專利名稱：代表多個(gè)子信號(hào)的數(shù)據(jù)的分組傳輸流編碼器的操作方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳輸流編碼器的操作方法，所述編碼器產(chǎn)生攜帶代表多個(gè)子信號(hào)的數(shù)據(jù)的分組流。更具體地說，本發(fā)明涉及一種方法，該方法提供把子信號(hào)分配到分組時(shí)隙方面的靈活性，并且，把插入分組流中的空分組的數(shù)目減至最小。
在目前的高分辨率電視(HDTV)和衛(wèi)星廣播系統(tǒng)中，節(jié)目包含代表運(yùn)動(dòng)圖象的視頻信號(hào)、一種或多種伴音信號(hào)(在立體聲或多語種能力情況下)以及一種或多種數(shù)據(jù)信號(hào)(在密字幕、和/或交互計(jì)算機(jī)程序代碼和/或數(shù)據(jù)的情況下)的組合。作為一種具體例子，由美國Grand Alliance國際財(cái)團(tuán)提出的系統(tǒng)提供包含視頻信號(hào)分量、兩個(gè)伴音信號(hào)分量和四個(gè)輔助的數(shù)據(jù)信號(hào)分量的節(jié)目。形成順序分組的數(shù)據(jù)流，每個(gè)分組包含來自所述子信號(hào)之一的數(shù)據(jù)。用這種方法，在傳輸鏈路上廣播的單一分組流中對(duì)所述七種子信號(hào)實(shí)行時(shí)隙復(fù)用。
遠(yuǎn)程站接收并處理包含在所述分組流中的數(shù)據(jù)，以便重現(xiàn)所述七種子信號(hào)。在顯示屏上顯示由所述視頻信號(hào)分量描述的圖象，并且，由揚(yáng)聲器再現(xiàn)所述伴音信號(hào)分量描述的聲音。在遠(yuǎn)程站用適當(dāng)?shù)碾娐废到y(tǒng)處理所述輔助的數(shù)據(jù)子信號(hào)，并作為想要的信號(hào)。例如，如果所述輔助數(shù)據(jù)子信號(hào)之一代表密字幕言息，那么，就產(chǎn)生一種顯示密字幕圖象的視頻信號(hào)，并且，把這種視頻信號(hào)與代表視頻信號(hào)分量的圖象信號(hào)組合起來。在顯示屏上顯示由這種組合的圖象信號(hào)所描述的圖象。
用于組合所述七種子信號(hào)的裝置稱為傳輸流編碼器。由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織，ISO/IEC JTCI/SC29/WG11，Coding of Moving Pictures andAssociated Audio于1993年9月發(fā)表的題為“MPEG-2系統(tǒng)工作草案”的工作草案(ISO/IEC/JTCI/SC29/NO531)給出了傳輸流編碼器的方框圖。該方框圖包含先進(jìn)先出(FIFO)輸入緩沖器以及用于暫時(shí)存儲(chǔ)代表七種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)分量的數(shù)據(jù)并產(chǎn)生代表所選擇的所述七種信號(hào)分量之一的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)選擇器。這數(shù)據(jù)送至分組器。一種調(diào)度程序選擇在下一個(gè)分組時(shí)隙中將或者采用優(yōu)先權(quán)模式或者采用固定時(shí)隙模式攜帶所述信號(hào)分量中的哪一種；下面將更詳細(xì)地描述優(yōu)先權(quán)模式和固定時(shí)隙模式。為了形成包含來自所選擇的信號(hào)分量的數(shù)據(jù)的分組，所述調(diào)度程序支配所述數(shù)據(jù)選擇器以便把與所選擇的信號(hào)分量有關(guān)的所述輸入的FIFO緩沖器的輸出端連接到分組器，并且，支配所述輸入的FIFO緩沖器以便產(chǎn)生將攜帶在所述分組中的數(shù)據(jù)。在所述傳輸鏈路中傳輸所述最后產(chǎn)生的分組。
在熟知的優(yōu)先權(quán)模式中，保存著從最高優(yōu)先權(quán)子信號(hào)到最低優(yōu)先權(quán)子信號(hào)按次序排列的子信號(hào)表。每當(dāng)制備分組時(shí)，就從最高優(yōu)先權(quán)子信號(hào)到最低優(yōu)先權(quán)子信號(hào)按次序試驗(yàn)所述各子信號(hào)的各個(gè)FIFO。被試驗(yàn)的含有足以形成分組的數(shù)據(jù)的第一個(gè)FIFO被選擇來形成下一個(gè)分組。如果沒有一個(gè)FIFO含有足夠的數(shù)據(jù)，那么，插入空分組。這是用于上述由Grand Alliance國際財(cái)團(tuán)舉例說明的系統(tǒng)中的模式。
所述優(yōu)先權(quán)模式有這樣的問題它要求把較高的優(yōu)先權(quán)賦于低數(shù)據(jù)速率的子信號(hào)而把較低的優(yōu)先權(quán)賦于高數(shù)據(jù)速率的子信號(hào)。這是因?yàn)榕c較低數(shù)據(jù)速率的信號(hào)分量相比較，較高數(shù)據(jù)速率的信號(hào)分量(例如，視頻信號(hào)分量)將較快地在其FIFO中積累起足以形成分組的數(shù)據(jù)，因此，如果把較高的優(yōu)先權(quán)賦于較高數(shù)據(jù)速率的信號(hào)分量，那么，較低數(shù)據(jù)速率的信號(hào)分量將不能形成分組。此外，在傳輸?shù)墓?jié)目超過一個(gè)的情況下，需要傳輸超過一套的高數(shù)據(jù)速率和低數(shù)據(jù)速率的子信號(hào)。例如，在超過一個(gè)的節(jié)目中，每個(gè)節(jié)目可能有兩個(gè)伴音信號(hào)。雖然所有伴音信號(hào)具有大致相同的數(shù)據(jù)速率并且具有同等的重要性，但是，賦于其中一個(gè)伴音信號(hào)的優(yōu)先權(quán)卻必然高于其他伴音信號(hào)。最后，所述優(yōu)先權(quán)模式會(huì)產(chǎn)生不必要的空分組。
