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怎么实现基于Nios II DTMB单频网适配器的设计？

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2021-5-31 07:01:29　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × Dockert 该类别下有 10 个回答。邀请回答 cmh22 该类别下有 10 个回答。邀请回答 milly888 该类别下有 9 个回答。邀请回答 testd012 该类别下有 9 个回答。邀请回答 wupei1024 该类别下有 9 个回答。邀请回答报纸弟弟麦花该类别下有 9 个回答。邀请回答 nvhwyrwerw 该类别下有 9 个回答。邀请回答 tutu10 该类别下有 9 个回答。邀请回答 scmywkf 该类别下有 8 个回答。邀请回答 st94wo 该类别下有 8 个回答。邀请回答 04860860686 该类别下有 8 个回答。邀请回答 vtwterwer 该类别下有 8 个回答。邀请回答 kingnet_52040 该类别下有 8 个回答。邀请回答 wyerwwr 该类别下有 8 个回答。邀请回答 hanyan533 该类别下有 8 个回答。邀请回答 h1654155957.9683 该类别下有 7 个回答。邀请回答 411easddzf 该类别下有 7 个回答。邀请回答 LDF7803 该类别下有 7 个回答。邀请回答 zhuo85 该类别下有 7 个回答。邀请回答宋小辉1 该类别下有 7 个回答。邀请回答举报李恩佳相关推荐 • 如何延长电源适配器的寿命 3615 • 电源适配器是指什么？电源适配器有哪些优点？ 4955 • 选择适配器芯片时需要考虑哪些问题？ 1279 • 电源适配器可以给蓄电池充电吗 10763 • ZENA无线适配器的功能 2147 • 怎么理解SDIO框图中适配器这个词 2973 • 串行适配器的作用是什么？ 4603 • 如何去实现一种高效串口转以太网适配器的设计？ 1205 • AC/DC开关电源适配器有什么优点？ 1786 • 如何实现DC适配器和电池间的切换以及电池充放电监测？ 5110 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 1 引言作为地面数字电视的组网方式之一，单频网（SingleFrequendy Network，SFN）具有节省频率资源和能实现大范围无线覆盖的特点，在世界各地得到广泛应用。组建单频网要解决的一个难题是发射机的同步问题，为此单频网引入了GPS接收机和单频网适配器来实现全网的同步。 2006年8月具有自主知识产权的DTMB标准正式确定为中国地面数字广播传输标准，该标准中，系统的信号帧与绝对时间同步，与DVB-T等标准相比，实现单频网更具优势。 2 单频网适配器总体实现方案单频网主要有中心发射站的单频网适配器、GPS接收机、中转站的同步系统以及支持单频网模式的调制器组成。在中心发射站，单频网适配器每隔一个兆帧就往MPEG-2码流中插入一个MIP包（Mega-frame. Initial-ization Packet）。MIP包中携带有传输参数信令（TPS）、同步时间标签（STS）和最大延迟等重要参数。经单频网适配器处理的码流通过初级分布网络传输到中转站后，中转站的同步系统从MIP中提取出TPS等重要信息后调整本地发射机的发射时间和频率，从而实现网络同步。 DTMB的单频网适配器主要由FPGA实现的核心功能模块和基于Nios II软核CPU实现的控制模块组成，如图1所示。核心功能模块即适配器模块，主要实现MIP包计算和插入，可编程参考时钟（PCR）校正，传输流速率适配以及DS3输出接口的适配；控制模块主要实现人机交互部分如键盘和LCD的控制以及适配器模块工作方式的控制。图1中，FLASH，SRAM和SDRAM用来存储FPGA的配置信息和系统控制程序，DDS模块用来产生输出码流所需时钟。通过键盘和LCD接口，用户可设置系统的工作模式，了解系统的工作状态。