基于cpci的有线数字电视信号监测系统

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1、基于CPCI的有线数字电视信号监测系统　　［摘要］文章针对有线数字电视信号的传输特点，应用CPCI架构技术搭建有线数字电视信号传输的质量监测系统，以解决在PCI架构的监测系统遇到的难以克服的问题，更好地提升系统性能。文中着重阐述构成监测系统的各个模块的功能和具体的实现。详细介绍无视频、无音频、图像静止、黑场、彩条等异态视音频的判别方法。　　［关键词］CPCI；嵌入式；音视频监测；TS流；编码解码；POPEG-2的编码标准，对A/D输出信号进行压缩编码，送入复用器完成多套节目的复用，通过QAM调制，形成TS流或PS流。在一个8MHz电视频道内传输多套（目前国内采用

2、QAM64调制方式，最多包含8套）数字电视节目。　　TS流中业务信息具有特殊重要作用，它关系到嵌入式监测系统的频道调谐、节目选择和定位、电子节目指南、解码。　　　　三、系统技术原理　　　　（一）原理框架图（图1）　　（二）功能模块原理分析　　本方案由四部分组成，分别是：有线数字信号接口模块、码流分析模块、解码模块、编码模块。　　1.有线数字信号接口模块　　该模块主要由调谐器（TUNER）和CAM卡及各种内部总线组成。　　基本原理：调谐器接收射频信号并下行变频为中频信号，接收的射频信号的频率是码流分析模块控制设定要接收的频率。码流分析模块中的CPU（Pomable

3、GateArray），即现场可编程门阵列。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA的基本特点：　　（1）采用FPGA设计ASIC电路(专用集成电路)，用户不需要投片生产，就能得到合用的芯片。（2）FPGA可做其他全定制或半定制ASIC电路的中试样片。　　（3）FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。　　（4）FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。　　（5）FPGA采用高速CMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。　　可以

4、说，FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。　　码流分析模块的主要任务：　　（1）通过执行应用程序给调谐器设置频率，并读取调谐器的数据有：翻转状态、该频点的电平值、QAM类型、符号率、制式等。　　（2）读出CAM卡的模式（有无）。CAM卡座可以同时插2块CAM卡，码流分析模块可以读出CAM卡的使用数量及卡的位置。　　（3）调谐器输出的一路TS流进入FPGA，为了精确分析码流必须打上100MHz的计数时钟，得到TS流的PID包间隔，使PCR（解码时钟基准）的抖动消除、延时得到修正。　　（4）码流分析是此模块最主要的任务。在MPEG-2的TS流

5、中，可以包含多个节目，每个节目又可以包含多个基本码流，基本码流和其他的控制数据等都被打成固定长度的包，每个包都有一个包识别符（PID）。MPEG-2用节目特定信息（PSI）来传送节目和PID之间的相互关系。PSI必须以一定的频率不断发送。PSI使用4个表来定义码流结构，分别是：节目关联表PAT、节目映射表PMT、网络信息表NIT、条件接收表CAT。在监测方面，PAT和PMT表特别重要。PAT表的PID号为“0x00”，它包含了与多路节目复用有关的控制信息，用于指出TS流中包括哪些节目，每个节目的编号及相应的PMT的位置PID＝0xXXXX，同时还提供网络信息表（

6、NIT）的位置。PAT丢失将导致接收端无法解码TS流的任何节目。PMT完整地描述了一路节目是由哪些PES组成的及它们的PID号，如：某一路视频PES、音频PES、PCR的PES。PAT和PMT在传输过程中是不加密的。对TS流的分析可作如下简述：首先从TS流中找到188B，包头占4B，包头中的同步字节为0x47的TS包，再从此包中找出PID＝0x00的PAT表，PAT含有每套节目相对应的PMT的PID，查找到对应的一套PMT里的视频PID、音频PID、PCR的PID，最后可以分析出对应视频流的基本数据：Aspect、Size、FRate、BRate等；音频流的基本

7、数据：Layer、BRate、Freq。　　（5）码流监测方面：根据ETSIRT101/290标准通过执行应用程序读取TS流里的信息作出监测。一级错误有：TS流同步是否丢失；PAT表格是否错误；连续计数是否错误；PMT表格错误；PID是否错误。二级错误有：TS流传输错误；PCR错误；CRC错误；PCR错误；CAT表错误。三级错误有：NIT；EIT；TDT；SDT；RST；服务信息SI重复周期。　　3.解码模块　　该模块选用了8块解码芯片,属于硬件解压缩。支持解码全高清/标清MPEG-2、H.264、AVS等多种视频格式。　　选择解码芯片的型号时，要考虑支持多种解

8、码格式如：高清、标清等。