在已知的固定時(shí)隙模式中，把所述分組流劃合成一些順序的分組時(shí)隙群。把每一個(gè)子信號(hào)分配到一個(gè)分組時(shí)隙群中一個(gè)或幾個(gè)預(yù)定的分組時(shí)隙中。每當(dāng)為了形成分組而把一個(gè)特定的子信號(hào)分配到一個(gè)時(shí)隙時(shí)，就檢驗(yàn)該子信號(hào)的FIFO以鑒定它是否包含足以形成分組的數(shù)據(jù)。如果它包含有足以形成分組的數(shù)據(jù)，那么，就形成包含所述數(shù)據(jù)的分組。如果它不包含足以形成分組的數(shù)據(jù)，那么，就把空分組插入所述分組流中。
所述固定時(shí)隙模式的問題是把子信號(hào)分配到任何一個(gè)分組時(shí)隙群中不可替代的一些特定的分組時(shí)隙中。無論怎樣壞，也不過可能把子信號(hào)分配到所述群中僅僅一個(gè)分組時(shí)隙中(雖然可以把子信號(hào)分配到超過一個(gè)的分組時(shí)隙中)。如果當(dāng)某個(gè)子信號(hào)的分組時(shí)隙出現(xiàn)時(shí)該子信號(hào)的FIFO不含有足以形成分組的數(shù)據(jù)，那么，就把一個(gè)空分組插入分組流中，而所述子信號(hào)必須等到下一個(gè)分組時(shí)隙群到來，即使在恰好的下一個(gè)分組時(shí)隙它已經(jīng)含有足夠的數(shù)據(jù)。解決這個(gè)問題的辦法是采用非常小的分組，但是，這增加了所述分組流方面的額外開銷，從而降低了可以用于所述子信號(hào)的總的數(shù)據(jù)速率。此外，即使某個(gè)其他子信號(hào)在其FIFO中可能含有足以形成分組的數(shù)據(jù)，但還是把空分組插入所述分組流中。
以上兩種模式都缺乏足以有效地控制輸入輸出信息吞吐量同時(shí)通過把空分組數(shù)目減到最小而使信道效率最大的靈活性。
顯然，需要提供一種把子信號(hào)分配到分組時(shí)隙中的模式，該模式在把子信號(hào)分配到分組時(shí)隙時(shí)提供靈活性，并且，把插入所述分組流中的空分組的數(shù)目減至最小。
根據(jù)本發(fā)明的原理，一種用于操作產(chǎn)生攜帶代表多個(gè)子信號(hào)的數(shù)據(jù)的分組流的傳輸流編碼器的方法包括以下步驟。把分組流劃分成順序的群，每一群包含預(yù)定數(shù)目的分組時(shí)隙。保存多個(gè)優(yōu)先權(quán)表，關(guān)于所述群中的每一個(gè)分組時(shí)隙有一個(gè)表。每個(gè)優(yōu)先權(quán)表包含多個(gè)入口，每個(gè)入口識(shí)別所述子信號(hào)中的一個(gè)。當(dāng)產(chǎn)生分組時(shí)隙時(shí)，一個(gè)一個(gè)地遍歷對(duì)應(yīng)于該分組時(shí)序的所述選優(yōu)先權(quán)表中各入口。對(duì)于這些入口中的每一個(gè)作出鑒別由該入口識(shí)別的子信號(hào)是否能夠產(chǎn)生分組，如果能夠，那么，就產(chǎn)生包含代表該子信號(hào)的數(shù)據(jù)的分組。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，如果由該優(yōu)先權(quán)表中各入口識(shí)別的各子信號(hào)中沒有一個(gè)能夠產(chǎn)生分組，那么，就產(chǎn)生空分組。
根據(jù)本發(fā)明的原理的裝置包含多個(gè)連接到各子信號(hào)源的多個(gè)緩沖器。每個(gè)緩沖器的輸出端產(chǎn)生表示它是否包含足以產(chǎn)生分組的數(shù)據(jù)的滿信號(hào)。分組器連接到各緩沖器并且產(chǎn)生被劃分成順序的群的分組流，每一個(gè)群包含預(yù)定數(shù)目的分組時(shí)隙。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)多個(gè)優(yōu)先權(quán)表，對(duì)于所述群中的每一個(gè)分組時(shí)隙來說，有一個(gè)優(yōu)先權(quán)表與它相對(duì)應(yīng)。每一個(gè)優(yōu)先權(quán)表包含多個(gè)入口，每一個(gè)入口識(shí)別一個(gè)子信號(hào)。調(diào)度程序控制器連接到所述各緩沖器和所述存儲(chǔ)器。所述調(diào)度程序控制器鑒定所述分組時(shí)隙中的每一個(gè)的內(nèi)容。這種鑒定是通過遍歷對(duì)應(yīng)于該分組時(shí)隙的優(yōu)先權(quán)表中各入口來進(jìn)行的。對(duì)于所述各入口中的每一個(gè)，所述調(diào)度程序控制器從連接到由該入口識(shí)別的子信號(hào)源的所述緩沖器讀出所述滿信號(hào)。如果該滿信號(hào)表示所述緩沖器包含足以產(chǎn)生分組的數(shù)據(jù)，那么，調(diào)度程序控制器就支配所述分組器產(chǎn)生包含代表所述子信號(hào)的數(shù)據(jù)的分組。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如果由所述優(yōu)先權(quán)表中各入口識(shí)別的各緩沖器中沒有一個(gè)包含足以產(chǎn)生分組的數(shù)據(jù)，那么，就產(chǎn)生空分組。
附圖中

圖1是本發(fā)明的傳輸流編碼器的方框圖；圖2是用于圖1的傳輸流編碼器中的FIFO緩沖器的更詳細(xì)的方框圖；圖3是存儲(chǔ)器布置圖，圖中舉例說明保存在所述調(diào)度程序控制器中用于把分組時(shí)隙分配給各子信號(hào)的一組表格。
