Устройство для приема и обработки цифровых данных, передаваемых в структуре телевизионного сигнала

 

Изобретение относится к области радиоэлектроники, в частности, к системам передачи и приема сигналов цифровых данных, встроенных в структуру видеосигнала. В основу изобретения положена задача создания устройства с таким конструктивным исполнением, которое позволит в режиме реального времени непрерывно принимать, обрабатывать и накапливать в ЭВМ, сопрягаемой с устройством, всю информацию, непрерывно поступающую на вход устройства из приемного устройства телевизионного сигнала и встроенную как в отдельные строки, так и во все строки телевизионного кадра; значительно снизить время доступа к отдельным страницам телетекста; настраиваться на любой стандарт передачи информации. Поставленная задача решается тем, что в устройство, содержащее блок декодирования, блок буферной памяти, дополнительно введены блок обработки данных, выполняющий функции преобразования данных из последовательного формата в параллельный и контроля и коррекции принимаемых данных, группа входов которого соединена с группой выходов блока декодирования; блок контроллера буферной памяти, первая группа входов которого соединена с группой выходов блока обработки данных, группа входов/выходов - с группой входов/выходов блока буферной памяти, а первая группа выходов - с группой входов блока буферной памяти; блок контроллера шины ЭВМ, группа входов которого соединена со второй группой выходов блока контроллера буферной памяти, а первая группа входов/выходов соединена с группой входов/выходов устройства; и блок управления, выполняющий функции синхронизации работы всего устройства и управления режимами чтения - записи, а также формирования и хранения кода состояния устройства, программируемого кода синхропоследовательности и кода обработки данных, соединенный своими выходами с соответствующими входами блока декодирования, блока обработки данных, блока контроллера буферной памяти и блока контроллера шины ЭВМ, своими входами - с соответствующими выходами блока декодирования и блока контроллера буферной памяти, а группой входов/выходов со второй группой входов/выходов блока контроллера шины ЭВМ; при этом группа входов блока декодирования подключена к группе входов устройства. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области радиоэлектроники, в частности, к системам передачи и приема сигналов цифровых данных, встроеннных в структуру видеосигнала.

Известно устройство выделения измерительных сигналов, встроенных в видеосигнал в интервал гасящего импульса полей и передаваемых в одной или нескольких строках телевизионного кадра, называемых испытательными (М.П. Кривошеев "Основы телевизионных измерений". 1989, Радио и связь (Москва), с. 46-48).

Данное устройство выделения содержит блок выделения испытательных сигналов и сопряженное с ним измерительное устройство, в качестве которого может быть использован осциллограф.

Недостатком данного устройства является невозможность использования его для приема цифровых сигналов дополнительной информации, передаваемой в структуре видеосигнала.

Известно устройство для обработки сигналов телетекста, содержащее блок буферной памяти, блок декодирования, а также микропроцессор, который обеспечивает прием и обработку занесенных в буферную память данных за период времени, не превышающий время передачи 1 страницы, основную память, модуль управления, который по команде пользователя формирует подаваемый на микропроцессор управляющий сигнал по выводу на экран соответствующей страницы телетекста, и видеопроцессор, который формирует управляющие сигналы для формирования телевизионного изображения текста. Данное устройство предназначено для воспроизведения на экране телевизионного приемника передаваемой цифровой информации в структуре видеосигнала в объеме 1 страницы (Заявка ФРГ N 4028942, кл. Н О4 N 5/445).

Недостатком данного устройства является невозможность непрерывного запоминания и накапливания всей информации, передаваемой по телевизионному каналу в режиме реального времени, что обусловлено конструктивными недостатками устройства его низким быстродействием и ограниченными возможностями его памяти.

Кроме того, данное устройство обеспечивает прием информации, передаваемой только в конкретных, определяемых стандартом передачи телетекста, строках телевизионного кадра, и не способно принимать информацию, передаваемую в произвольных, в том числе во всех строках кадра.

К недостаткам устройства также следует отнести значительное время доступа к заказанной пользователем странице телетекста, так как время доступа включает в себя время ожидания передачи данной страницы в телевизионном канале.

В основу изобретения положена задача создания устройства для приема и обработки цифровых данных, передаваемых в структуре телевизионного сигнала, с таким конструктивным исполнением, которое позволит в режиме реального времени непрерывно принимать, обрабатывать и накапливать в ЭВМ, сопрягаемой с устройством, всю информацию, непрерывно поступающую на вход устройства из приемного устройства телевизионного сигнала после соответствующего преобразования его из аналогового в цифровой и встроенную как в отдельные строки, так и во все строки телевизионного кадра; значительно снизить время доступа к отдельным страницам телетекста; настраиваться на любой стандарт передачи информации.

