SE514279C2 - MPEG-2-avkodare för användning i ett paketdatatransmissionssystem - Google Patents

Description

30 35 514 279 (PC) som utför tvávägskommunikation med ett ATM- anpassningsskikt (AAL). Ljud- och bildsignalerna kodas enligt MPEG-2, och de kodade signalerna påföres AAL:en via ett paketbaserat parallellgränssnitt. En MPEG-2-avkodare ansluts till AAL:en och inkluderar en demultiplexor som utför, bland annat, âterskapande av systemtidklockan STC) datasignaler. Dessa signaler pàföres antingen en separat (System Time Clock, och audio-, video- och monitor, till exempel en HDTV (Högupplösnings-TV; High Definition Television)/multikanal-TV, eller en arbetsstation, dvs den avkodade videosignalen visas antingen på en separat monitor, eller i fönstersystemet på en arbetsstation med hjälp av ett bildskärmskort (video display board).

ISO/IEC IS 13818, som specificerar systemskiktet i MPEG- 2 , och synkronisering för ett, eller flera, audiovisuella definierar, bland annat, paketering, multiplexering "program". MPEG-2 definierar två olika sätt att multiplexera, á ena sidan med avseende pà transportflödet, och å den andra med avseende på programflödet. Den första av dessa är den som normalt används.

För varje transportflöde finns ett, eller flera, audiovisuella program, och dessa program identifieras med tabeller, dvs Program Specific Information(PSI)-tabeller, i transportflödet. Dessa tabeller innehåller information beträffande associationer mellan olika kanaler, till exempel vilka videokanaler och vilka audiokanaler som hör samman .

Ett mål med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en flexibel och enkel implementering för att tolka PSI-tabellerna och avmodulera en mångfald av program i ett, eller flera, transportflöden. Sålunda gör användning av den föreliggande uppfinningen det möjligt att 20 25 30 _ 35__ 514 279 demultiplexera en mångfald av transportflöden samtidigt.

Den föreliggande uppfinningen tillhandahåller en arkitektur för implementering av systemskiktsdemultiplexering i MPEG- 2-avkodare.

Enligt en första aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahàlles en MPEG-2-avkodare för användning i ett paketdatatransmissionssystem, inkluderande en demultiplexeringsenhet för generering av audio-, visuella- och datasignaler för applicering pà en presentationsenhet (display unit), kännetecknad av att nämnda avkodare inkluderar en första programmerbar grindkrets (Field Program Gate Array) anpassad att hämta elementuppbyggt flödes(Program Elementary Stream, PES)- information från ett datapakettransportflöde, och att läsa in tabeller med programspecifik information (Program Specific Information, PSI) från nämnda flöde, ett tvàportsminne för att däri lagra information som hämtas frán nämnda PSI-tabeller, och nämnda PES-information; en andra programmerbar grindkrets för att hämta PES- information fràn nämnda tvâportsminne genom att därpå applicera en signal som har ett unikt värde som anger den erforderliga PES-informationen; en PES-demultiplexor anpassad att ta ut värden för presentationstidstämpel (Presentation Time Stamp; PTS) och avkodningstidstämpel (Decoding Time Stamp, DTS) från den hämtade PES- informationen och att generera nämnda audio-, visuella- och datasignaler, där nämnda PTS/DTS-värden används i presentationen av ljud och bilder vid rätt tidpunkt i nämnda presentationsenhet; och en systemstyrenhet för hantering av demultiplexering och kommunikation mellan nämnda MPEG-2-avkodare och nämnda presentationsenhet.

Enligt en andra aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahàlles en MPEG-2-avkodararkitektur för implementering av systemskiktsdemultiplexering i MPEG- 20 25 30 514 S279 2, kännetecknad av att ett transportdataflöde som innehäller audiovisuell information och åtminstone tvä tidsstämplar, demultiplexeras för att därifrån hämta elementuppbyggd programflödes(PES)-information, och att läsa in PSI-tabeller från nämnda transportflöde, av att information hämtad från nämnda PSI-tabeller, och nämnda PES-information, lagras i ett tváportsminne; av att PES- information hämtas frän nämnda tväportsminne genom att därtill applicera en signal som har ett unikt värde som anger den erforderliga PES-informationen; av att den hämtade PBS-informationen demultiplexeras för att ta ut värden pà presentationstidstämpel (PTS) och avkodningstidstämpel (DTS) för att använda i presentationen av ljud och bilder i rätt tidsmoment i en presentationsenhet, och att generera nämnda audio-, visuella- och datasignaler; och av att hanteringen av styrningen av nämnda demultiplexering, och kommunikation mellan nämnda MPEG-2-avkodare och nämnda presentationsenhet verkställes av en systemstyrenhet (System Controller).

