專利名稱：從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高清晰度數(shù)字電視碼流的存儲與播放，尤其實際一種從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的設(shè)備及方法。
與此同時，各大電視廠家也相繼推出了高清晰度電視接收機或可以接收高清晰度電視節(jié)目的數(shù)字電視機，陳列于各大商場中。但是由于缺少合適的信號源，無法展示其優(yōu)于普通模擬電視的視覺效果，從而難于引起用戶的購買欲望，這已成為高清晰度電視產(chǎn)業(yè)化進程的一個障礙，因此迫切需要一種高清晰度數(shù)字電視的碼流播放器，用作工廠中的測試信號源和商場中的演示信號源。
與常規(guī)的電視系統(tǒng)相比，高清晰度電視圖像的水平和垂直空間分辨率都提高了一倍，改善了彩色重現(xiàn)，屏幕寬高比擴大到16∶9，并有多路的高保真聲音。
由于高清晰度電視的信息量是常規(guī)電視系統(tǒng)的5倍以上，在傳輸時需要占用較寬的頻帶，在存儲時需要大容量的存儲介質(zhì)，高清晰度電視的碼率一般在20Mbit/s～30Mbit/s之間。高清晰度數(shù)字電視碼流的速率很高，數(shù)據(jù)量很大，一般的碼流發(fā)生器無法滿足要求。
常用的數(shù)字存儲設(shè)備主要有硬盤和CD-ROM。由于一張CD-ROM的存儲容量只有650MB左右，并且數(shù)據(jù)傳輸率較低，因此不適合存儲高清晰度電視節(jié)目。因此，目前已有的高清晰度電視碼流播放器是基于工控機，即以硬盤作為高清晰度電視的存儲設(shè)備，數(shù)據(jù)存儲在計算機的硬盤中，它不但價格昂貴，而且攜帶和更換節(jié)目內(nèi)容都很不方便。
新出現(xiàn)的高密度數(shù)字光盤DVD擁有4.4～16GB的存貯容量，是CD-ROM的6.8～25倍，并且高密度數(shù)字光盤DVD光驅(qū)的讀取速度至少比CD-ROM驅(qū)動器的倍速要快4倍以上。隨著技術(shù)的進步和生產(chǎn)量的增加，高密度數(shù)字光盤DVD盤片和高密度數(shù)字光盤DVD光驅(qū)的價格可望迅速下降到與CD-ROM盤片和CD-ROM驅(qū)動器同樣低的水平。高密度數(shù)字光盤DVD將替代VCD成為一種主流的多媒體存儲介質(zhì)。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的設(shè)備，包括一高密度數(shù)字光盤光驅(qū)動器DVD，該光驅(qū)動器DVD用于驅(qū)動高密度數(shù)字光盤中的存儲的高清晰度數(shù)字電視碼流；一人機接口電路，該人機接口電路用于將人機信息進行適時的交換；一解碼電路，用于將高清晰度數(shù)字電視碼流解碼成數(shù)字電視機能接收的視頻信號；其特征在于還包括一控制板電路，該控制板電路用于實現(xiàn)對高密度數(shù)字光盤光驅(qū)動器DVD的控制，并讀取高清晰度數(shù)字電視碼流；所述的控制板電路與高密度數(shù)字光盤光驅(qū)動器DVD雙向連接，它接收且讀取來自高密度數(shù)字光盤光驅(qū)動器DVD的數(shù)字電視碼流，并對高密度數(shù)字光盤光驅(qū)動器DVD實現(xiàn)控制；該控制板電路與人機接口電路雙向連接，它接收人機接口電路來的信號，并反饋其控制信息；該控制板電路與解碼電路單向連接，控制板電路向解碼電路發(fā)送高清晰度數(shù)字電視碼流并控制解碼電路的工作。