Поставленная задача решается тем, что в устройство, содержащее блок декодирования, блок буферной памяти, дополнительно введены блок обработки данных, выполняющий функции преобразования данных из последовательного формата в параллельный, который в частном случае выполнения реализует также функцию контроля и коррекции принимаемых данных на основе методов избыточного кодирования, группа входов которого соединена с группой выходов блока декодирования; блок контроллера буферной памяти, первая группа входов которого соединена с группой выходов блока обработки данных, группа входов/выходов с группой входов/выходов блока буферной памяти, а первая группа выходов с группой входов блока буферной памяти; блок контроллера шины ЭВМ, группа входов которого соединена с второй группой выходов блока контроллера буферной памяти, а первая группа входа/выхода соединена с группой входа/выхода устройства; блок управления, выполняющий функции синхронизации работы всего устройства и управления режимами чтения записи, а также формирования и хранения кода состояния устройства, программируемого кода синхропоследовательности и в частном случае выполнения кода обработки данных, соединенный своими соответствующими группами выходов с соответствующими группами входов блока декодирования, блока обработки данных, блока контроллера буферной памяти и блока контроллера шины ЭВМ, своими соответствующими группами входов с соответствующими группами выходов блока декодирования и блока контроллера буферной памяти, а группой входов/выходов с второй группой входов/выходов блока контроллера шины ЭВМ; при этом группа входов блока декодирования подключена к группе входов устройства.

Данное устройство обеспечивает прием и первичную обработку информации в режиме реального времени и передачу ее в ЭВМ для дальнейшего использования (накопления, вторичной обработки, отображения на дисплее компьютера и т.д.) с применением средств ЭВМ. При этом время доступа к любой странице принятой информации не превышает время доступа к любым данным, хранящимся в пямяти ЭВМ.

На фиг.1 показана функциональная схема устройства; на фиг.2 структурная схема блока обработки данных в частном случае выполнения; на фиг.3 - структурная схема блока управления.

Устройство содержит блок декодирования 1, блок обработки данных 2, блок контроллера буферной памяти 3, блок буферной памяти 4, блок контроллера шины ЭВМ 5, блок управления 6. При этом группа входов 7 блока декодирования 1 подключена к группе входов 8 устройства, группа выходов 9 блока декодирования 1 к группе входов 10 блока обработки данных 2, а группа выходов 11 блока декодирования 1 к группе входов 12 блока управления 6; группа выходов 13 блока обработки данных 2 подключена к группе входов 14 блока контроллера буферной памяти 3, который группой входов/выходов 15 соединен с группой входов/выходов 16 блока буферной памяти 4, а группой выходов 17 соединен с группой адресных входов 18 блока буферной памяти 4, группой выходов 19 с группой входов 20 блока контроллера шины ЭВМ 5, группа входов/выходов 21 которого соединяется с группой входов/выходов 22 блока управления 6, а группой входов/выходов 23 с группой входов/выходов 24 устройства; группа выходов 25 блока управления 6 соединена с группой входов 26 блока декодирования 1, группа выходов 27 блока управления 6 соединена с группой входов 28 блока обработки данных 2, группа выходов 29 блока управления 6 соединена с группой входов 30 блока контроллера буферной памяти 3 и группа выходов 31 блока управления 6 соединена с группой входов 32 блока контроллера шины ЭВМ 5, а группа входов 33 блока управления 6 соединена с группой выходов 34 блока контроллера буферной памяти 3.

В частном случае выполнения блок обработки данных 2 содержит блок преобразования формата 35, блок контроля и восстановления данных на основе избыточного кодирования 36 и выходной мультиплексор 37. При этом группа входов 38 блока преобразования формата 35 подключена к группе входов 10 блока обработки данных 2, вход 39 блока преобразования формата 35 подключен к соответствующему входу из группы входов 28 блока обработки данных 2, а группа выходов 40 блока преобразования формата 35 соединена с группой входов 41 блока контроля и восстановления данных 36 и с группой входов 42 выходного мультиплексора 37, к группе входов 43 которого подключена группа выходов 44 блока контроля и восстановления данных 36, группа входов 45 соединена с соответствующими входами группы выходов 28 блока обработки данных 2; вход 46 выходного мультиплексора 37 подключен к соответствующему входу из группы входов 28 блока обработки данных 2, а группа выходов 47 выходного мультиплексора 37 подключена к группе выходов 13 блока обработки данных 2.