Systemhanteraren kan inkludera en digital signalprocessor och tvàportsminnet kan vara ett tvåports direktminne (Random Access Memory, RAM).

Presentationsenheten kan vara antingen en högupplösnings-TV/multikanal-TV, eller tillhandahållas genom ett fönstersystem pà en arbetsstation, i vilket fall nämnda fönstersystem kommer att inkludera ett bildskärmskort.

Enligt en tredje aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahållas, i en MPEG-2-avkodare för användning i ett paketdatatransmissionssystem, inkluderande en demultiplexeringsenhet för generering av audio-, _visuella- och datasignaler för applicering pá en presentationsenhet (display unit), en metod för 20 30 514 279 implementering för systemskiktsdemultiplexering i MPEG-2, kännetecknad av att nämnda metod inkluderar stegen att demultiplexera ett datapakettransportflöde för att därifrån hämta programelementuppbyggd flödes(PES)-information, och att erhålla information från programspecifika informations(PSI)-tabeller beträffande det antal program nämnda transportflöde innehåller och vilka elementuppbyggda flöden varje program innehåller; lagra informationen som hämtas från nämnda PSI-tabeller och den hämtade PES- informationen; àterskapa lagrad PES-information med användning av en signal som har ett unikt värde som anger den PES-information som skall àterskapas; demultiplexera den áterskapade PES-informationen för att ta ut värden för presentationstidstämpel (PTS) och avkodningstidstämpel (DTS) och att generera nämnda audio-, visuella- och datasignaler; använda nämnda PTS/DTS-värden i presentationen av ljud och bilder i rätt tidsmoment pà nämnda presentationsenhet; och hantera styrning av nämnda demultiplexering och kommunikation mellan nämnda MPEG-2- avkodare och nämnda presentationsenhet. Nämnda hantering och styrning verkställes företrädesvis med digital signalbehandling (digital signal processing).

Nämnda videosignaler kan antingen visas pà en högupplösnings-TV/multikanals-TV, eller i fönstersystemet pà en arbetsstation, i vilket fall fönstersystemet inkluderar ett bildskärmskort (videon display card).

Datapakettransportflödet kan vara ett ATM-dataflöde.

Enligt en fjärde aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahálles ett datapakettransmissions- system, till exempel ett ATM-baserat system för audiovisuell kommunikation, eller distribution, kännetecknat av atthnämnda system inkluderar en MPEG-2- 20 25 30 35 514 279 avkodare så som skisserats i föregående stycken, eller använder en metod enligt kraven i föregående stycken.

Föregående och andra särdrag för den föreliggande uppfinningen kommer att förstås bättre genom den följande beskrivningen med hänvisning till de medföljande figurerna, i vilka: Figur 1 visar PSI (Program Specific Information)~tabeller; och Figur 2 visar, i form av ett blockschema, en arkitektur för implementering av system- skiktsdemultiplexering i MPEG-2-avkodare.

Den föreliggande uppfinningen avser en MPEG-2-avkodare och, mera speciellt, en arkitektur för implementering av systemskiktsdemultiplexering i en MPEG-2-avkodare. Denna arkitektur, som illustreras schematiskt i form av ett blockschema i Figur 2 av de bifogade figurerna, inkluderar en programmerbar grindkrets, FPGA l, som har två utgångar, vilka var och en är ansluten till en separat ingång på ett tvåportsminne (Dual Port Memory), till exempel ett tvåports direktminne (Random Access Memory, RAM).

En utgång på minnet är ansluten till en ingång på en programmerbar grindkrets, FPGA 2, och en utgång på FPGA 2:n är ansluten till en annan ingång i minnet. I praktiken styrs de uppgifter som utförs av FPGA 1, FPGA 2 och minnet av en systemhanterare (System Controller), ej visad, som inkluderar en digital signalprocessor, DSP (Digital Signal Processor, DSP). DSP:n är anpassad att hantera och styra hämtande av audiovisuell information från minnet för applicering på video- och audioavkodare, där den avkodade videoinformationen visas antingen på en separat monitor, till exempel en högupplösnings-TV(HDTV)/multimedia-TV, 15 20 25 30 514 279 eller i fönstersystemet på en arbetsstation, till exempel en persondator (PC), med hjälp av ett bildskärmskort.