在上述的從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的設(shè)備中，其中，所述的控制板電路包括一處理器芯片電路，該處理器芯片電路用于將控制板電路中的各部件進行信號控制和數(shù)據(jù)通訊；在該處理器芯片電路的前級設(shè)置一高密度數(shù)字光盤光驅(qū)動器DVD控制電路，用于控制從高密度數(shù)字光盤光驅(qū)動器DVD中讀出數(shù)據(jù)，并寫入先進先出存儲器FIFO中在該處理器芯片電路的后級設(shè)置一先進先出存儲器FIFO控制電路，其輸出端與先進先出存儲器FIFO連接，用以控制先進先出存儲器FIFO中存入數(shù)據(jù)的數(shù)量；在該處理器芯片電路的后級設(shè)置還設(shè)置一人機接口電路，它與機接口電路相連接；一直接數(shù)字綜合器DDS電路，該直接數(shù)字綜合器DDS控制電路根據(jù)碼率的要求，產(chǎn)生相應(yīng)頻率的時鐘信號送至一輸出控制電路；所述的輸出控制電路接收來自處理器芯片電路的數(shù)據(jù)信號和控制信號，并接收先進先出存儲器FIFO送來的數(shù)據(jù)信號，根據(jù)信號要求產(chǎn)生并行接口SPI格式的輸出視頻數(shù)據(jù)，并送至解碼電路。
一種為實現(xiàn)上述從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的設(shè)備的方法，該方法采用先進先出存儲器(FIFO)的級聯(lián)技術(shù)和直接數(shù)字綜合DDS技術(shù)實現(xiàn)用高密度數(shù)字光盤DVD光驅(qū)勻速播放多種碼率高清碼流的方法，其特點是該方法包括從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的控制方法、可從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的最高碼率fmax的計算方法和計算先進先出存儲器FIFO的合適大小S的計算方法；其中，所述的從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的控制方法，其特征在于包括以下步驟第一，根據(jù)高密度數(shù)字光盤DVD盤片上存儲的高清晰度電視碼流信息，控制直接數(shù)字綜合器DDS輸出相應(yīng)的時鐘頻率，第二，根據(jù)人機接口的信息或指令，控制從高密度數(shù)字光盤DVD光驅(qū)動器中讀出數(shù)據(jù)，并寫入先進先出存儲器FIFO中，第三，對先進先出存儲器FIFO中的數(shù)據(jù)進行計數(shù)，當(dāng)先進先出存儲器FIFO中的數(shù)據(jù)量超過一定值M1時，開始用直接數(shù)字綜合器DDS產(chǎn)生的時鐘頻率，勻速輸出數(shù)字視頻碼流，第四，當(dāng)先進先出存儲器FIFO中的剩余空間小于B*2KB時，停止向高密度數(shù)字光盤DVD驅(qū)動器發(fā)讀命令，第五，當(dāng)先進先出存儲器FIFO中的數(shù)據(jù)量小于S1時，啟動新的一條讀命令，第六，當(dāng)先進先出存儲器FIFO出現(xiàn)上溢或下溢，說明出錯；所述的可播放的高清晰度電視視頻碼流的最高碼率fmax的計算方法的步驟是第一，設(shè)定增加每條讀命令讀取數(shù)據(jù)的扇區(qū)長度B，以提高高密度數(shù)字光盤光驅(qū)動器DVD的數(shù)據(jù)輸出率，第二，當(dāng)讀取數(shù)據(jù)的扇區(qū)長度B足夠大時，t2分攤到每次直接內(nèi)存存取的時間可以忽略不計，最高碼率fmax主要取決于t1；此時，最高碼率fmax＝每次直接內(nèi)存存取讀取的數(shù)據(jù)(字節(jié))/(一次直接內(nèi)存存取所用的時間+t1)＝32KB/(2+6)ms＝4MB/s；所述的計算先進先出存儲器FIFO的合適大小S的計算方法步驟是第一，計算在t2時間內(nèi)沒有數(shù)據(jù)寫入、要保持以恒定速率f讀出的情況下，先進先出存儲器FIFO中事先至少必須保存的數(shù)據(jù)量S1；第二，S1＝f*t2＝4MB/s*40ms＝160MB在先進先出存儲器FIFO內(nèi)的數(shù)據(jù)量低于S1之前，必須發(fā)出下一條讀命令；第三，計算每條讀命令中讀取的扇區(qū)長度B，要保持恒定的輸出速率f，必須以更高的速率從高密度數(shù)字光盤光驅(qū)動器DVD中讀取視頻數(shù)據(jù)，因此扇區(qū)長度B必須足夠大，要求為(B*2K字節(jié))/(完成一條讀取B扇區(qū)數(shù)據(jù)命令所用的時間+t2)＞f在發(fā)出一條新的命令之前，先進先出存儲器FIFO中的空容量必須大于B*2K字節(jié)。
