CN1139259C - 把信号源耦合到数据总线和与目的地间耦合打包信号的装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于产生一个用来通过总线耦合压缩形式的数字声音、视频和数据信号的信号的***。处理装置把数字声音、视频和数据信号格式化为超级信息包以便通过总线传输。每个超级信息包包括代表数字声音、视频和数据信号的时间印记和传送信息包。超级信息包具有固定的持续时间，并以可变间隔出现。设备接收超级信息包信号，并可利用时间印记以用于时钟同步。记录和重放设备处理了在记录时可变的超级信息包信号的发生。重放的时间印记被利用来控制超级信息包信号的恢复从而能获得与进行总线传输而格式化时几乎同样的持续时间和出现。简化的总线耦合设备之间的超级信息包。一个标记被加到超级信息包信号以提供对设备总线接口的自动控制。自动的接口控制也响应于设备控制的状态。

Description

把信号源耦合到数 据总线和与目的地间耦合打包信号的装置
本申请是在1994年8月19日提交的序列号为08/292,908的申请的部分继续申请。
本发明涉及用于连接声音、视频和数据处理***的总线接口***/装置，具体地涉及用于数字记录和重放的数字信号的连接。
发明背景
声音/视频电子技术中，在总线结构上各种类型的消费者电子处理设备的互连是熟知的，通过该互连使得在一个设备中可提供的信号可由被连接在各总线上的另一个设备所使用。例如，可由电视接收机提供的声音/视频信号可被加到盒式视频记录设备加以存储，或来自电视接收机的音频信号可被加到组合立体声***以便重放等。这种类型的音频/视频互连***的例子可在美国专利4,575,759；4,581,664；4,647,973和4,581,645中见到。
分布在这些模拟总线***中的信号相对地是自控制的。也就是，它们包括为连接到总线的各个设备所必需的所有定时信息，以便译码各自的信号。
当前有多种压缩的音频和视频传输***，例如，被建议用于陆地高清晰电视广播的大联盟(Grand Alliance)HDTV***，或当前通过卫星来广播压缩的NTSC信号的Direc TVTM***。这两种***都以传送信息包形式发送节目材料，并且对于不同节目和/或节目部分的传送信息包可以在公共的频带上被时分复用。各个信息包在接收后和发送前要经过噪声检测/纠错编码，此后使传送信息包在接收机被重建。另一方面，用于压缩信号的记录装置(例如，VCR(盒式视频记录设备)或视盘)和创建装置(例如，摄影机或摄象机)可以按相同信息包格式处理压缩信号，然而，它们不需要相同的噪声处理。结果，在处理部件之间的信号的输送非常方便地以通过总线连接的信息包的形式来实现。处理部件通过总线接口被连接到总线，该总线接口可提供到每个处理部件去的或来自每个处理部件的双向连接。总线接口被连接到被包括在总线中的一对控制线，它提供了由主控制器实行的控制通信。需要一种用于相互连接的简化的方法，它不要求主控制器通过控制导线被连接到每个总线接口。这样的简化的相互连接方法可使信号源自动连接到信号目的地，另外，可避免两个信号源利用同一根总线导线。简化的相互连接方法可利用单对总线导线。
D2B***有限公司的欧洲专利申请0609578 A2，涉及用多个数据信道的用于多路复接数字声音信号的本地通信***。
发明概要
本发明涉及用于把打包的信号的源可控制地耦合到数据总线的装置。该装置包括标记产生器，它被可控制地耦合到源以及从该信号源接收打包的信号。交换矩阵响应于标记产生器从被控制来从该标记产生器接收打包的信号以便耦合到数据总线。标记产生器响应于来自信号源的可控制的耦合，把一个标记加到打包的信号，以便使交换矩阵能把打包的信号和标记耦合到数据总线。