2路ASI码流经过专门的接口芯片后输入到 FPGA，适配器模块根据用户的设置在码流中插入相应的MIP包，最终输出为2路ASI接口的码流，一路光纤接口的码流，一路DS3接口的码流。适配器模块作为自定义组件通过Avalon总线挂接在Nios II系统中，它与Nios II的接口如图2所示。 Nios II通过设置适配器模块（技术指标见表1）内的控制寄存器来控制适配器模块，通过读其内部的状态寄存器了解工作状态，或通过中断信号产生报警信息。 3 关键技术实现适配器的设计难点在于自定义组件适配器模块的实现，具体包括硬件逻辑的实现以及驱动程序的编写，下面主要讨论难度较大的硬件逻辑实现。 1）适配器模块的实现实现框图见图3，输入的MPEG-2 TS流先要同步，找到TS流的包头，去掉空包后输入FIFO。包复用模块按照时钟产生模块输出数据，同时插入MIP包。当FIFO中数据不足时，则插入空包模块产生的空包。由于码流重组和速率适配，导致各包在适配器中停留时间不一致，因此要进行PCR校正。本文PCR校正采用置入法，即在输入码流中检测到 PCR包后，将包中的PCR值减去系统27MHz时钟当前的计数值；当输出缓存中检测到PCR包后，将包中已改过的PCR值加上系统27 MHz时钟当前的计数值，这样，用一套计数器就可完成PCR校正和更新。 2） MIP包的计算和插入如图4所示，根据GPS接收机收到的10 MHz和1 pulse／s信号算出STS值，同时根据Nios II的控制信息产生TPS和最大延时参数，再生成32位的CRC校验值并复合成MIP包。其中，CRC32用的校验多项式为D32+D26+D23+ D22+D16+D12+D11+D10+D8+D7+D5+D4+D2+D+1。由于CRC32校验码的实时性要求较高，因而采用并行算法--查表法。 DTMB系统兆帧的持续时间正好为1 s，MIP中的STS值在理论上应不变，因此第M个MIP包中的STS可表示为第M个兆帧实际开始的时刻与其前面最近的1 pulse／s信号的时间间隔。同时，由于STS的值用GPS的10 MHz时钟计数，精度为100 ns。 3） DS3成帧模块为使中转站通过SDH网络接收码流，DTMB单频网适配器增加了DS3输出接口。DS3是由复帧构成的，一个复帧分为7个子帧，1个子帧分成8块具有85 bit的比特块，每块的第一个比特是开销比特，其他84 bit用于传送净荷。所以一个复帧有56个开销比特。包复用模块产生的码流是MPEG-2的TS流，因此需要一个DS3成帧模块以实现到SDH网络的适配。DS3成帧模块的实现框图如图5所示。在一个复帧的开销比特中，除奇偶校验比特外，其他开销比特在特定的网络环境中一般都是固定的，所以单独计算奇偶校验比特。复帧内的各比特块以及各比特的确定主要靠2个计数器来实现，一个用来指示比特块，范围是0～55，一个用来指示比特块内的每个比特，范围是 0～84。通过这2个计数器可在适当位置插入开销比特和净荷数据，从而完成到SDH网络的适配。系统软件的设计主要完成人机交互程序，从按键式控制面板中获得用户提供的参数并提交给适配器模块，同时控制LCD来提供系统的反馈信息和报警信息。系统控制部分的流程如图6所示。 4 测试结果与结论利用码流发生器、DTMB调制器、数字机顶盒、电视机搭建了一套测试系统。码流发生器产生的码流首先输入单频网适配器，对输入码流进行MIP包插入等处理再送到DTMB调制器，输出到接收机顶盒进行解调译码。测试结果表明，调制器能正确检测出单频网适配器插入的MIP包，能根据MIP包内容调整工作模式，如FEC码率、保护间隔和调制方式等。对DTMB的33种传输速率都进行了测试，表明单频网适配器支持全部传输速率，调制器能识别所有工作模式。同时，机顶盒能正常接收解调并输出视频图像，未见停滞、马赛克等现象。对单频网适配器输出端码流的PCR 特性进行测试，表明码流重组和PCR校正正确，完全满足MPEG-2的接口规范。本文介绍了一种基于Nios II的DTMB单频网适配器的设计方案，实现了MIP包插入、传输速率适配和PCR校正等核心功能，支持DTMB标准的全部33种净荷速率，对内部算法拥有完全的自主知识产权。同时，设计时预留一个以太网接口，以方便用户通过以太网口控制单频网适配器的工作模式。

2021-5-31 15:22:20 评论举报袁伟