基于fpga的tsoverip系统的设计与实现

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1、基于FPGA的TSoverIP系统的设计与实现第1章引言1.1研究背景在电视系统或电视设备中使用数字化的技术处理、传输、发射和接收电视信号的称为数字电视。相对于模拟电视,数字电视具有清晰度高,抗干扰能力强和频道数成倍增加的优点。尤其是最近几年，数字电视迎来了黄金时期，随着世界各国对数字电视及其相关产业的投入不断增加，数字电视取得了很大的进展。在一些发达国家中，已率先制定了自己的数字电视标准并用于商业化。在DIGITALTVRESEARCH2014年5月发布的一份报告中显示，到2014年底，在全球138个国家中，将会有超过十亿的家庭使用数字电视，相比于2013年增加了1.3亿，相比于

2、2010年的5.9亿增加了4.61亿。该报告还评价称数字电视已经成为了最流行的平台，预计在2014年底，会有3.74亿用户订购数字电视，数字有线电视的用户数在2013年超过了模拟有线电视，在2014年将会超过模拟地面广播电视[1]。在2010年，中国成为了世界上拥有数字电视最多的国家，到2014年底，中国的数字电视用户将会达到2.89亿，占世界数字电视用户的27.5%。美国拥有1.14亿排在第二位，印度为0.96亿排在第三位。我国的数字电视主要有三种传播方式，分别是地面数字电视，卫星数字电视和有线数字电视，在三种方式中，有线数字电视在实施上最容易，所以也是发展最为迅速的一种方式[2

3、]。在青岛，杭州等地，数字电视覆盖率达到100%，绵阳，深圳等地达到80%，上海，北京等地的数字电视用户也超过了10万户。据格兰统计研究，截至2011年底，我国数字电视用户数达1.15亿户，首次突破1亿户。截至2012年底，我国有线数字电视用户已超过1.4亿户，有线数字化程度约66%，数字电视用户在2015年预计会达到3.66亿左右[3]。随着数字电视产业链的逐渐完善，未来的市场规模不可限量。数字电视将在商业领域创造更多的投资机会，为人们带来投资收益。..1.2研究现状及本系统的研究意义当前对于TSoverIP系统的实现主要基于FPGA，使用NIOSII创建的系统作为处理器，并使用

4、FIFO的方式缓存接收到的数据[9][10]。系统从ASI串行传输系统中接收TS流并存入缓冲器中，当缓冲器中的数据达到预设的数值时，将数据传输到处理器中进行封包操作，然后通过物理层网络芯片传输到以太网中。目前市场上主要的TSoverIP产品有明日凯立公司的DTE-3120，SkyMG-1000/2000，首创电子的SC系列TSoverIP编码器，时代天用公司的TY301，TY302等。这些产品的特点是通常支持多路ASI到IP的转换，能够处理高速的输入流，具有极高的IP输出总码率，系统稳定性好等。但是系统功能复杂，价格昂贵，而且大多只提供ASI到IP的转换功能。随着网络电视的发展，对

5、TSoverIP需求的不断提高，对于小型的，价格低廉的TSoverIP网关的需求也在不断提高。同时在实际应用中，除了将在ASI中传输的TS流转换为IP数据包的功能外，直接通过SPI与编码器连接并完成TS流到IP数据包转换的功能需求也在增加。本文设计并实现了一种具有SPI接口的轻量级的TSoverIP系统，使用一种利用双端口RAM缓冲并封装IP包的方式，对硬件需求低，体积小，价格低廉。综上所述，本系统具用重要的应用价值。.第2章相关标准和技术简介2.1相关标准介绍在消费电子领域有很广的应用范围，世界上很多地方都有基于DVB系统的服务。对应于不同的传播方式有不同的标准，分别为使用卫星传

6、输的DVB-S，有线电视传输的DVB-C，应用于地面无线传输的DVB-T，以及适用于便携手持设备的DVB-H[11]。设计DVB标准的目标主要为以下几点，（1）可以使卫星，有线网络或地面无线广播的信道承载更多的节目；（2）可以使用户和网络设备或内容提供者之间的交互更加完备，可以让用户自由的选择图像和声音的质量。（3）为一些服务例如增强广播服务，交互型广播服务和互联网接入提供一个开放的和能够共同操作的软件平台。（4）使各种环境下的地址接收器可以稳定，高速的接收数据，无论是在卧室中的传统电视机，便携式移动设备还是车载电视。（5）作为一种数据传输技术，具有数字技术的各种优点。随着DVB组

7、织的各成员意识到在一个多媒体和网络具有高覆盖率的时代，单一的传输平台已经无法满足下一代的基于服务的广播和可交互性的用户终端的情况下，为了使用户终端可以在不受具体的设备提供商，节目拥有者和广播服务提供商支配的环境下接收和播放节目，由此开发出了MHP[12]。MHP是一个可接入多种数字媒体服务的通用平台，其中包括了可以同时应用于广播和交互信道的传输协议。使用了一个生命循环模块来定义下载到接收器的节目的不同的生命状态，这些状态是一个节目的信息表。定义了一个声音安全框架来防止