Блок управления 6 содержит регистр кода синхропоследовательности 48, регистр кода обработки 49, блок управления режимами чтения/записи 50 и регистр состояния 51. При этом группа входов 52 регистра кода синхропоследовательности 48, группа входов 53 регистра кода обработки 49, группа выходов 54 регистра состояния 51, группа входов 55 блока управления режимами чтения/записи 50 подключены к соответствующим входам/выходам группы входов/выходов 22 блока управления 6. Группа выходов 56 регистра кода синхропоследовательности 48 подключена к группе выходов 25 блока управления 6. Группа выходов 57 регистра кода обработки 49 подключена к группе выходов 27 блока управления 6. Группа входов 58 регистра состояния 51 подключена к группе выходов 59 блока управления режимами чтения/записи 50, выход 60 которого подключен к соответствующему выходу группы выходов 27 блока управления 6. Группа выходов 61 блока управления режимами чтения/записи 50 подключена к группе выходов 31 блока управления 6. Группа выходов 62 блока управления режимами чтения/записи 50 подключена к группе выходов 29 блока управления 6. Группа входов 63 блока управления режимами чтения/записи 50 подключена к группе входов 12 блока управления 6. Группа входов 64 блока управления режимами чтения/записи 50 подключена к группе входов 33 блока управления 6.

Устройство работает следующим образом. Перед приемом цифровой информации производится настройка устройства на формат стандарта принимаемой информации. Для этого в блок управления 6 через группу входов/выходов 22 из блока контроллера шины ЭВМ 5 с группы входов/выходов 21 записывается код синхропоследовательности, являющийся признаком начала передаваемой цифровой информации, и в частном случае выполнения код, определяющий способ контроля и восстановления данных на основе методов избыточного кодирования. После завершения настройки устройство переводится в режим приема цифровой информации.

Устройство обеспечивает выполнение двух основных режимов режима приема цифровой информации, ее обработки и записи в блок буферной памяти 4 и режима считывания информации из устройства в ЭВМ. При этом режиму приема информации отдается приоритет по сравнению с режимом считывания, который происходит на фоне основного режима приема. Управление приоритетом обеспечивается блоком управления 6.

В режиме приема цифровой информации блок декодирования 1 начинает анализировать данные, поступающие на его вход 7 с входа устройства 8, и сравнивать их с кодом синхропоследовательности, поступающим из блока управления 6 на группу входов 26. Как тлько анализируемые данные совпадают с кодом синхропоследовательности, являющимся признаком начала передаваемой информации, блок декодирования 1 на своей группе выходов 11 формирует сигнал запуска обработки данных, который поступает на группу входов 12 блока управления 6, который начинает управлять режимом записи поступающих данных в буферную память 4. В случае отсутствия в анализируемой информации заданного кода синхропоследовательности в группе выходов 11 блока декодирования 1 формируется сигнал отсутствия синхронизации, который поступает на группу входов 12 блока управления 6.

В начале процесса записи данных блок управления 6 в соответствии с поступившим на группу входов 12 сигналом запуска обработки данных формирует на соответствующем выходе группы выходов 27 сигнал запуска блока обработки данных 2. Блок обработки данных 2 осуществляет преобразование данных из последовательного формата в параллельный и передает их на соответствующие выходы группы выходов 13, откуда они поступают на соответствующие входы группы входов 14 блока контроллера буферной памяти. После окончания обработки блок 2 формирует сигнал готовности данных блоку контроллера буферной памяти 3.

В частном случае выполнения блока обработки данных 2 этот блок работает следующим образом. Сигнал запуска блока обработки данных 2 с соответствующего входа группы входов 28 блока обработки данных 2 поступает на вход 39 блока преобразования формата 35, находящегося в блоке обработки данных 2, разрешая тем самым преобразование из последовательного кода в параллельный.