由此可以得到先進先出存儲器FIFO的容量SS＞S1+B*2K字節(jié)。
在上述的從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的控制方法中，其中，在所述的從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的控制方法的第二步驟中還包括(1)根據(jù)先進先出存儲器FIFO中數(shù)據(jù)的數(shù)量，用單片機控制是否發(fā)送讀數(shù)據(jù)命令；(2)以UltraDMA1直接內(nèi)存存取1方式UltraDMA1讀取指定起始位置和長度的數(shù)據(jù)的命令，用電可編程邏輯器件EPLD控制直接內(nèi)存存取過程的啟動、進行和終止。
(3)用四倍以上的時間，從雙沿觸發(fā)的STROBE信號中提取單沿觸發(fā)的時鐘。
本發(fā)明從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的設(shè)備及方法，由于采用了上述的技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果1.本發(fā)明由于設(shè)備脫離計算機硬盤，研制了專用的高密度數(shù)字光盤光驅(qū)動器的控制電路，并采用了先進先出存儲器FIFO級聯(lián)技術(shù)和直接數(shù)字綜合器DDS頻率綜合技術(shù)，因此，能夠自適應(yīng)地勻速播放多種碼率的高清晰度數(shù)字電視碼流，并且經(jīng)解碼后輸出高清晰度的電視視頻，以滿足數(shù)字電視發(fā)展的要求；2.本發(fā)明由于在設(shè)備中還實行了實現(xiàn)多個高清晰度數(shù)字電視節(jié)目的存儲和播放的管理，為人們的方便使用提供了人機接口，因此，人們能夠在液晶顯示屏上顯示高密度數(shù)字光盤DVD盤片的目錄內(nèi)容，并能通過按鍵用戶選擇要播放的節(jié)目內(nèi)容和播放方式；3.本發(fā)明由于設(shè)計了專用的高密度數(shù)字光盤光驅(qū)動器DVD控制電路，通過智能磁盤設(shè)備IDE接口，用單片機和電可編程邏輯器件EPLD實現(xiàn)對高密度數(shù)字光盤DVD光驅(qū)的控制，因此，本設(shè)備高密度數(shù)字視盤高清晰數(shù)字電視碼流播放設(shè)備能大幅度縮小設(shè)備的體積，并具有便于攜帶、性能穩(wěn)定、使用方便和價格低廉的優(yōu)點；4.本發(fā)明由于用高密度數(shù)字光盤DVD盤片存儲高清晰度數(shù)字電視碼流，使之還具有以下特點①高密度數(shù)字光盤DVD盤片具有更換、攜帶方便；②一張高密度數(shù)字光盤DVD盤片的容量高達4.7G，可以存放長達25-30分鐘的高清晰度數(shù)字電視碼流，隨著更高容量高密度數(shù)字光盤DVD盤片(如新推出的有9.4G)的推出，將可以存放更長時間的高清碼流；③現(xiàn)有的高密度數(shù)字光盤DVD光驅(qū)大多數(shù)支持Ultra直接內(nèi)存存取1數(shù)據(jù)傳輸方式，數(shù)據(jù)最高存取速率達到33MByte/s，連續(xù)讀取平均可達4Mbyte/s(32Mbit/s)的讀取速率，能夠滿足高清晰度數(shù)字電視碼流高碼率的要求。


圖1中， 表示數(shù)據(jù)流 表示控制流上述可知，本發(fā)明脫離了原計算機硬盤系統(tǒng)，研制了專用的高密度數(shù)字光盤DVD驅(qū)動器的控制電路，采用多級大容量先進先出存儲器FIFO級聯(lián)技術(shù)和直接數(shù)字綜合器DDS頻率綜合技術(shù)，所以能夠自適應(yīng)地勻速播放多種碼率的高清晰度數(shù)字電視碼流，經(jīng)解碼后輸出高清晰度電視視頻；并且，本發(fā)明還實行了電視節(jié)目的存儲和播放管理，提供方便的人機接口，使人們能夠在液晶顯示屏上顯示高密度數(shù)字光盤DVD盤片的目錄內(nèi)容，通過按鍵用戶可以選擇要播放的節(jié)目內(nèi)容和播放方式。