Programgrindkretsarna, FPGA 1 och 2, definierar de kretsar i vilka information i transportflödet, dvs audiovisuell information, och åtminstone två typer av .tidstämplar, nämligen programklockreferens (PCR) och presentationstidstämpel (PTS) avkodas. Sålunda anpassas FPGA 1 att hämta information från transportflödet och, speciellt, PSI-tabeller, information om programelementuppbyggt flöde (PES) och PCR-värden. I praktiken förses FPGA 1 med en lokal PCR-räknare som stegas med hjälp av den àterskapade PCR:en, dvs en 27 Mz systemtidklocka.

En uppgift för FPGA l är därför att läsa in PSI- tabellerna (PAT-tabeller och PMT-tabeller), som visas i Figur l av de bifogade figurerna, från ett datapaketflöde, till exempel ett ATM-dataflöde. PAT ger information om hur många program detta transportflöde innehåller, och PMT ger information om vilka elementuppbyggda flöden (ES) varje program innehåller. Denna information skrivs in i tváportsminnet, enligt tabellen i Figur l. Dessutom hämtar FPGA 1 information om programelementuppbyggda flöden (PES) från transportflödet och denna information skrivs också in i tvàportsminnet. Adressen till minnet består av ett PID- (ES) värde (varje elementuppbyggt flöde har sitt unika adress-PID-värde).

Det framgår av Figur 2 av de bifogade figurerna att FPGA 2 vänder sig till tvàportsminnet genom att applicera ett PID-värde därtill. Detta får PES information att överföras från tvàportsminnet till FPGA 2 för efterföljande användning, under styrning av DSP:n (Digital Signal Processor), för presentationen av bilder/ljud. Denna process tillhandahåller hjälpmedlet för en kund/abonnent, 20 25 30 514, 279 att accessa den video-, audio- och datainformation som finns lagrad av minnet, dvs genom applicering, till tvàportsminnet, av en signal som har ett unikt värde som anger den PES-information som skall àterskapas.

I praktiken kommer den PES-information som överförs till FPGA 2 att föras till en PES-demultiplexor som kommer att ta ut värdena för PTS (presentationstidstämpeln) och DTS (avkodningstidstämpeln) fràn varje elementuppbyggt flöde. PTS/DTS-värdena, för att presentera bilderna/ljuden i rätt tidsmoment, som används i video-/audioavkodaren kommer dä att skrivas in i ett minne och därefter användas i presentationen av bilderna/ljuden, DSP:n. (PCR) återskapa programmets tidsbas, och den àterskapade 27 MHz under styrningen av Programklockreferensen erfordras för att systemtidklockan utgör den referens med vilken PTS:en jämförs för att bestämma när en viss bild skall läsas från videobufferten, avkodas och presenteras.

Video-, demultiplexorn kan, som skisserats ovan, audio- och datasignalerna vid utgången på PES- páläggas antingen en separat monitor, eller en PC (arbetsstation) för presentation för kunden/abonnenten.

Det framgår av det föregående att den föreliggande uppfinningen tillhandahåller en flexibel och enkel implementering för tolkningen av PSI-tabellerna och avmoduleringen av en mångfald av program i en, eller flera, transportflöden.

Dessutom kommer det att vara direkt uppenbart för personer med kunskaper inom området att den föreliggande uppfinningen gör det möjligt att demultiplexera en mångfald av transportflöden samtidigt.

Claims (11)

20 25 30 514 (279 PATENTKRAV

1. l. En MPEG-2-avkodare för användning i ett paketdatatransmissionssystem, inkluderande en demultiplexeringsenhet för generering av audio-, visuella - och datasignaler för applicering pä en presentationsenhet, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda avkodare inkluderar en första programgrindkrets (Field Program Gate Array) anpassad att hämta programelementuppbyggd flödes (PBS)- information frán ett datapakettransportflöde, och att läsa in programspecifika informations (PSI)-tabeller fràn nämnda transportflöde; ett tváportsminne för att däri lagra information som hämtas fràn nämnda PSI-tabeller, och nämnda PES-information; en andra programgrindkrets för att hämta PBS-information fràn nämnda tvàportsminne genom att därpá applicera en signal som har ett unikt värde som anger den erforderliga PES-informationen; en PES-demultiplexor anpassad att ta ut värden för presentationstidstämpel (PTS) och avkodningstidstämpel (DTS) fràn den hämtade PES- informationen och att generera nämnda audio-, visuella- och datasignaler, där nämnda PTS/DTS-värden används i presentationen av ljud och bilder vid rätt tidpunkt i nämnda presentationsenhet, och en systemhanterare (System Controller) för hantering (managing) av styrning av demultiplexering och kommunikation mellan nämnda MPEG-2- avkodare och nämnda presentationsenhet.