Блок преобразования формата 35, находящийся в блоке обработки данных 2, преобразует принимаемую с входа 10 блока обработки данных 2 цифровую информацию из последовательного кода в параллельный. Данные поступают на вход 38 блока преобразования формата 35 в последовательном виде и преобразовываются в параллельный формат. Далее данные поступают на группу входов 41 блока контроля и восстановления данных 36 и группу входов 42 выходного мультиплексора 37. В случае, если код обработки данных, поступающий на группу входов 28 блока обработки данных 2, свидетельствует о том, что данные должны быть проверены и откорректированы, блоком контроля и восстановления данных 36 выполняется контроль и восстановление (коррекция) данных на основе методов избыточного кодирования в соответствии с кодом обработки, поступающим на группу его входов 45 с группы выходов 27 блока управления 6. После этого данные поступают на группу входов 43 выходного мультиплексора 37. В случае, если код обработки данных, поступающий с группы входов 28 блока обработки данных 2, свидетельствует о том, что производить контроль и восстановление данных не нужно, данные могут быть переданы на группу выходов 13 блока обработки 2 без выполнения функций контроля и восстановления. С соответствующего выхода группы выходов 27 блока управления 6 на адресный вход 46 выходного мультиплексора 37 подается код, разрешающий или запрещающий контроль и восстановление данных. В соответствии с ним на группу выходов 47 выходного мультиплексора 37 и соответственно на группу выходов 13 блока обработки данных 2, подаются в первом случае откорректированные данные в параллельном формате с группы выходов 44 блока контроля и восстановления данных 36, а во втором случае неоткорректированные данные в параллельном формате с группы выходов 40 блока преобразования формата 35.

Блок контроллера буферной памяти 3 обеспечивает взаимодействие устройства с блоком буферной памяти 4. По сигналу готовности данных из блока обработки данных 2 он формирует временную диаграмму записи данных в блок буферной памяти 4 и формирует данные на соответствующих выходах группы входов/выходов 15, а также адреса на группе выходов 17.

Данные в блоке буферной памяти 4 условно разделены на пакеты. По мере накопления очередного пакета блок контроллера буферной памяти 3 формирует сигнал признака готовности пакета данных на группе выходов 34, который принимается в блоке управления 6. Блок управления 6 формирует на соответствующих выходах из группы входов/выходов 22 сигнал состояния готовности пакета данных, на основании которого блок контроллера шины ЭВМ 5 генерирует на соответствующих выходах из группы входов/выходов 23 и соответственно на соответствующих выходах из группы входов/выходов 24 устройства сигнал прерывания ЭВМ. Если время реакции ЭВМ на прерывание превышает время заполнения всего объема буферной памяти, то блок управления 6 формирует на соответствующих выходах группы входов/выходов 22 сигнал состояния потери данных, который с соответствующего выхода группы входов/выходов 23 блока контроллера шины ЭВМ 5 поступает в ЭВМ. В этом случае для корректного функционирования устройства необходимо перевести его в режим настройки для повторной инициализации.

Режим считывания данных из блока буферной памяти 4 инициализируется ЭВМ после получения сигнала прерывания от блока контроллера шины ЭВМ 5. ЭВМ выставляет сигнал запроса на чтение данных, поступающий на соответствующие входы из группы входов/выходов 23 блока контроллера шины ЭВМ 5. Данный сигнал запроса поступает на соответствующие входы группы входов/выходов 22 блока управления 6, который после завершения очередного цикла режима записи данных в блок буферной памяти 4 формирует запрос на чтение данных на своей группе выходов 29, поступающий на группу входов 30 блока контроллера буферной памяти 3.

Блок контроллера буферной памяти 3 по сигналу запроса на чтение данных формирует временную диаграмму чтения данных из блока буферной памяти 4 и выставляет адрес чтения на группе выходов 17. Данные с соответствующих выходов группы входов/выходов 16 поступают из блока буферной памяти 4 в блок контроллера буферной памяти 3 и далее поступают через группу выходов 19 блока контроллера буферной памяти 3 на группу входов 20 блока контроллера шины ЭВМ 5, который обеспечивает выдачу данных на шину ЭВМ через соответствующие выходы группы входов/выходов 24 устройства.

Блок управления 6 работает следующим образом. В процессе настройки устройства на формат стандарта принимаемой информации в регистр кода синхропоследовательности 48 и регистр кода обработки 49, записываются соответствующие коды, которые поступают с соответствующих выходов группы входов/выходов 22 блока управления 6. Далее с группы выходов 56 регистра синхропоследовательности 48 код синхропоследовательности поступает на группу выходов 25 блока управления 6, а с группы выходов 57 регистра кода обработки 49 код обработки поступает на группу выходов 27 блока управления 6, обеспечивая тем самым настройку устройства на способ контроля и восстановления данных.

В режиме записи информации в блок буферной памяти 4 блок управления режимами чтения/записи 50 принимает сигналы на группу входов 63, свидетельствующие о совпадении принимаемой информации с заданным кодом синхропоследовательности, поступающие с группы выходов 11 блока декодирования 1 на группу входов 12 блока управления, и в зависимости от их состояния либо формирует последовательность управляющих сигналов на выходе 60 и соответственно на одном из выходов группы выходов 27 блока управления 6 и на группе выходов 62 и соответственно на группе выходов 29 блока управления 6, обеспечивая тем самым выполнение режима записи информации в буферную память 4, либо при несовпадении принимаемой информации с заданным кодом синхропоследовательности блок управления режимами чтения/записи 50 формирует код состояния несовпадения на группе выходов 59, который записывается в регистр состояния 51 и может быть передан в контроллер шины ЭВМ 5.