本发明也涉及用于在信号源和信号目的地之间耦合打包的信号的装置。第一交换矩阵可控制地耦合来自信号源的打包的信号。被耦合到第一交换矩阵的数据总线从第一交换矩阵接收打包的信号。第二交换矩阵把打包的信号从数据总线可控制地耦合到信号目的地。标记产生器被耦合到信号源，并被可控制地耦合到第一交换矩阵。标记检测器被耦合到数据总线，并被可控制地耦合到第二交换矩阵。标记产生器把一个标记加到打包的信号，并控制第一交换矩阵，以便把打包的信号和标记耦合到数据总线。标记检测器检测标记和打包的信号，并控制第二交换矩阵，以便打包的信号和标记耦合到信号目的地。
附图简述
现在将参照以下附图描述本发明，其中：
图1是包括多个总线/设备接口的总线硬件的菊花链接连接的本发明实施例的方框图；以及
图2是图1中的一个总线接口的一部分的方框图；以及
图3是显示通过数据总线被连接到定时扰动的源和本发明的超级信息包恢复块的接收机的第一***方框图。
图4A是按照第一种安排的总线超级信息包的波形和图形表示，以及
图4B显示了另一种超级信息包安排；以及
图5是包括连接到数字式视频记录设备和视频回放设备的接收机以及采用各种不同的本发明的实施例的***的方框图；
图6和7是用于构成超级信息包的装置的方框图；以及
图8是包括数字式视频记录设备和视频回放设备以及采用各种不同的本发明的实施例的再一个***的方框图。
图9是被有利地使用于图8和10的本发明的控制器的电路图。
图10是包括数字式视频记录设备和视频回放设备以及采用各种不同的本发明的实施例的另一个***的方框图。
详细描述
参照图1，图上显示了由AVD(声音-视频-数据)总线互连的AVD总线接口的级联。每个接口是双向的，这样它可被调控成提供信号给设备部件或从设备部件接收信号。然而，它不能同时进行这二者，在一个过程中它将按条件进行这一项或那一项。每个接口包括一个输出缓冲器OB，用于以由总线提供的信号驱动设备部件。每个接口包括一个输入缓冲器IB，用于以由设备部件提供的信号驱动总线。输入和输出缓冲器能通过由主控制器控制的交换装置选择地连接到总线。这样，可以高度灵活地确定把信号加到总线或从总线接收信号的方向。
每个接口在其到AVD总线的两个连接处可包括半双工收发器，用于把信号从总线连接到接口。总线包括一对控制线，在其上传送来自主控制器的串行控制信号。控制信号可以包括地址，从而使各个接口可被选择地控制。
图2上显示了示例性接***换装置。在该图上，假定AVD总线由三对线或六条导线组成。所有线对载送串行比特信号。两条导线(控制线对)被分配来载送控制信号。每个译码器载送一个独特的地址，它使各个命令能被传送到特定的接口。响应于针对特定的接口的控制信号，译码器输出操纵信号给各个多路分接器01，02，03和04。控制信号确定：各个总线导线中的哪些条被连接到输出端口00T，然后它们又被连接到输出缓冲器OB；以及各个总线导线中的哪些条被连接到输入端口IN，然后又被连接到输入缓冲器IB；以及哪些条导线将穿过在右端和左端的输入/输出端口之间的接口。多路分接器的使用允许在部件之间的菊花链接连接被断开，以便在使用相同的导线的同时允许进行在断开的任一端的部件之间的独立通信。因此，用较少的导线可实行在总线结构中更多数量的独特的通信。
图3A显示了使用集成接收机译码器或IRD100的第一个示例性***，该IRD通过有利的接***换装置101被连接到AVD总线500，如图1和2所示。电视接收机显示器110被连接到IRD100，并接收射频或基带视频信号以用于显示。AVD总线500耦合控制信号数据和两个信号格式数据流。
在图3A中，要被传送的信号以例如在MPEG2视频标准的***层中或在大联盟(Grand Alliance)信号格式的传送层中所规定的传送信息包形式被提供。在MPEG2视频标准和Grand Alliance信号格式的传送层中，传送信息包和时间印记或PCR(节目时钟参考)有关联，它们允许本地***时钟重新同步到原先的编码器时钟频率上。因此，在同步了本地***时钟发生器以后，传送的信息包可被处理以去除抖动或定时扰动(它们例如可在传输期间通过切换的总线结构和处理等而被积累起来)。然而，传送信息包可受到抖动和定时不连续性的影响，基于输送的信息流中可变的和特定间歇的时间印记的出现，这些抖动和定时的不连续性可能是不可纠正的。AVD总线500被显示为连接到定时抖动的信号源，方块05，它可把定时误差Δt传给在总线上出现的数据流。定时扰动或抖动源可以来源于总线切换、总线裁决、时基调制或记录和重放。其上有定时误差Δt的AVD总线被连接到方块50。它可去除定时误差分量，并恢复总线信号分量。