2. En MPEG-2-avkodararkitektur för implementering av systemskiktsdemultiplexering i MPEG-2, k ä n n e t e c k n a d av att ett transportdataflöde som innehåller audiovisuell information och ätminstone tva tidstämplar, demultiplexeras för att därifràn hämta programelementuppbyggd flödes (PS)-information, och att läsa in PSI-tabeller fràn nämnda transportflöde, av att information som hämtas fran nämnda PSI-tabeller, och nämnda PES-information, lagras i ett tvàportsminne; av att PES- 30 514 279 10 information hämtas fràn nämnda tvàportsminne genom att därpà applicera en signal som har ett unikt värde som anger den erforderliga PES-informationen, av att den hämtade PES- informationen demultiplexeras för att ta fram värdena för presentationstidstämpel (PTS) och avkodningstidstämpel (DTS) för användning i presentationen av ljud och bilder vid rätt tidpunkt i en presentationsenhet, och av att generera nämnda audio-, visuella- och datasignaler, och av att hantering av styrningen av nämnda demultiplexering, och kommunikation mellan nämnda MPEG-2-avkodare och nämnda presentationsenhet verkställes av en systemhanterare (System Controller).

3. En MPEG-2-avkodare enligt patentkrav l, eller patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda systemhanterare inkluderar en digital signalprocessor.

4. En MPEG-2-avkodare enligt nägot av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda tváportsminne är ett tvàports direktminne (RAM).

5. En MPEG-2-avkodare enligt nagot av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda presentationsenhet är en högupplösnings-TV/multikanals-TV_

6. En MPEG-2-avkodare enligt nágot av patentkraven l till 4, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda presentationsenhet tillhandahàlles genom ett fönstersystem pä en arbetsstation, där nämnda fönstersystem inkluderar ett bildskärmskort (video display card).

7. I en MPEG-2-avkodare för användning i ett paketdatatransmissionssystem som inkluderar en demultiplexeringsenhet för generering av audio-, visuella - och datasignaler för applicering pä en presentationsenhet, en metod för implementering av systemskiktsdemultiplexering 20 m rm' ' L 'l ~ ' få C« rf < ~ ff f f _; < 1 \ < ff f < tt i ..< _ f fi m: '__ pg., , (t, f , ' ' '- ~ (L l x t' 1 ( 4 « L - < f .». w w f. f \ . . << ll i MPEG-2, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda metod inkluderar stegen att demultiplexera ett datapakettransportflöde för att därifràn hämta programelementuppbyggd flödes (PES)-information och att erhàlla information fràn programspecifika informations(PSI)-tabeller beträffande det antal program nämnda transportflöde inneháller och vilka elementuppbyggda flöden varje program innehåller, lagra informationen som hämtas fràn nämnda PSI-tabeller och den hämtade PES- informationen, àterskapa lagrad PES-information med användning av en signal som har ett unikt värde som anger den PES-information som skall àterskapas, demultiplexera den áterskapade PES-informationen för att ta ut värdena för presentationstidstämpel (PTS) och avkodningstidstämpel (DTS) och att generera nämnda audio-, visuella- och datasignaler, använda nämnda PTS/DTS-värden i presentationen av ljud och bilder vid rätt tidpunkt pá nämnda presentationsenhet, och hantera styrning av nämnda demultiplexering och kommunikation mellan nämnda MPEG-2- avkodare och nämnda presentationsenhet.

8. En metod enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda hantering och styrning verkställes genom digital signalbehandling (digital signal processing).

9. En metod enligt patentkrav 7, eller patentkrav 8, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda videosignaler visas pà en högupplösnings-TV/multikanals-TV.

10. En metod enligt patentkrav 7, eller patentkrav 8, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda videosignaler visas i fönstersystemet pà en arbetsstation, där nämnda fönstersystem inkluderar ett bildskärmskort.

11. ll. En metod enligt nagot av patentkrav 7 till 10, 514 279 12 k ä n n e t e c k n a d av att nämnda datapakettransportflöde är ett ATM-dataflöde.