請結(jié)合圖1參見圖2所示，圖2是圖1中控制板電路的方框結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明中的控制板電路100包括一處理器芯片電路110，該處理器芯片電路110用于將控制板電路100中的各部件進行信號控制和數(shù)據(jù)通訊；一高密度數(shù)字光盤光驅(qū)動器DVD控制電路120，該DVD控制電路120設(shè)置在處理器芯片電路110的前級，用于控制從高密度數(shù)字光盤光驅(qū)動器DVD 200中讀出數(shù)據(jù)，并寫入先進先出存儲器FIFO 140中；并且，根據(jù)先進先出存儲器FIFO中數(shù)據(jù)的數(shù)量，用單片機控制是否發(fā)送讀數(shù)據(jù)命令；然后以Ultra直接內(nèi)存存取1的方式讀取指定起始位置和長度的數(shù)據(jù)的命令，用電可編程邏輯器件EPLD控制直接內(nèi)存存取過程的啟動、進行和終止；再用四倍以上的時間，從雙沿觸發(fā)的STROBE信號中提取單沿觸發(fā)的時鐘；一先進先出存儲器FIFO控制電路130，該先進先出存儲器FIFO控制電路130設(shè)置在處理器芯片電路110的后級，其輸出端與先進先出存儲器FIFO 140連接，用以控制先進先出存儲器FIFO 140中存入數(shù)據(jù)的數(shù)量；該先進先出存儲器FIFO控制電路130通過用電可編程邏輯器件EPLD對各動態(tài)先進先出存儲器FIFO中的數(shù)據(jù)進行計數(shù)，產(chǎn)生一個半滿信號，控制高密度數(shù)字光盤DVD驅(qū)動器的讀寫，使先進先出存儲器FIFO既不上溢，也不下溢，保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性；一人機接口電路150，該一人機接口電路150設(shè)置在處理器芯片電路110的后級，并且與機接口電路300相連接；一直接數(shù)字綜合器DDS電路160，該直接數(shù)字綜合器DDS控制電路160能夠根據(jù)高清晰度數(shù)字電視碼率的變化自適應(yīng)地產(chǎn)生相應(yīng)的輸出頻率，控制直接數(shù)字綜合器DDS控制電路160產(chǎn)生相應(yīng)頻率的時鐘信號送至一輸出控制電路170，其碼率調(diào)整精度為小于1Hz；上述的輸出控制電路170與處理器芯片電路110和先進先出存儲器FIFO 140連接；輸出控制電路170對從高密度數(shù)字光盤DVD光驅(qū)中讀出的高清晰度數(shù)字電視數(shù)據(jù)進行處理，用以根據(jù)信號要求產(chǎn)生并行接口SPI格式的輸出視頻數(shù)據(jù)；它以恒定速率從先進先出存儲器FIFO中讀取數(shù)據(jù)并輸出，從讀出的數(shù)據(jù)中進行處理產(chǎn)生相應(yīng)的SYNC和VALID信號，即提供TTL和LVDS兩種輸出方式，從而以信號并行接口SPI格式輸出視頻數(shù)據(jù)，并送至解碼電路400。
本發(fā)明，從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的設(shè)備，它獨創(chuàng)性采用多級大容量的先進先出存儲器FIFO級聯(lián)技術(shù)，實現(xiàn)高清晰度電視視頻碼流恒定碼率的輸出，碼流播放設(shè)備連續(xù)最高平均讀取速度在25.7Mbits/s以上。
高清晰度數(shù)字電視支持不同的級別和類，具有不同的數(shù)據(jù)碼率，對于某種碼率的視頻碼流，必須以該碼率的恒定速率輸出，否則會造成解碼圖象不連續(xù)，甚至導(dǎo)致解碼器無法正常工作。為了滿足這個要求，本發(fā)明采用了多級大容量先進先出存儲器FIFO級連技術(shù)和直接數(shù)字綜合器DDS頻率綜合技術(shù)。
選擇先進先出存儲器FIFO作為緩沖器關(guān)鍵在于確定先進先出存儲器FIFO的大小，它取決于高密度數(shù)字光盤DVD光驅(qū)讀取數(shù)據(jù)的最大起動時間。