圖1是本發(fā)明的傳輸流編碼器的方框圖。圖1中示出的各信號(hào)線代表單位或多位數(shù)字信號(hào)線。為了簡(jiǎn)化該圖，圖中未示出其他信號(hào)，例如，時(shí)鐘信號(hào)和控制信號(hào)，以及其他部件，例如，時(shí)鐘發(fā)生器和同步器。雖然圖中未示出，但是，數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員明白需要哪些信號(hào)，以及如何產(chǎn)生這些信號(hào)并把它們分配到系統(tǒng)中適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 圖1中，一個(gè)或多個(gè)節(jié)目源(未示出)產(chǎn)生分別連接到對(duì)應(yīng)的多個(gè)輸入端5的N個(gè)數(shù)字信號(hào)分量。所述各節(jié)目源可以包含數(shù)據(jù)壓縮網(wǎng)絡(luò)，例如，運(yùn)動(dòng)圖象專家組(MPEG)編碼器。第一、第二和第三信號(hào)分量各自連接到輸入端2、4和6。第N個(gè)信號(hào)分量連接到輸入端N。圖1中，各信號(hào)分量代表高分辨率電視(HDTV)或衛(wèi)星電視(TV)節(jié)目連接到輸入端2、4和6的第一、第二和第三信號(hào)分量分別代表視頻信號(hào)V，伴音信號(hào)A和密字幕信息信號(hào)CC。這種節(jié)目源，它們的操作以及它們產(chǎn)生的視頻信號(hào)、伴音信號(hào)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)是眾所周知的，因此將不詳細(xì)描述。
多個(gè)輸入端5各自連接到相應(yīng)的多個(gè)FIFO緩沖器10的數(shù)據(jù)輸入端DI。輸入端2、4、6和N連接到相應(yīng)的FIFO緩沖器12、14、16和1N的相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入端DI。FIFO緩沖器12、14、16和1N的各自的數(shù)據(jù)輸出端DO共同連接到數(shù)據(jù)總線20。數(shù)據(jù)總線20還連接到分組器30的數(shù)據(jù)輸入端。分組器30的輸出端連接到輸出端15。輸出端15連接到用于處理所述分組流并且把它向遠(yuǎn)處廣播的傳輸鏈路(未示出)。所述傳輸鏈路及其操作是眾所周知的，因此將不詳細(xì)描述。所述傳輸鏈路可以包含傳輸處理網(wǎng)絡(luò)，例如，編碼、頻譜整形和調(diào)制器網(wǎng)絡(luò)。
調(diào)度程序控制器50包含就緒信號(hào)輸入端R和標(biāo)識(shí)信號(hào)ID及允許信號(hào)E輸出端。多個(gè)FIFO緩沖器10中每一個(gè)的相應(yīng)的就緒輸出端R共同地連接到調(diào)度程序控制器50的就緒輸入端R。調(diào)度程序控制器50的標(biāo)識(shí)符輸出端ID公用地連接到多個(gè)FIFO緩沖器10中每一個(gè)相應(yīng)的標(biāo)識(shí)符輸入端ID，并且，調(diào)度程序控制器50的允許輸出端E公用地連接到多個(gè)FIFO緩沖器中的一個(gè)的相應(yīng)的允許輸入端E。與就緒信號(hào)端R、標(biāo)識(shí)符信號(hào)端ID以及允許信號(hào)端E連接在一起的各信號(hào)線構(gòu)成與數(shù)據(jù)總線20協(xié)力工作的控制總線22。分組器30的起始信號(hào)輸出端S連接到調(diào)度程序控制器50的起始信號(hào)輸入端。存儲(chǔ)器70連接到調(diào)度程序控制器50。
可以連接到用戶輸入端的源的諸如計(jì)算機(jī)終端(未示出)的用戶輸入端25連接到微處理機(jī)(μp)60的輸入端。μp60的控制輸出連接到調(diào)度程序控制器50的控制輸入端C。在一個(gè)實(shí)施例中，可以按已知的方式把調(diào)度程序控制器50構(gòu)成獨(dú)立的控制器。在這個(gè)實(shí)施例中，調(diào)度程序控制器50直接連接到存儲(chǔ)器70并且包含僅僅接收來自μp60的控制信息的其固有的處理器，該調(diào)度程序控制器控制到達(dá)存儲(chǔ)器70的信息的存儲(chǔ)以及對(duì)來自存儲(chǔ)器70的信息的檢索。在第二個(gè)實(shí)施例中，調(diào)度程序控制器50起連接到μp60的系統(tǒng)總線(未示出)的輸入/輸出轉(zhuǎn)換器的作用。在這個(gè)實(shí)施例中，調(diào)度程序控制器50的運(yùn)行受到在μp60上執(zhí)行的程序的控制。存儲(chǔ)器70如圖1中所示那種連接到μp60的系統(tǒng)總線(未示出)，并且，μp60控制到達(dá)存儲(chǔ)器70的信息的存儲(chǔ)以及對(duì)來自存儲(chǔ)器70的信息的檢索。
工作時(shí)，分組器30產(chǎn)生順序分組流。每個(gè)分組包含來自所述各子信號(hào)之一的數(shù)據(jù)，或者，如果在形成分組時(shí)所述子信號(hào)的FIFO中不存在足夠的數(shù)據(jù)，那么，這個(gè)分組是空分組。把所述分組流劃分成若干順序的分組時(shí)隙群，每個(gè)群含有預(yù)定數(shù)目的分組時(shí)隙。調(diào)度程序控制器50控制把哪個(gè)信號(hào)分量插入每個(gè)分組時(shí)隙中。在下面將更詳細(xì)地描述的方法中，調(diào)度程序控制器50包含一組許可的信號(hào)分量的表格，對(duì)于每個(gè)分組時(shí)隙有一個(gè)表格。這組表格存儲(chǔ)在與調(diào)度程序控制器50相聯(lián)系的存儲(chǔ)器中。如果調(diào)度程序控制器50起μp60的輸入/輸出轉(zhuǎn)換器的作用的話，那么，這組表格存儲(chǔ)在μp60的RAM(未示出)中，否則，調(diào)度程序控制器50包含自己固有的存儲(chǔ)器以存儲(chǔ)這組表絡(luò)。不管這組表格存儲(chǔ)在什么地方，都以已知的方式、通過來自用戶輸入端25經(jīng)由μp60的輸入信號(hào)來保存這組表格的內(nèi)容。