为了易于从AVD信号中去除定时误差Δt，在通过AVD总线500传输以前，IRD 100处理传送信息包，以构成另一个信息包，在此处表示为超级信息包。每个超级信息包包括时间印记、传送信息包和可包括重放速率代码的保留数据区。图4A和4B显示了两个时间印记实施例。时间印记是一个定时代码，它是在特定时刻(例如，在帧时钟脉冲出现时)对时钟计数采样的样本。时间印记可被用来便利于纠正印刻在每个超级信息包及其内容上的定时抖动和扰动。重放速率代码可被记录设备用来确定要被记录或要被重放的特定信号所采用的速率。重放速率是相对记录速率被编码的，它由被连接到AVD总线的任何记录装置读出并使用。重放速率代码的目的是允许以相对较高的比特速率记录和以正常的比特速率重放。
图3A显示了集成接收机译码器IRD100，它从例如天线10或电缆源(图上未示出)接收射频信号。RF(射频)信号被调谐器11调谐，以接收和解调用户选择的节目。调谐器输出信息包信息流被耦合到方块12，信息包源，它把用户的特定节目传送信息流TP从出现在接收的信息包信息流中的其它节目信息流中分开。传送信息流被耦合到多路分接器13，在其中根据多路分接器控制器14的控制，从传送信息流中提取节目时钟参考值PCR。分接器控制器14受信息包定时脉冲P的控制来提取PCR，该信息包定时脉冲P正好和各个传送信息包的出现相重合，并表示传送信息包的出现。信息包定时脉冲P由信息包源12从节目传送信息流中得出。PCR值由方块13进行多路分接，它被送到锁存器15进行存储。
电压控制晶体振荡器17工作在27MHz的标称时钟频率上，并由时钟控制器16控制。控制信号E响应于存储在锁存器15中的接收的PCR值和通过在计数器18中计数VCXO17得出并存储在锁存器19中的锁存值之间的差值而被产生。这样，VCXO17就被接收的PCR值同步，它又代表了编码时的时钟频率。令TSn和TSn+1表示接连的时间印记值。令LCRn和LCRn+1表示存储在锁存器19中的相应的接连的计数值。时钟控制器16读出TS和LCR的接连的值，并构成正比于以下差值的误差信号E：
E|TSn-TSn+1|-|LCRn-LCRn+1|
误差信号E被用作为控制信号来调控压控振荡器17，以产生一个等于***时钟频率的频率(PCR就是根据该***时钟来进行编码的)。由时钟控制器16产生的误差信号E可以是脉宽调制信号的形式，通过低通滤波可以使它成为模拟误差信号，图上未示出。对该***的约束条件是：在***的每一端，即编码器、译码器和记录器的计数器计数相同的频率或其偶数倍。这就要求压控振荡器的标称频率非常接近于编码器中的***时钟的频率。
将会注意到，例如在图3，5，6和7所示，所产生的传送信息包的出现是和***时钟同步的。***时钟又通过位于传送信息流内的并在信息包源12中得出的PCR和编码器时钟同步。这些传送信息包的出现与接收机同步时钟协同地被加以时间印记，各个传送信息包在被加到AVD总线以前被用时间印记贴上标签。
超级信息包发生器98的工作情况如下。时间印记TS在锁存器20中被构成，它获取在计数器18中通过对振荡器VCXO17进行计数而产生的计数值。锁存的计数值在帧时钟信号FC的边沿的时刻处代表VCXO17的频率。时间印记TS被耦合到方块22，在其中时间印记与控制数据(例如来自控制器23的重放速率数据PB和来自延时器21的延时的传送信息包TP)相组合。格式化的超级信息包SP响应于控制器23的控制从发生器98的格式化方块22被耦合过来以便通过AVD总线500进行传输。