支持Ultra直接內(nèi)存存取1的高密度數(shù)字光盤DVD光驅(qū)，最高讀取速率可達33MByte/s，但是在對高密度數(shù)字光盤DVD R進行連續(xù)讀取時，平均速率僅有4Mbyte/s，對高密度數(shù)字光盤DVD ROM進行連續(xù)讀取時，平均速率為8Mbyte/s，這是因為在改變光道時，尋道時間較長，直接內(nèi)存存取過程會暫停。例如對于一條以直接內(nèi)存存取方式讀取B＝128個扇區(qū)的命令，高密度數(shù)字光盤DVD光驅(qū)在讀取同一光道上的16個扇區(qū)(32K字節(jié))的數(shù)據(jù)后，要停頓t1時間后(具體數(shù)值與選用的高密度數(shù)字光盤DVD光驅(qū)有關(guān))，才會啟動下一次直接內(nèi)存存取操作，這主要因為高密度數(shù)字光盤DVD光驅(qū)讀寫頭動作來不及。而在一條命令結(jié)束后，發(fā)出下一條命令時，高密度數(shù)字光盤DVD光驅(qū)要到t2時間后才能啟動直接內(nèi)存存取。本設(shè)備可播放的高清晰度電視碼流的最高碼率fmax，與t1和t2有關(guān)。增加每條讀命令讀取數(shù)據(jù)的扇區(qū)長度B，可以提高高密度數(shù)字光盤DVD光驅(qū)的數(shù)據(jù)輸出率，當(dāng)B足夠大時，t2分攤到每次直接內(nèi)存存取的時間可以忽略不計，fmax主要取決于t1，但這意味著要增大先進先出存儲器FIFO的容量S。
為此，本發(fā)明一種為實現(xiàn)上述從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的設(shè)備的方法，在本發(fā)明中，該方法采用先進先出存儲器FIFO的級聯(lián)技術(shù)和直接數(shù)字綜合DDS技術(shù)實現(xiàn)用高密度數(shù)字光盤DVD光驅(qū)勻速播放多種數(shù)字高清晰度電視碼流的設(shè)備，其特點是該方法包括從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的控制方法、可從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的最高碼率fmax的計算方法和計算先進先出存儲器的合適大小S的計算方法；其中，所述的從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的控制方法，特點是包括以下步驟第一，根據(jù)高密度數(shù)字光盤DVD盤片上存儲的高清晰度電視碼流信息，控制直接數(shù)字綜合器DDS輸出相應(yīng)的時鐘頻率，第二，根據(jù)人機接口的信息或指令，控制從高密度數(shù)字光盤DVD光驅(qū)動器中讀出數(shù)據(jù)，并寫入先進先出存儲器FIFO中，在該步驟中還包括(1)根據(jù)先進先出存儲器FIFO中數(shù)據(jù)的數(shù)量，用單片機控制是否發(fā)送讀數(shù)據(jù)命令；(2)以直接內(nèi)存存取1方式UltraDMA1讀取指定起始位置和長度的數(shù)據(jù)的命令，用電可編程邏輯器件EPLD控制直接內(nèi)存存取過程的啟動、進行和終止。
(3)用四倍以上的時間，從雙沿觸發(fā)的STROBE信號中提取單沿觸發(fā)的時鐘。
第三，對先進先出存儲器FIFO中的數(shù)據(jù)進行計數(shù)，當(dāng)先進先出存儲器FIFO中的數(shù)據(jù)量超過一定值M1時，開始用直接數(shù)字綜合器DDS產(chǎn)生的時鐘頻率，勻速輸出數(shù)字視頻碼流，第四，當(dāng)先進先出存儲器FIFO中的剩余空間小于B*2KB時，停止向高密度數(shù)字光盤DVD驅(qū)動器發(fā)讀命令，第五，當(dāng)先進先出存儲器FIFO中的數(shù)據(jù)量小于S1時，啟動新的一條度命令，第六，當(dāng)先進先出存儲器FIFO出現(xiàn)上溢或下溢，說明出錯；所述的可播放的高