每個(gè)FIFO緩沖器10具有預(yù)定的唯一的地址或者與它相聯(lián)系的識(shí)別值，并且，調(diào)度程序控制器50在其表格中保存每個(gè)FIFO緩沖器10的識(shí)別值，作為上述的許可信號(hào)分量的表格的一部分。當(dāng)填入分組時(shí)隙時(shí)，遍歷與該分組時(shí)隙對(duì)應(yīng)的許可信號(hào)分量表。調(diào)度程序控制器50把包含與第一信號(hào)分量的FIFO緩沖器10相對(duì)應(yīng)的預(yù)定的唯一的識(shí)別值的識(shí)別信號(hào)置于ID信號(hào)線上。所有FIFO緩沖器10的ID輸入端共同接收該識(shí)別信號(hào)。如果在某個(gè)FIFO緩沖器10的ID輸入端接收到的該識(shí)別信號(hào)與它自己的識(shí)別值一致，那么，它就在就緒輸出端R產(chǎn)生表示在該FIFO緩沖器中是否存在足以填滿分組的數(shù)據(jù)的就緒信號(hào)；否則，所述識(shí)別信號(hào)無用，并且，該FIFO緩沖器10保持固有的狀態(tài)。
調(diào)度程序控制器50在其就緒輸入端R接收所述就緒信號(hào)。如果所述就緒信號(hào)表明在被訪問的FIFO緩沖器10中不存在足以形成分組的數(shù)據(jù)，那么，就訪問所述許可信號(hào)分量表中下一個(gè)入口，并且，把含有與該下一個(gè)入口相聯(lián)系的預(yù)定的唯一的識(shí)別值的識(shí)別信號(hào)置于識(shí)別信號(hào)線上，并相似地對(duì)其識(shí)別信號(hào)進(jìn)行分析。重復(fù)這個(gè)過程，直到或者找到含有足以形成分組的數(shù)據(jù)的FIFO緩沖器10、或者所述表格中不再有入口可訪問為止。
分組器30在其起始輸出端S產(chǎn)生表明分組時(shí)隙起始時(shí)間的起始信號(hào)。如果找到含有足以形成分組的FIFO緩沖器10，那么，當(dāng)調(diào)度程度控制器50接收到起始信號(hào)時(shí)，就在其允許輸出端E產(chǎn)生允許信號(hào)。所述被訪問的FIFO緩沖器10響應(yīng)所述允許信號(hào)，而其他地址不符的FIFO緩沖器10不管該允許信號(hào)并保持其固有狀態(tài)。應(yīng)所述允許信號(hào)的要求，所述FIFO緩沖器10的數(shù)據(jù)輸出端DO被起動(dòng)，并且，來自FIFO緩沖器10的數(shù)據(jù)被輸送到數(shù)據(jù)總線20。分組器30接收來自數(shù)據(jù)總線20的這些數(shù)據(jù)并產(chǎn)生包含該數(shù)據(jù)的分組。在分組器30正產(chǎn)生所述分組的同時(shí)，調(diào)度程序控制器50正對(duì)多個(gè)FIFO緩沖器10進(jìn)行測(cè)試，以鑒定下一個(gè)分組時(shí)隙的內(nèi)容。但是，如果所述表格上各FIFO緩沖器10中沒有一個(gè)含有足以形成分組的數(shù)據(jù)，那么，就為所述分組時(shí)隙產(chǎn)生空分組。
圖2是用于圖1所示傳輸流編碼器中的FIFO緩沖器10的更詳細(xì)的方框圖。圖2中，各信號(hào)線代表單位或多位數(shù)字信號(hào)。為了簡(jiǎn)化該圖，未示出其他部件和信號(hào)，例如，用于同步和計(jì)時(shí)的部件和信號(hào)。數(shù)字電路設(shè)計(jì)人員明白需要哪些部件和信號(hào)，以及如何設(shè)計(jì)并把它們與圖中所示的部件相連接。
圖2中，F(xiàn)IFO緩沖器10的數(shù)據(jù)輸入端DI連接到FIFO102的輸入端1。FIFO102的輸出端O連接到FIFO緩沖器10的數(shù)據(jù)輸出端DO。標(biāo)識(shí)符輸入端ID連接到地址比較器104的地址輸入端。地址比較器104的第一輸出端連接到緩沖器/驅(qū)動(dòng)器106的允許輸入端，而地址比較器104的第二輸出端連接到雙輸入端“與”門108的第一輸入端。FIFO102的滿輸出端F連接到緩沖器/驅(qū)動(dòng)器106的數(shù)據(jù)輸入端。緩沖器/驅(qū)動(dòng)器106的數(shù)據(jù)輸出端連接到FIFO緩沖器10的就緒輸出端R。FIFO緩沖器10的允許輸入端E連接到“與”門108的第二輸入端?！芭c”門108的輸出端連接到FIFO102的輸出允許輸入端。
工作時(shí)，地址比較器104經(jīng)由控制總線22接收來自調(diào)度程序控制器50(圖1)的ID輸出端的識(shí)別信號(hào)。在地址比較器104中以已知的方式把這個(gè)接收到的識(shí)別信號(hào)與賦于該FIFO緩沖器10的預(yù)定的唯一的識(shí)別值相比較。如果所述接收到的識(shí)別信號(hào)與該FIFO緩沖器10的識(shí)別值相同，那么，在地址比較器104的第一和第二輸出端的信號(hào)就具有表明正訪問這個(gè)FIFO緩沖器10的第一狀態(tài)。否則，在地址比較器104的第一和第二輸出端的信號(hào)就具有表明未訪問這個(gè)FIFO緩沖器10的第二狀態(tài)。數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員明白可以預(yù)賦予每個(gè)FIFO緩沖器10以任何標(biāo)識(shí)符，而與在數(shù)據(jù)總線20上的實(shí)際的或邏輯的位置無關(guān)，只要所賦予的標(biāo)識(shí)符與賦予其他各FIFO緩沖器10的識(shí)標(biāo)符彼此不同。