图4A是由AVD总线500输送的超级信息包信号的图形表示。帧时钟在一条总线导线上被提供，它可被用来表示在另一条AVD总线导线上超级信息包的出现或存在。当帧时钟FC处在高电平状态时，超级信息包在高电平状态内构成帧，并和高电平状态同时发生。帧时钟的高电平状态或工作期间是对于所有信息包的恒定持续期，在本例中，它等于191个八比特字节的持续时间。这191个字节在20-比特的时间印记、4-比特的重放速率代码和188-字节的传送信息包之间被划分。如果传送信息包少于188-字节，那么它被装载在超级信息包的传送信息包部分的前部。图4A显示了第一序列，其中数据的头20个比特代表时间印记，第二个4-比特代表重放速率代码，和最后的188字节包括传送信息包。图4B显示了第二种超级信息包安排，其中第一序列包括12比特保留数据(例如重放速率代码)，第二个20比特代表时间印记。超级信息包的最后部分包括传送信息包。超级信息包信息流以带有***的间隙的突发脉冲形式出现，其中突发脉冲包括超级信息包和传送信息包等，它们例如可以包含140或188字节，分别代表DSSTM和MPEG信息包。帧时钟的工作部分具有恒定的持续时间，并带有可变持续时间的不工作间隔，它相当于由删除的或未选择的单元信息流得出的间隙。这些可变的不工作期间可以在超级信息包的格式化上提供很大的灵活化。
时间印记是来自***时钟振荡器的计数的样本，该***时钟振荡器被假定为没有扰动地稳定运行。所以时间印记值或振荡器样本可被传送以用于振荡器同步。在相邻时间印记值之间的差值代表消逝的振荡器周期数，它可替代地被看作为代表消逝的时间间隔。然而，如果在时间印记之间的消逝的时间间隔被扰动或被打扰，即在时间印记之间的出现或间隔不同于在编码时的那样，那么时间印记值不能被用来控制或同步一个“接收”节点振荡器。
图3B以简化形式显示在超级信息包恢复块50内所采用的处理，该超级信息包恢复块利用超级信息块时间印记值来去除被刻印在例如从AVD总线500耦合来的信号上的定时误差Δt。超级信息包恢复块50操作如下。AVD总线500被由总线500的控制导线上的控制信号起动的接***换装置102接收。带有定时扰动的超级信息包信号SP+Δt被从数据总线耦合到多路分接器DEMUX52，后者从超级信息包读出时间印记。超级信息包信号也被耦合到缓冲存储器(存储超级信息包51)，后者响应于从AVD总线500的控制导线得到的帧时钟信号FC，从而受控制以便存储超级信息包。振荡器54具有稳定的自由振荡频率，并具有一个输出信号CK，后者被耦合到缓冲存储器51和计数器53。要求振荡器54具有的标称频率非常接近于编码器中的***时钟频率。计数器53的计数值CTR和多路分接的时间印记TS被耦合到缓冲存储读控制器读控制55。该读控制器把分开的时间印记值和自由运行振荡器计数进行比较，在其一致时产生一个读出或输出控制信号。输出控制信号被耦合到缓冲存储器51，后者响应于控制信号而输出相应的超级信息包。除了重建超级信息包起始时间以外，超级信息包比特速率由从振荡器54得出的时钟信号CK来恢复。这样，藉助于超级信息包时间印记和稳定的自由运行振荡器，定时误差Δt被去除，且每个超级信息包SP的定时出现被恢复从而在与由IRD 100的产生器98格式化时的几乎相同的时间出现。因为超级信息包被来自振荡器54的时钟信号定时输出，所以超级信息包具有与格式化时几乎同样的比特速率。因为超级信息包的出现和持续时间被恢复到名义上的格式化数值，因此可变长度的***的间隙也同样如此。恢复的超级信息包SP可被返还到AVD总线500，以便重新传送到在定时扰动源以外的其它总线接***换装置，或超级信息包SP可在一个这样的装置(超级信息包恢复块50构成该装置的一部分)内被利用。
通常，记录***依赖信号的存在与否来提供信号损耗检测的基本电平。另外，特别是在数字式记录***中，连续信号的存在对于数据时钟的恢复是有利的。因为磁记录***会遭受到可变的和不可预言的持续时间的随机信号的损失，因此采用具有恒定的比特率或时钟速率的记录信号是有利的。这样，利用这样的记录的信号，丢失数据的周期可被看作为记录媒体损耗的表示。