清晰度電視視頻碼流的最高碼率fmax的計算方法的步驟是第一，設(shè)定增加每條讀命令讀取數(shù)據(jù)的扇區(qū)長度B，以提高高密度數(shù)字光盤光驅(qū)動器DVD的數(shù)據(jù)輸出率，第二，當(dāng)讀取數(shù)據(jù)的扇區(qū)長度B足夠大時，t2分攤到每次直接內(nèi)存存取的時間可以忽略不計，最高碼率fmax主要取決于t1；此時，最高碼率fmax＝每次直接內(nèi)存存取讀取的數(shù)據(jù)(字節(jié))/(一次直接內(nèi)存存取所用的時間+t1)＝32KB/(2+6)ms
＝4MB/s；所述的計算先進先出存儲器FIFO的合適大小S的計算方法步驟是第一，計算在t2時間內(nèi)沒有數(shù)據(jù)寫入、要保持以恒定速率f讀出的情況下，先進先出存儲器FIFO中事先至少必須保存的數(shù)據(jù)量S1；第二，S1＝f*t2＝4MB/s*40ms＝160MB在先進先出存儲器FIFO內(nèi)的數(shù)據(jù)量低于S1之前，必須發(fā)出下一條讀命令；第三，計算每條讀命令中讀取的扇區(qū)長度B，要保持恒定的輸出速率f，必須以更高的速率從高密度數(shù)字光盤光驅(qū)動器DVD中讀取視頻數(shù)據(jù)，因此扇區(qū)長度B必須足夠大，要求為(B*2K字節(jié))/(完成一條讀取B扇區(qū)數(shù)據(jù)命令所用的時間+t2)＞f在發(fā)出一條新的命令之前，先進先出存儲器FIFO中的空容量必須大于B*2K字節(jié)。
由此可以得到先進先出存儲器FIFO的容量SS＞S1+B*2K字節(jié)。
請參見圖3所示，圖3是本發(fā)明從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的設(shè)備中主程序控制流程圖。其主程序是主程序在對各部分電路進行復(fù)位后，首先檢查光驅(qū)動器中是否有盤片，如果光驅(qū)動器中有盤片，則繼續(xù)后續(xù)的操作，否則報錯；接著，從盤片中讀取碼流的目錄信息，包括節(jié)目總數(shù)、各段碼流的名稱、速率以及存儲位置，并據(jù)此設(shè)置直接數(shù)字綜合器DDS和顯示盤片節(jié)目列表；然后，根據(jù)用戶的選擇開始播放相應(yīng)的節(jié)目內(nèi)容；主程序不斷地檢查先進先出存儲器FIFO的容量和高密度數(shù)字光盤驅(qū)動器DVD光驅(qū)的狀態(tài)，并據(jù)此決定是否發(fā)出下一條讀命令；讀命令的地址由中斷處理程序修改。
請參見圖4所示，圖4是本發(fā)明從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的設(shè)備中中斷處理程序控制流程圖。其中斷處理程序是中斷處理程序完成兩項功能，一是處理來自高密度數(shù)字光盤驅(qū)動器DVD光驅(qū)的中斷，判斷上一條讀命令是否成功完成，并據(jù)此修改一條讀命令的起始地址；另一是處理來自前面板的人機接口的中斷，根據(jù)用戶的，命令做相應(yīng)的處理。
綜上所述，本發(fā)明首次提出采用廉價、便攜的高密度數(shù)字光盤DVD盤片作為介質(zhì)存儲高清晰度電視視頻碼流，設(shè)計了專門的硬件控制器，通過智能磁盤設(shè)備IDE接口控制高密度數(shù)字光盤DVD光驅(qū)讀取碼流數(shù)據(jù)，并獨創(chuàng)性地提出利用先進先出存儲器FIFO級聯(lián)技術(shù)和直接數(shù)字綜合器DDS頻率綜合技術(shù)，實現(xiàn)高清晰度數(shù)字電視的可變碼率的勻速輸出；本設(shè)備小型、可靠，并具有價格優(yōu)勢，可替代現(xiàn)有的高清晰度電視視頻碼流的碼流發(fā)生器，廣泛應(yīng)用于商場中作為高清晰度數(shù)字電視機展示的信號源和工廠中的測試信號源；它的出現(xiàn)對高清晰度數(shù)字電視走入千家成戶起到一定的推動作用。
權(quán)利要求