FIFO102以已知的方式在其輸入端1接收數(shù)據(jù)，并把它暫時(shí)存儲(chǔ)在內(nèi)部。在所述滿輸出端F的信號(hào)也以已知的方式給出關(guān)于當(dāng)前存儲(chǔ)在FIFO102中的數(shù)據(jù)的數(shù)量的指示。如果FIFO102中存在足以使分組器30(圖1的)形成分組的數(shù)據(jù)，那么，所述滿輸出端F的信號(hào)具有第一狀態(tài)，否則，該信號(hào)具有第二狀態(tài)。當(dāng)調(diào)度程序控制器50訪問FIFO緩沖器10時(shí)，緩沖器/驅(qū)動(dòng)器106的允許輸入端上來自地址比較器104的信號(hào)支配緩沖器/驅(qū)動(dòng)器106把來自FIFO102的滿輸出端F的信號(hào)傳送到FIFO緩沖器10的就緒輸出端R。當(dāng)FIFO緩沖器10未被訪問時(shí)，緩沖器/驅(qū)動(dòng)器106的允許輸入端的信號(hào)支配緩沖器/驅(qū)動(dòng)器106把其輸出端置于高阻抗?fàn)顟B(tài)，實(shí)質(zhì)上是使FIFO緩沖器10從控制總線22上斷開。這樣，只有被訪問的FIFO緩沖器10把信號(hào)置于控制總線22的就緒線R上。
當(dāng)FIFO102受到其允許輸入端E上的適當(dāng)?shù)男盘?hào)允許時(shí)，F(xiàn)IFO12將在其數(shù)據(jù)輸出端0上產(chǎn)生當(dāng)前存儲(chǔ)在內(nèi)部的數(shù)據(jù)。當(dāng)FIFO緩沖器10被訪問時(shí)，從地址比較器104到“與”門108的第一輸入端的信號(hào)是邏輯“1”信號(hào)。該信號(hào)支配“與”門108把其第二輸入端上來自FIFO緩沖器10的允許輸入端E的信號(hào)傳送到“與”門108的輸出端，從而傳送到FIFO102的允許輸入端E。當(dāng)FIFO緩沖器10未被訪問時(shí)，來自地址比較器104的信號(hào)是邏輯“0”信號(hào)。該信號(hào)支配“與”門108在其輸出端產(chǎn)生禁止FIFO102的輸出端0的邏輯“0”信號(hào)。這樣，只有被訪問的FIFO緩沖器10才會(huì)在調(diào)度程序控制器50(圖1的)允許時(shí)在其數(shù)據(jù)輸出端DO產(chǎn)生數(shù)據(jù)。
所述調(diào)度程序用于選擇插入下一個(gè)分組的子信號(hào)的技術(shù)是優(yōu)先權(quán)模式和固定時(shí)隙模式之間的混合物。圖3是存儲(chǔ)器布置圖，圖中舉例說明保存在調(diào)度程序控制器50中用于把代表子信號(hào)的數(shù)據(jù)分派到分組時(shí)隙中的上述一組表格。圖3中，在該圖的頂部舉例說明由分組器30(圖1的)產(chǎn)生的分組流110的一部分。用矩形代表所示的分組流110的一部分中的每一個(gè)分組。把分組流110劃分成若干群，每一群包含固定的預(yù)定的分組時(shí)隙數(shù)目M時(shí)隙1，時(shí)隙2，時(shí)隙3，…，直至?xí)r隙M。這種時(shí)隙群連續(xù)地在分組流110中重復(fù)。也就是說，緊接在所示出的時(shí)隙M后面的分組是下一群的時(shí)隙1。
操作表130包含由廣播系統(tǒng)廣播的各子信號(hào)中每一個(gè)的入口。每個(gè)入口包含該子信號(hào)的說明和標(biāo)識(shí)符ID。在例示的操作表130中，第一入口VIDEO1代表第一個(gè)節(jié)目的視頻信號(hào)分量并具有標(biāo)識(shí)符1。第二入口AUDIO1代表第一個(gè)節(jié)目的伴音信號(hào)分量并具有標(biāo)識(shí)符2，以及第三入口CLOSED CAPTION1代表第一個(gè)節(jié)目的密字幕信息并具有標(biāo)識(shí)符3。與此類似，操作表130中第四、第五和第六入口(VDEO2AUDIO2，CLOSED CAPTION2)分別代表第二個(gè)節(jié)目的視頻分量，伴音分量和密字幕信息并具有標(biāo)識(shí)符4、5和6。最后，為廣播系統(tǒng)本身產(chǎn)生的子信號(hào)提供入口。例如，標(biāo)識(shí)符為N-1的入口代表攜帶節(jié)目時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)和加密鑰的信號(hào)分量，以及標(biāo)識(shí)符為N的入口代表攜帶各種系統(tǒng)表(例如，所述操作表)的信號(hào)分量。
再參考圖1和圖2，在例示的實(shí)施例中，操作表130中各個(gè)入口的標(biāo)識(shí)符指的是預(yù)賦給攜帶相關(guān)的子信號(hào)的FIFO緩沖器10的標(biāo)識(shí)符。這樣，具有標(biāo)識(shí)符1的入口(VIDEO1)指的是連接到最上面的FIFO緩沖器12的視頻信號(hào)分量V，在例示的實(shí)施例中，該FIFO緩沖器12被預(yù)賦以標(biāo)識(shí)符“1”；具有標(biāo)識(shí)符2的入口(AUDIO1)指的是連接到被預(yù)賦以標(biāo)識(shí)符“2”的FIFO緩沖器14的伴音信號(hào)分量A；以及具有標(biāo)識(shí)符3的入(CLOSED CAPTION1)指的是連接到被預(yù)賦以標(biāo)識(shí)符“3”的FIFO緩沖器16的密字幕信號(hào)分量CC。具有標(biāo)識(shí)符4、5和6的入口指的是來自第二個(gè)節(jié)目(未示出)的相似的視頻、伴音和密字幕信號(hào)分量。
分組流110中每個(gè)分組時(shí)隙都具有與它相聯(lián)系的優(yōu)先權(quán)表。圖3中用多個(gè)優(yōu)先權(quán)表120說明這一點(diǎn)，每個(gè)優(yōu)先權(quán)表與相應(yīng)的分組時(shí)隙相聯(lián)系，并且，在與它相聯(lián)系的分組時(shí)隙的正下方示出。用在每個(gè)優(yōu)先權(quán)表和與它相聯(lián)系的分組時(shí)隙之間的箭頭表示優(yōu)先權(quán)表與分組時(shí)隙的聯(lián)系。也就是說，優(yōu)先權(quán)表1122與分組時(shí)隙1相聯(lián)系，優(yōu)先權(quán)表2124與分組時(shí)隙2相聯(lián)系，優(yōu)先權(quán)表3126與分組時(shí)隙3相聯(lián)系，以及優(yōu)先權(quán)表M129與分組時(shí)隙M相聯(lián)系。每個(gè)優(yōu)先權(quán)表包含多個(gè)入口，每個(gè)入口用一個(gè)矩形代表。每一個(gè)入口的內(nèi)容是如操作表130中所包含的代表子信號(hào)的標(biāo)識(shí)符(ID)。