在图5中，总线接口102从总线500接收超级信息包的突发脉冲。超级信息包被耦合到信号分类器202，后者包含用于分开或读出超级信息包的各组成部分的多路分接器30。在图3的示例性***中，被记录在记录媒体405上的是超级信息包，而不是传送信息包。带有可变长度间隙的超级信息包被耦合到数据缓冲器281，它构成记录电路28的一部分。数据缓冲器281及其相关电路可以由从同步发生器99得出的信号作为时钟。同步发生器99可以被由稳定的VCXO时钟发生器产生的时钟信号同步。时钟发生器37在记录模式期间可被同步到超级信息包时间印记。数据缓冲器281把超级信息包的突发脉冲平滑化，以去除或大大地降低***的可变持续时间间隙。这样，超级信息包被处理以构成名义上的恒定比特速率信息流，用于在记录电路28内的处理。例如，Reed Solomen(里德·索罗门)检错纠错码可被计算和被加到如方块282所示的缓冲的超级信息包。缓冲的超级信息包数据，如所描绘的，可由格式同步块283进行存储。众所周知，在记录前改组或交织数据以便减轻媒介损坏的影响，媒体损坏会导致重放时的不能纠正的错误。改组或交织可在记录分段期间即头扫描或平均图象间隔期间内实行。除了改组以外，数据可被格式同步块283格式化，以产生具有一种数据结构的同步块，该数据结构可以包括标识磁道起始的前置或同步字、识别字、要被记录的数据(超级信息包)、以及后置字。
在一个被表示为记录块记录译码284的实施例中，错误编码的、改组的和同步块格式化的数据可以被进一步处理以用于记录编码。记录编码可被用来减少或消除数据流中的任何直流(DC)分量，而且也可被用来改造被处理的超级信息包信号的记录的频谱。
重放处理执行记录模式时的信号处理的反过程。重放信号在方块记录译码271中被进行代码变换，以恢复错误编码的改组的格式化数据信号。数据磁道的起始由同步字来标识，数据被按时钟信号的控制送入存储器，以去格式化同步块272表示，以便能把记录的改组的结构去格式化。存储块272以与在记录前采用的改组方式互补的方式被读出。这样，通过改组和去改组，媒体导致的错误被分散在被包含于记录扇区或磁道中的数据内。在去改组后，数据在方块273通过使用在记录处理期间所加上的示例性Reed Solomon码而被纠错。这样，从重放电路27的输出数据流401代表了如信息包缓冲器281产生的缓冲的超级信息包信息流。然而，为了起动由IRD 100的译码器24随后进行的译码，缓冲的超级信息包在方块453中被恢复，以便更接近地表示定时和间歇或突发，就像在记录以前由IRD100格式化的超级信息包的传递那样。超级信息包恢复电路450的操作类似于图3B所显示的，它将在说明振荡器和时间印记同步之后被描述。
图5显示了在数字记录器400中为了同步和定时目的而对时间印记的示例性利用。在记录模式中，从AVD总线500的一条导线供来的超级信息包通过接***换装置102被耦合到信号分类器202。在AVD总线的另一条导线上出现的帧时钟信号FC被加到分类器202的第二输入端。边沿检测器31检测帧时钟信号FC的过渡段，它定义了工作的帧时钟间隔的起始，并且，响应于这一检测，在锁存器35中得到了由计数器36显示的计数值。计数器36对来自压控振荡器37的脉冲计数，该压控振荡器具有标称的自由振荡频率，它接近于被用来产生超级信息包时间印记的频率。
在锁存器35中得到计数值的同时，边沿检测器31提醒多路分接器控制器33提供控制信号序列，以便控制多路分接器DEMUX30去分开超级信息包的各组成部分。包含在超级信息包中的时间印记被分离出并被存储在存储器32中，用于由时钟控制器39进行存取。取决于记录器被安排来处理的信号的形式，多路分接器30可被设计成提供以各种各样格式的信号。也就是，它可以提供整个的超级信息包，如图4A，4B所示，用于缓冲和记录，如图5所示。替换地，多路分接器30可被安排成在一个端口提供重放速率代码PB，它可由记录器控制电路29进行存取。传送信息包可在另一个端口被提供以作为用于耦合到记录缓冲电路281的一个替换的信号。