1.一種從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的設(shè)備，包括一高密度數(shù)字光盤光驅(qū)動器(200)，該光驅(qū)動器(200)用于驅(qū)動高密度數(shù)字光盤中的存儲的高清晰度數(shù)字電視碼流；一人機接口電路(300)，該人機接口電路(300)用于將人機信息進行適時的交換；一解碼電路(400)，用于將高清晰度數(shù)字電視碼流解碼成數(shù)字電視機能接收的視頻信號；其特征在于還包括一控制板電路(100)，該控制板電路(100)用于實現(xiàn)對高密度數(shù)字光盤光驅(qū)動器(200)的控制，并讀取高清晰度數(shù)字電視碼流；所述的控制板電路(100)與高密度數(shù)字光盤光驅(qū)動器(200)雙向連接，它接收且讀取來自高密度數(shù)字光盤光驅(qū)動器(200)的數(shù)字電視碼流，并對高密度數(shù)字光盤光驅(qū)動器(200)實現(xiàn)控制；該控制板電路(100)與人機接口電路(300)雙向連接，它接收人機接口電路(300)來的信號，并反饋其控制信息；該控制板電路(100)與解碼電路(400)單向連接，控制板電路(100)向解碼電路(400)發(fā)送高清晰度數(shù)字電視碼流并控制解碼電路(400)的工作。
2.如權(quán)利要求1所述的從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的設(shè)備，其特征在于所述的控制板電路(100)包括一處理器芯片電路(110)，該處理器芯片電路(110)用于將控制板電路(100)中的各部件進行信號控制和數(shù)據(jù)通訊；在該處理器芯片電路(110)的前級設(shè)置一高密度數(shù)字光盤光驅(qū)動器控制電路(120)，用于控制從高密度數(shù)字光盤光驅(qū)動器(200)中讀出數(shù)據(jù)，并寫入先進先出存儲器(140)中在該處理器芯片電路(110)的后級設(shè)置一先進先出存儲器(FIFO)控制電路(130)，其輸出端與先進先出存儲器(140)連接，用以控制先進先出存儲器(FIFO)(140)中存入數(shù)據(jù)的數(shù)量；在該處理器芯片電路(110)的后級設(shè)置還設(shè)置一人機接口電路(150)，它與機接口電路(300)相連接；一直接數(shù)字綜合器電路(160)，該直接數(shù)字綜合器控制電路(160)根據(jù)碼率的要求，產(chǎn)生相應(yīng)頻率的時鐘信號送至一輸出控制電路(170)；所述的輸出控制電路(170)接收來自處理器芯片電路(110)的數(shù)據(jù)信號和控制信號，并接收先進先出存儲器(140)送來的數(shù)據(jù)信號，根據(jù)信號要求產(chǎn)生并行接口格式的輸出視頻數(shù)據(jù)，并送至解碼電路(400)。
3.一種為實現(xiàn)上述從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的設(shè)備的方法，該方法采用先進先出存儲器的級聯(lián)技術(shù)和直接數(shù)字綜合技術(shù)實現(xiàn)用高密度數(shù)字光盤光驅(qū)勻速播放多種碼率高清碼流的方法，其特征在于該方法包括從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的控制方法、可從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的最高碼率fmax的計算方法和計算先進先出存儲器的合適大小S的計算方法；其中，所述的從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的控制方法，其特征在于包括以下步驟第一，根據(jù)高密度數(shù)字光盤盤片上存儲的高清晰度電視碼流信息，控制直接數(shù)字綜合器輸出相應(yīng)的時鐘頻率，第二，根據(jù)人機接口的信息或指令，控制從高密度數(shù)字光盤光驅(qū)動器中讀出數(shù)據(jù)，并寫入先進先出存儲器中，第三，對先進先出存儲器中的數(shù)據(jù)進行計數(shù)，當(dāng)先進先出