例如，優(yōu)先權(quán)表122中第一入口ID1包含代表來自第一節(jié)目源的視頻信號(hào)分量V的標(biāo)識(shí)符“1”。圖3中這是用優(yōu)先權(quán)表1 122中的第一入口ID1和操作表130中的第一入口VIDEO1之間的箭頭來表示的。優(yōu)先權(quán)表1 122中的第二入口ID2包含代表第二節(jié)目源(未示出)的視頻信號(hào)分量(圖1中未示出)的標(biāo)識(shí)符“4”。圖3中這是用優(yōu)先權(quán)表1122中第二入口ID2和操作表130中第四入口VIDEO2之間的箭頭來表示的。作為例子，優(yōu)先權(quán)表1 122中另外的入口(ID3，…)可以類似地包含所有正在廣播的其他視頻信號(hào)分量的標(biāo)識(shí)符。
作為例子，優(yōu)先權(quán)表2 124可以類似地包含所有伴音子信號(hào)的入口標(biāo)識(shí)符。也就是說，優(yōu)先權(quán)表2 124中第一入口ID1代表來自第一節(jié)目源的伴音信號(hào)分量A并且具有數(shù)值2(用從優(yōu)先權(quán)表2 124的ID1到操作表130中的第二入口ALIDIO1的箭頭來表示)；第二入口ID2代表來自第二節(jié)目源的伴音信號(hào)分量并且有數(shù)值5(用從優(yōu)先權(quán)表2 124的ID2到操作表130中的第五入口的箭頭來表示)；等等。作為例子，優(yōu)先權(quán)表3可以與優(yōu)先權(quán)表1相似地包含識(shí)別視頻子信號(hào)的入口--可能所述各視頻信號(hào)分量占有優(yōu)先權(quán)表中的不同的位置。作為例子，下一個(gè)優(yōu)先權(quán)表(未示出)可以包含識(shí)別所有密字幕子信號(hào)的入口，接著的是其他視頻信號(hào)分量?jī)?yōu)先權(quán)表，等等。作為例子，最后的優(yōu)先權(quán)表M可以包含識(shí)別節(jié)目計(jì)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)(PCR)和密鑰(scrambling keys)子信號(hào)N-1以及表格信號(hào)分量的入口。
最好通過考慮每個(gè)子信號(hào)的各自的數(shù)據(jù)速率來確定所述群中分組時(shí)隙的數(shù)目以及把各子信號(hào)分配到對(duì)應(yīng)于每個(gè)分組時(shí)隙的相關(guān)的優(yōu)先權(quán)表。也就是說，可以把具有較高數(shù)據(jù)速率的子信號(hào)(例如，視頻信號(hào)分量)分配到多于一個(gè)的優(yōu)先權(quán)表從而分配到所述群中的多于一個(gè)的分組時(shí)隙，而把具有較低數(shù)據(jù)速率的子信號(hào)(例如，伴音信號(hào)分量)分配到僅僅一個(gè)優(yōu)先權(quán)表中。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸方面的技術(shù)人員明白如何把子信號(hào)分配到優(yōu)先權(quán)表以便把系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入輸出吞吐量最佳化，同時(shí)，把空分組插入分組流的概率減至最小。
工作時(shí)，每當(dāng)分組時(shí)隙出現(xiàn)時(shí)，調(diào)度程序控制器50(圖1的)就遍歷與該分組時(shí)隙對(duì)應(yīng)的優(yōu)先權(quán)表。調(diào)度程序控制器50從該優(yōu)先權(quán)表中第一入口抽取標(biāo)識(shí)符并把代表該標(biāo)識(shí)符的識(shí)別信號(hào)置于控制總線22的ID信號(hào)線上。被訪問的FIFO緩沖器10通過把來自FIFO102(圖2的)的滿輸出端F的信號(hào)置于控制總線22的就緒信號(hào)線上而作出響應(yīng)。如果就緒信號(hào)表明被訪問的FIFO緩沖器10具有足以形成分組的數(shù)據(jù)。那么，調(diào)度程序控制器50就等待來自分組器30的起始信號(hào)、并且當(dāng)接收到起始信號(hào)時(shí)就在控制總線22的允許信號(hào)線上產(chǎn)生允許信號(hào)。與上述情況完全一樣，被訪問的FIFO緩沖器10響應(yīng)該允許信號(hào)而產(chǎn)生與該分組時(shí)隙相應(yīng)的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)經(jīng)由數(shù)據(jù)總線20傳輸?shù)椒纸M器30。
另一方面，如果所述就緒信號(hào)表明被訪問的FIFO緩沖器10未包含足以形成分組的數(shù)據(jù)，那么，調(diào)度程序控制器50從該分組時(shí)隙的優(yōu)先權(quán)表120中下一個(gè)入口抽取標(biāo)識(shí)符，并把代表該標(biāo)識(shí)符的信號(hào)置于控制總線22的ID信號(hào)線上、并等待來自最新被訪問的FIFO緩沖器10的就緒信號(hào)。一直繼續(xù)這個(gè)過程，直到或者接收的表明被訪問的FIFO緩沖器10之一含有足以形成分組的數(shù)據(jù)的就緒信號(hào)，或者所述優(yōu)先權(quán)表中最后一個(gè)入口被處理為止，在最后一種情況下，把空分組放入分組時(shí)隙中。接著是對(duì)下一個(gè)分組時(shí)隙的優(yōu)先權(quán)表的相同的處理過程。