时钟控制器包括用于存储在锁存器35中被锁存的接连的值和在存储器MEMORY32中存储的接连的时间印记值的装置。令TSn和TSn+1表示接连的时间印记值。令LCRn和LCRn+1表示存储在锁存器35中的相应的接连的计数值。时钟控制器39读出TS和LCR的接连的值，并构成正比于以下差值的误差信号E：
E|TSn-TSn+1|-|LCRn-LCRn+1|
误差信号E被用作为控制信号来调控压控振荡器37，以产生一个等于***时钟频率的频率(时间印记就是以该***时钟来产生的)。由时钟控制器39产生的误差信号E可以是脉宽调制信号的形式，通过用模拟元件实现的一个低通滤波器38，可以使它成为模拟误差信号。
对该***的约束条件是，在***的每一端，即编码器、译码器和记录器，计数器计数出相同的频率或其偶数倍。这就要求压控振荡器的标称频率非常接近于编码器中的***时钟的频率。
将会注意到，例如在图3，5，6和7所示，所产生的传送信息包的出现是和***时钟同步的。***时钟又通过位于传送信息流内的、并在信息包源12中得出的PCR和编码器时钟同步。这些传送信息包的出现与接收机同步时钟协同地被加以时间印记，各个传送信息包在加到AVD总线以前被用时间印记贴上标签。在到AVD总线的记录器接口上，记录器可以记录超级信息包，并可以利用时间印记来产生记录器***时钟，后者是和传送信息包以及接收机***时钟同步的。
时间印记是来自***时钟振荡器的计数的样本，该***时钟振荡器被假定为没有扰动地稳定运行。所以时间印记值或振荡器样本可被传送以用于振荡器同步。在相邻时间印记值之间的差值代表消逝的振荡器周期数，它也可被看作为代表消逝的时间间隔。当数字式记录器400重放来自媒体405的记录的信号时，VCXO37可以不是根据重放的时间印记来被控制。对振荡器37的控制是不可能的，因为虽然时间印记代表从稳定振荡器采样的数字值，但是如果在时间印记之间的重放的出现或间隔不同于在编码时的那样，那么就破坏了由相邻时间印记值代表的消逝的时间间隔。这样的重放的定时差可以例如是由记录器输入缓冲、数据平滑化、重放机制的不稳定性、和换能器交换等造成的。
所以，当数字式记录器400重放时，振荡器VCXO37自由振荡，从而驱动同步发生器99，后者提供了用于记录器机械装置和方块27的处理操作的参考信号。VCXO37和同步发生器的稳定性是足够的，以便利于恢复作为信号401输出的缓冲的超级信息包。然而，例如由译码器24进行的MPEG译码的规范条件可要求超级信息包信号401被恢复，以便更接近地表示如由IRD 100的产生器98格式化的定时和超级信息包的出现。另外，虽然MPEG译码器规范条件可规定定时抖动容差，但记录和重放信号处理可引入超出译码器的时钟同步和缓冲器容量之外的定时扰动。
超级信息包信号401可通过利用加到每个超级信息包的时间印记而被有利地恢复或重新格式化。信号401被耦合到多路分接器452，在那里，时间印记被提取或复制，并被耦合到多路分接器控制块451。时间印记可以被进行多路分接，这是例如通过根据图4A和4B所示的超级信息包结构来计数数据比特、以及通过根据记录的同步块及其相关同步字的格式来获知重放数据的起始点出现的位置而实现的。替换地，当超级信息包的缓冲期间，如方块28中所示，时间印记标识符可被加上，以便供重放时识别之用。多路分接器控制器比较重放的时间印记值和通过计数器36计数自由振荡的振荡器37而产生的连续改变的计数值。当计数器36的值与多路分接的时间印记值相等时，多路分接控制451用信号来标识出重放的超级信息包的起始时间。这样，超级信息包的编码的起始时间被恢复。除了重新确定超级信息包起始时间以外，超级信息包的比特速率也必须被恢复。为了起动超级信息包的恢复，方块453可包括存储缓冲器，后者被耦合来接收重放的信号401。超级信息包恢复块453以来自振荡器37的脉冲为时钟进行工作，这样当振荡器37的计数值等于时间印记值时，每个缓冲的超级信息包被读出。因此，每个超级信息包的起点被恢复成在被方块22格式化时同样的振荡器计数值时出现。因为超级信息包已被重新定时成在基本上原先的“编码”时间出现，及超级信息包比特速率基本上是相同的比特速率，所以在超级信息包之间的可变的***间隙也被恢复了。这样，从恢复块453输出的重现的传送信息包基本上是格式化的，且没有由记录器导出的定时不连续性和扰动。被恢复的超级信息包信号402通过交换装置102被耦合到AVD总线500，该交换装置通过总线的控制数据线对被控制(注意，在图5中的交换装置102被显示处在记录模式条件中)。