По мере записи данных в блок буферной памяти 4 управления режимами чтения/записи 50 получает на группе входов 64 сигналы готовности пакетов данных и формирует соответствующие управляющие сигналы на группе выходов 61 для запуска блока контроллера шины ЭВМ 5, а также на группе выходов 59 формирует код состояния готовности пакета данных, записываемый в регистр состояния 51. По мере заполнения буферной памяти блока буферной памяти 4 блок управления режимами чтения/записи 50 контролирует степень ее заполнения и в случае отсутствия сигналов запроса на считывание данных, инициируемых ЭВМ, в определенный момент формирует на группе выходов 59 код состояния потери данных, записываемый в регистр состояния 51.

В режиме считывания данных из блока буферной памяти 4 в ЭВМ блок управления режимами чтения/записи 50 получает на группе входов 55 сигналы запроса на чтение данных с группы входов/выходов 22 блока управления 6 и ожидает окончание цикла записи данных в блок буферной памяти 4, после чего формирует на группе выходов 62 управляющие сигналы, поступающие на блок контроллера буферной памяти 3, а на своей группе выходов 61 сигналы для управления блоком контроллера шины ЭВМ 5, обеспечивая тем самым прохождение информации из блока буферной памяти 4 через блок контроллера буферной памяти 3 и блок контроллера шины ЭВМ 5 на соответствующие выходы группы выходов/входов 24 устройства.

Изобретение может быть использовано в сети приема телевидения для распространения данных произвольной структуры, в том числе и телетекста. Наиболее эффективно устройство может быть применено для приема циркулярной информации в широковещательной сети.

Формула изобретения

1. Устройство для приема и обработки цифровых данных, передаваемых в структуре телевизионного сигнала, содержащее блок декодирования, блок буферной памяти, отличающееся тем, что содержит блок обработки данных, выполняющий функции преобразования данных из последовательного формата в параллельный, группа входов которого соединена с группой выходов блока декодирования, блок контроллера буферной памяти, первая группа входов которого соединена с группой выходов блока обработки данных, группа входов-выходов с группой входов-выходов блока буферной памяти, а первая группа выходов с группой входов блока буферной памяти, блок контроллера шины ЭВМ, группа входов которого соединена с второй группой выходов блока контроллера буферной памяти, а первая группа входов-выходов соединена с группой входов-выходов устройства, и блок управления, выполняющий функции хранения программируемого кода синхропоследовательности, синхронизации работы всего устройства и управления режимами чтения записи, а также формирование и хранение кода состояния устройства, соединенный своими соответствующими группами выходов с соответствующими группами входов блока декодирования, блока обработки данных, блока контроллера буферной памяти и блока контроллера шины ЭВМ, своими соответствующими группами входов с соответствующими группами выходов блока декодирования и блока контроллера буферной памяти, а группой входов-выходов с второй группой входов-выходов блока контроллера шины ЭВМ, при этом группа входов блока декодирования подключена к группе входов устройства.

2 Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок обработки данных выполнен с возможностью осуществления им функции контроля и коррекции принимаемых данных на основе методов избыточного кодирования, а блок управления выполнен с возможностью осуществления им функции хранения кода обработки данных.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок обработки данных содержит блок преобразования формата, выполняющий функцию преобразования данных из последовательного формата в параллельный, блок контроля и коррекции данных, выполняющий функцию проверки правильности данных в соответствии с методами избыточного кодирования, формирование скорректированных данных и сигнала признака наличия ошибок, выходной мультиплексор, причем группа входов блока преобразования формата подключена к группе входов блока обработки данных, соединенной с группой выходов блока декодирования, группа выходов блока преобразования формата подключена к первой группе входов блока контроля и восстановления данных и к первой группе входов выходного мультиплексора, группа выходов блока контроля и восстановления данных подключена к второй группе входов выходного мультиплексора, а группа выходов выходного мультиплексора подключена к группе выходов блока обработки данных, вход блока преобразования формата, вторая группа входов блока контроля и восстановления данных, а также адресный вход выходного мультиплексора подключены к соответствующим входам из группы входов блока обработки данных, которая подключена к соответствующей группе выходов блока управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3