采用數(shù)據(jù)總線把輸入的FIFO緩沖器連接到分組器的傳輸流編碼器提供易于把更多的FIFO緩沖器加到該編碼器上所必需的靈活性。新的FIFO緩沖器被連接到控制總線和數(shù)據(jù)總線、并且被賦于與已經(jīng)在該總線上的FIFO緩沖器的標(biāo)識(shí)符不同的標(biāo)識(shí)符。此外，本發(fā)明的傳輸流編碼器易于把大量的FIFO緩沖器連接到分組器上，從而在傳輸鏈路上傳輸大量的子信號(hào)。
所述用于把各子信號(hào)分配給分組時(shí)隙的混合模式提供巨大的靈活性。它使廣播裝置易于為每個(gè)子信號(hào)提供其所需要的吞吐量，同時(shí)把傳輸?shù)目辗纸M的數(shù)量減到最小。
權(quán)利要求
1.產(chǎn)生攜帶代表多個(gè)子信號(hào)的數(shù)據(jù)的分組流的傳輸流編碼器的操作方法，其特征在于以下步驟把分組流劃分成包含預(yù)定數(shù)目的分組時(shí)隙的順序的群，保存多個(gè)與分組時(shí)隙群中相應(yīng)的時(shí)隙相對(duì)應(yīng)的優(yōu)先權(quán)表，每個(gè)優(yōu)先權(quán)表包含多個(gè)入口，每個(gè)入口認(rèn)同多個(gè)子信號(hào)中相應(yīng)的一個(gè)子信號(hào)，對(duì)于多個(gè)分組時(shí)隙中的每一個(gè)，遍歷與多個(gè)分組時(shí)隙中的一個(gè)相對(duì)應(yīng)的優(yōu)先權(quán)表中的多個(gè)入口，對(duì)于與多個(gè)分組時(shí)隙中的一個(gè)相對(duì)應(yīng)的優(yōu)先權(quán)表中的多個(gè)入口中的每一個(gè)鑒定被多個(gè)入口中的一個(gè)認(rèn)同的子信號(hào)是否能夠產(chǎn)生分組，以及如果被多個(gè)入口中的一個(gè)認(rèn)同的子信號(hào)能夠產(chǎn)生分組，那么，就產(chǎn)生包含代表被認(rèn)同的子信號(hào)的數(shù)據(jù)的分組。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于以下步驟如果與多個(gè)分組時(shí)隙中的一個(gè)相對(duì)應(yīng)的優(yōu)先權(quán)表中多個(gè)入口所認(rèn)同的各子信號(hào)中沒有一個(gè)能夠產(chǎn)生分組的話，那么，就產(chǎn)生空分組。
3.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述保存步驟包括接收來自用戶的數(shù)據(jù)的步驟，所述數(shù)據(jù)用于把各入口分派給多個(gè)優(yōu)先權(quán)表中的多個(gè)入口。
4.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述保存步驟包括以下步驟把多個(gè)優(yōu)先權(quán)表的每一個(gè)中多個(gè)入口從第一入口到最后一個(gè)入口按次序排列定序，以及所述遍歷步驟包括按照從第一個(gè)入口到最后一個(gè)入口的次序?qū)λ龆鄠€(gè)入口執(zhí)行鑒定和產(chǎn)生步驟的步驟。
5.權(quán)利要求4的方法，其特征在于所述定序步驟包括以下步驟把多個(gè)優(yōu)先權(quán)表的每一個(gè)中的多個(gè)入口按照第一入口具有最高優(yōu)先權(quán)而最后一個(gè)入口具有最低優(yōu)先權(quán)的優(yōu)先權(quán)次序排列。
6.權(quán)利要求1的方法，其中傳輸流編碼器包括多個(gè)連接到相應(yīng)的多個(gè)子信號(hào)源的緩沖器，每個(gè)緩沖中器的輸出端產(chǎn)生表明所述FIFO緩沖器是否含有足以產(chǎn)生分組的數(shù)據(jù)的滿信號(hào)，其特征在于所述鑒定步驟包含以下步驟讀出連接到被多個(gè)入口中的一個(gè)認(rèn)同的子信號(hào)源的緩沖器的所述滿信號(hào)，以及如果所述滿信號(hào)表明所述緩沖器含有足以產(chǎn)生分組的數(shù)據(jù)，那么，就確定所述子信號(hào)能夠產(chǎn)生分組。
7.權(quán)利要求1的方法，其中所述傳輸流編碼器包括連接到相應(yīng)的多個(gè)子信號(hào)源的緩沖器，每個(gè)緩沖器含有用于支配該緩沖器產(chǎn)生子信號(hào)數(shù)據(jù)的允許輸入端，其特征在于所述產(chǎn)生步驟包括以下步驟把允許信號(hào)輸送到與被多個(gè)入口中的一個(gè)認(rèn)同的子信號(hào)的源相連接的所述緩沖器。
8.權(quán)利要求7的方法，其中傳輸流編碼器還包括分組器，該分組器含有用于在每個(gè)分組時(shí)隙開始時(shí)產(chǎn)生起始信號(hào)的起始信號(hào)輸出端、用于接收子信號(hào)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)輸入端以及用于產(chǎn)生分組流的數(shù)據(jù)輸出端，以及其中多個(gè)緩中器中的每一個(gè)還包括連接到所述分組器的數(shù)據(jù)輸入端用于產(chǎn)生子信號(hào)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)輸出端，其特征在于所述產(chǎn)生步驟包括以下步驟等待，直至接收到來自所述分組器的起始信號(hào)為止，然后把所述允許信號(hào)輸送到與被多個(gè)入口中的一個(gè)認(rèn)同的子信號(hào)的源相連接的所述緩沖器。