参照图6，产生超级信息包的另一种方法被显示并将被描述。在本例中，摄影机40产生一视频信号。该视频信号在MPEG编码器41中被压缩，并由传送处理器42打包成传送信息包。协同***时钟45和模M计数器43一起工作的MPEG编码器41包括在压缩的视频信号中的表示时间印记。传送处理器42也与模M计数器43协同工作并包括在一些传送信息包中的节目时钟参考。传送处理器在一个输出端口上提供视频信号的串行比特传送信息包，且与此并行地提供表示接连的输出传送信息包的起始点的定时信号。
接连的传送信息包在补偿延时单元50中被延时，然后被加到超级信息包格式化器47。在每个新的传送信息包的起始时，模M计数器43中显示的计数值被装进锁存器44，后者的输出被耦合到格式化器47。另外，重放速率控制代码PB被从***控制器46加到超级信息包格式化器。在本例中，假定摄影机实时地以正常速度工作，所以重放速率代码将反映等于记录速度的重放速度。然而，摄影机可以以比正常图象速率高的速率例如每秒90幅图象工作。这样的高速率图象信号可被用来描绘慢的或可变的运动的图象运动，所以想要的观察速度可以通过重放速率控制代码被传送。例如，1/3的重放速率将描绘以三分之一速度的图象运动。摄影机工作速度由用户输入端48控制，后者可以规定多个可变编码和压缩参量。
当由传送处理器提供的定时信号指示新传送信息包的出现时，控制器46调控格式化器首先以串行方式输出保留的数据块，例如图4B所示的12比特，它包括重放速率代码。接在保留数据块后，以串行方式输出来自锁存器44的计数值，以产生时间印记。最后，以串行方式输出来自延时器50的延时的传送信息包，以完成超级信息包的格式化。传送信息包在延时单元50中受到的延时等于为读出时间印记和重放速率代码所必须的时间。
超级信息包在接口的控制线对上呈现的控制信号的控制下被加到接口49中的想要的一根导线上。另外，控制器46产生和超级信息包同时发生的帧时钟信号FC，它被加到接口49的AVD总线的第二导线上。如果控制器46是总的***控制器，那么它将产生被加到控制线对上的控制信号。用户控制48可以提供信号选择和指向。如果控制器46不是***控制器，那么和接口的唯一交互作用将是在本例中的帧时钟的产生。
图7显示了超级信息包产生器的另一个例子。在图7中，用和图6元件相同的数字表示的元件是相同的，它们执行同样的功能。发送的传送信息包被调制解调器接收，并由信息包源51的Reed Solomon译码器纠错。信息包源产生和各个传送信息包同时发生的输出脉冲P，它表示各个传送信息包的出现。脉冲P和传送信息包被加到一个反向传送处理器53。在本例中，假定被加到信息包源的信号包含关于不同节目和不同节目组成部分的时分复用信息包。各个信息包包含节目识别号PID，信息包通过它和各个节目或节目组成部分相关联。传送处理器被调控以便只选择和想要的节目有关的信息包。这些信息包的有用负载通过直接存储器存取DMA被加到缓冲存储器54。各个节目组成部分的有用负载被加到缓冲存储器的特定区域。由于各个节目组成部分处理器55，56，57和58需要组成部分的信号数据，因此它们向处理器53要求这些组成部分的信号数据，该处理器53通过DMA结构读出适当的有用负载。
一些传送信息包包含节目时钟参考PCR，后者把传送信息包的产生恰好和编码器***时钟在产生时联系起来。传送处理器53提取这些PCR，并把它们加到***时钟发生器52。藉使用PCR，时钟发生器52产生一***时钟，其频率被锁定到编码器***时钟。***时钟被反向传送处理器53和信息包源51进行使用，因此传送信息包是和它们的原先产生的定时相对地同步的。