存儲器中的數(shù)據(jù)量超過一定值M1時，開始用直接數(shù)字綜合器產(chǎn)生的時鐘頻率，勻速輸出數(shù)字視頻碼流，第四，當(dāng)先進先出存儲器中的剩余空間小于B*2KB時，停止向高密度數(shù)字光盤驅(qū)動器發(fā)讀命令，第五，當(dāng)先進先出存儲器中的數(shù)據(jù)量小于S1時，啟動新的一條讀命令，第六，當(dāng)先進先出存儲器出現(xiàn)上溢或下溢，說明出錯；所述的可播放的高清晰度電視視頻碼流的最高碼率fmax的計算方法的步驟是第一，設(shè)定增加每條讀命令讀取數(shù)據(jù)的扇區(qū)長度B，以提高高密度數(shù)字光盤光驅(qū)動器的數(shù)據(jù)輸出率，第二，當(dāng)讀取數(shù)據(jù)的扇區(qū)長度B足夠大時，t2分攤到每次直接內(nèi)存存取的時間可以忽略不計，最高碼率fmax主要取決于t1；此時，最高碼率fmax＝每次直接內(nèi)存存取讀取的數(shù)據(jù)(字節(jié))/(一次直接內(nèi)存存取所用的時間+t1)＝32KB/(2+6)ms＝4MB/s；所述的計算先進先出存儲器的合適大小S的計算方法步驟是第一，計算在t2時間內(nèi)沒有數(shù)據(jù)寫入、要保持以恒定速率f讀出的情況下，先進先出存儲器中事先至少必須保存的數(shù)據(jù)量S1；第二，S1＝f*t2＝4MB/s*40ms＝160MB在先進先出存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)量低于S1之前，必須發(fā)出下一條讀命令；第三，計算每條讀命令中讀取的扇區(qū)長度B，要保持恒定的輸出速率f，必須以更高的速率從高密度數(shù)字光盤光驅(qū)動器中讀取視頻數(shù)據(jù)，因此扇區(qū)長度B必須足夠大，要求為(B*2K字節(jié))/(完成一條讀取B扇區(qū)數(shù)據(jù)命令所用的時間+t2)＞f在發(fā)出一條新的命令之前，先進先出存儲器中的空容量必須大于B*2K字節(jié)。由此可以得到先進先出存儲器的容量SS＞S1+B*2K字節(jié)。
4.如權(quán)利要求3所述的控制方法，其特征在于在所述的從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的控制方法的第二步驟中還包括(1)根據(jù)先進先出存儲器中數(shù)據(jù)的數(shù)量，用單片機控制是否發(fā)送讀數(shù)據(jù)命令；(2)以直接內(nèi)存存取1方式讀取指定起始位置和長度的數(shù)據(jù)的命令，用電可編程邏輯器件控制直接內(nèi)存存取過程的啟動、進行和終止。(3)用四倍以上的時間，從雙沿觸發(fā)的STROBE信號中提取單沿觸發(fā)的時鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的設(shè)備，包括用于驅(qū)動高密度數(shù)字光盤中存儲的高清晰度數(shù)字電視碼流的高密度數(shù)字光盤光驅(qū)動器；用于將人機信息進行交換的人機接口電路；用于將數(shù)字電視碼流解碼成數(shù)字電視機能接收視頻信號的解碼電路，其特點是還包括一控制板電路，它與人機接口電路雙向連接，接收入機接口電路來的信號，并反饋其控制信息；它與解碼電路單向連接，發(fā)送高清晰度數(shù)字電視碼流并控制解碼電路的工作；以及為實現(xiàn)上述從數(shù)字通用盤片播放數(shù)字高清晰度電視碼流的設(shè)備的方法；本發(fā)明用高密度數(shù)字盤片作為介質(zhì)存儲高清晰度電視視頻碼流，通過級聯(lián)技術(shù)和頻率綜合技術(shù)，實現(xiàn)高清晰度數(shù)字電視的可變碼率的勻速輸出。
文檔編號H04N7/015GK1411274SQ0112686
公開日2003年4月16日 申請日期2001年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月26日
發(fā)明者方向忠, 張文軍 申請人:上海奇普科技有限公司