerdo con la especificación de MPEG a datos asíncronos en serie que estén en concordancia con la especificación de USB;
en donde los datos que están en concordancia con la especificación de USB incluyen un múltiplo entero de paquetes que están en concordancia con la especificación de MPEG.
36. El método de transferencia de datos de la reivindicación 35, en donde el paso d. comprende además el paso de:
empaquetar los datos de transmisión en datos que estén en concordancia con la especificación de USB.
37. El método de transferencia de datos de la reivindicación 35, en donde cualquiera de los datos que estén en concordancia con la especificación de USB y de los datos que estén en concordancia con la especificación de USB comprende al menos o los datos de servicio o bien la información de control, información de control que se usa para controlar el funcionamiento de un dispositivo equipado con la interfaz.
38. El método de transferencia de datos de la reivindicación 37, en donde los datos de servicio 5 comprenden al menos o los datos de audio o bien los datos de video.
39. El método de transferencia de datos de la reivindicación 38, en donde la información de control comprende al menos o información para realizar la función de PnP, o bien información sobre ubicación de recursos o bien información sobre la velocidad de transmisión 10 que hay que usar.
40. El método de transferencia de datos de la reivindicación 39, en donde la información de control puede trasmitirse en modo de transferencia de datos de transferencia masiva de datos o de transferencia de datos interrumpida en la especificación de USB.
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