9.傳輸流編碼器，其特征在于連接到各個(gè)相應(yīng)的子信號(hào)的源、每一個(gè)的輸出端產(chǎn)生表明它是否包含足以產(chǎn)生分組的數(shù)據(jù)的多個(gè)緩沖器(12-16)，連接到所述多個(gè)緩沖器，用于產(chǎn)生劃分成包含預(yù)定數(shù)據(jù)目的分組時(shí)隙的順序的群的分組流的分組器(30)，用于存儲(chǔ)與各分組時(shí)隙群中相應(yīng)的時(shí)隙相對(duì)應(yīng)的多個(gè)優(yōu)先權(quán)表的存儲(chǔ)器(70)，每個(gè)優(yōu)先權(quán)表包含多個(gè)入口，每一個(gè)入口與多個(gè)子信號(hào)中相應(yīng)的一個(gè)認(rèn)同，以及連接到所述多個(gè)緩沖器并且連接到所述存儲(chǔ)器的調(diào)度程序控制器(50)，該調(diào)度程序控制器通過以下方法鑒定多個(gè)分組時(shí)隙中每一個(gè)的內(nèi)容遍歷與多個(gè)分組時(shí)隙之一相應(yīng)的優(yōu)先權(quán)表中多個(gè)入口中的每一個(gè)，讀出來自連接到被所述多個(gè)入口之一認(rèn)同的子信號(hào)的源的緩沖器的滿信號(hào)，如果所述滿信號(hào)表明連接到被所述多個(gè)入口之一認(rèn)同的子信號(hào)的源的緩沖器包含足以產(chǎn)生分組的數(shù)據(jù)，那么，所述調(diào)度程序控制器就支配所述分組器產(chǎn)生包含代表被認(rèn)同的子信號(hào)的數(shù)據(jù)的分組。
10.權(quán)利要求9的編碼器，其特征在于用于當(dāng)連接到被與多個(gè)分組時(shí)隙之一相應(yīng)的優(yōu)先權(quán)表中多個(gè)入口認(rèn)同的各子信號(hào)的源的所述緩沖器中沒有一個(gè)包含足以產(chǎn)生分組的數(shù)據(jù)時(shí)就支配所述分組器產(chǎn)生空分組的裝置。
11.權(quán)利要求9的編碼器，其特征在于所述分組器含有產(chǎn)生指示分組時(shí)隙起點(diǎn)的起始信號(hào)的輸出端，每個(gè)緩沖器含有用于接收支配該緩沖器產(chǎn)生子信號(hào)數(shù)據(jù)的允許信號(hào)的輸入端，所述調(diào)度程序控制器對(duì)所述起始信號(hào)起反應(yīng)，為其滿信號(hào)表明它含有足以產(chǎn)生分組的數(shù)據(jù)的所述緩沖器產(chǎn)生允許信號(hào)。
12.權(quán)利要求9的編碼器，其特征在于用于保存存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中的所述多個(gè)優(yōu)先權(quán)表的用戶信息源(25)。
13.權(quán)利要求12的編碼器，其特征在于所述用戶信息源包括微處理器(60)。
14.權(quán)利要求13的編碼器，其特征在于所述調(diào)度程序控制器與所述微處理器無關(guān)地操作，并且，直接連接到所述存儲(chǔ)器。
15.權(quán)利要求13的編碼器，其特征在于所述調(diào)度程序控制器通過系統(tǒng)總線連接到所述微處理器并且在該微處理器的控制下起輸入/輸出轉(zhuǎn)換器的作用，以及所述存儲(chǔ)器通過系統(tǒng)總線接到所述微處理器。
16.權(quán)利要求9的編碼器，其特征在于所述多個(gè)緩沖器中的每一個(gè)具有產(chǎn)生子信號(hào)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)輸出端，所述分組器具有用于接收子信號(hào)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)輸入端，所述編碼器還包括共同連接到所述FIFO緩沖器的各自的數(shù)據(jù)輸出端和所述分組器的數(shù)據(jù)輸入端的數(shù)據(jù)總線(20)。
17.權(quán)利要求9的編碼器，其特征在于每個(gè)緩沖器由預(yù)定的唯一的數(shù)值所標(biāo)識(shí)、具有用于接收識(shí)別信號(hào)的識(shí)別輸入端以及對(duì)含有所述預(yù)定的唯一的數(shù)值的識(shí)別信號(hào)起反應(yīng)而產(chǎn)生所述滿信號(hào)，所述存儲(chǔ)器把連接到被多個(gè)入口中的所述的一個(gè)認(rèn)同的子信號(hào)的源的所述緩沖器的所述預(yù)定的唯一的數(shù)值提供給多個(gè)優(yōu)先權(quán)表中多個(gè)入口的每一個(gè)，以及所述調(diào)度程序控制器具有連接到所述多個(gè)緩沖器的相應(yīng)的識(shí)別輸入端的識(shí)別輸出端，并且，產(chǎn)生含有被遍歷的各優(yōu)先權(quán)表之一中多個(gè)入口之一的所述數(shù)值的識(shí)別信號(hào)。
全文摘要
產(chǎn)生攜帶代表多個(gè)子信號(hào)的數(shù)據(jù)的分組流的傳輸流編碼器的操作方法和裝置，方法包括把分組流分成各自含預(yù)定數(shù)目分組時(shí)隙的順序的群(110)；保存多個(gè)各自對(duì)應(yīng)群中一個(gè)分組時(shí)隙的優(yōu)先權(quán)表(122-129)；每個(gè)表含多個(gè)入口，每個(gè)入口認(rèn)同一個(gè)子信號(hào)，產(chǎn)生分組時(shí)隙時(shí)遍歷與其對(duì)應(yīng)的表中各入口；鑒定每個(gè)入口；被其認(rèn)同的子信號(hào)能否產(chǎn)生分組，能，就產(chǎn)生包含代表該子信號(hào)的數(shù)據(jù)的分組；只有當(dāng)被表中各入口認(rèn)同的各子信號(hào)都不能產(chǎn)生分組時(shí)才產(chǎn)生空分組。
文檔編號(hào)H04N7/52GK1140381SQ96106280
公開日1997年1月15日 申請(qǐng)日期1996年5月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月16日
發(fā)明者P·W·里昂斯, A·A·阿坎波拉, N·K·菲德勒, V·V·達(dá)列桑德羅 申請(qǐng)人:湯姆森多媒體公司