***时钟由模M计数器43计数，在脉冲P出现，即由信息包源输出新传送信息包的起始点时，计数器所显示的计数值响应于脉冲P而被锁存器44获取。该锁存的计数值作为时间印记被利用。另外，有关的传送信息包被加到补偿延时单元50。从单元50输出的延时的传送信息包、从锁存器44输出的计数值或时间印记、以及从控制器460输出的重放速率代码都被加到超级信息包格式化器47的各个输入端口。
控制器460在用户控制48下和反向传送处理器通信，以表示哪个节目传送信息包要被打包到超级信息包中。在各个传送信息包出现时，每当接收的信息包是想要的传送信息包时，反向传送处理器提供一个脉冲给控制器460。控制器460响应于这个脉冲来调控格式化器，从而构成带有当前时间印记PB和传送信息包的超级信息包。在本例中注意到，延时单元50不但必须包容超级信息包的头两个数据单元的形成时间，还必须包容反向处理器所需要的时间，以确保信息包是想要的信息包。
在上述例子中，时间印记在传送信息包出现时产生。替换地，时间印记可相对于超级信息包产生的时间被产生。也就是，时间印记可以规定一个超级信息包要被输出的时刻、或开始组合超级信息包的时刻。在这些例子中，时间印记通常将和帧时钟的前沿有关，虽然它可能未规定这一过渡的时间。时间印记还将和特定的传送信息包有关，因为超级信息包被产生来输送各个传送信息包。
帧时钟FC不是固定的频率信号。也就是，帧时钟的不工作部分具有特定的最小和最大持续时间。特别希望的是，帧时钟不是固定频率的时钟，以致于使得超级信息包可在传送信息包可供使用的任何时间被形成。不希望使用固定频率的帧时钟，因为这将使得在帧时钟的工作部分开始以后直到帧时钟的随后的一个周期为止这段时间里出现的传送信息包在构成超级信息包时被强加上一个延时。如果时间印记要和超级信息包的形成或帧时钟有关联，那么在图6和7中的锁存器44可被调控成分别由格式化器47或由控制器46或460来获取计数值。
图8中显示了第二个示例性声音-视频-数据AVD总线***。这第二个示例性AVD***利用简化的菊花链接总线501，以便用于IRD100、数字式记录器400和显示器100之间的耦合。该简化的总线只有两对导线对A/B，并在每个接***换装置矩阵101/102处与交换装置控制逻辑C相结合。交换装置控制逻辑C连同检测器401，402，403，404监视总线501的每线对的状态，并且响应于用户选择的状态(例如，重放模式或记录模式)而自动确定通过总线的合适的信号路由。简单地说，交换装置控制逻辑确保：信号源只被耦合到信号目的地(例如，记录器400的输入端499)以及一次只有一个信号源被耦合到一个总线对。在一个总线对上数据信号的出现以标记Vs表示。当标记Vs被检测时，控制信号DP被耦合到交换装置控制逻辑，以防止两个信号试图占据数据总线。标记Vs可如示例性的图9所示由单元402产生及可由单元401检测。
图9显示了采用本发明的总线状态指示器和检测器的数据总线发射机和接收机。一些本发明的发射机电路被耦合到接***换装置的每个输入端。一些本发明的接收机/检测器电路被耦合到每条总线线路，后者又被耦合到接口转换装置。平衡线路驱动和接收技术的理论和操作是熟知的。本发明的数据标记发射机405和检测器401利用平衡传输条件，以便相对地平衡地引入DC(直流)电压数据标记Vs到总线对的每条导线。在接收总线节点，数据标记Vs的存在由标记检测器(例如接收机检测器403)检测，该检测器构成交换装置控制逻辑C的一部分。这样，数据信号的存在被指示，从而用来通过接***换矩阵耦合到目的地。
在图9中，显示了单个标记发射机405被耦合到数据总线501的输入线对A。然而，利用本发明的控制方法的***要求：标记发射机被包括在其中或与每个可能的数据源相关联。标记发射机405包括一个被切换的发射极跟随器Q2，后者被平衡地耦合到线对A的每条导线。晶体管Q1的功能是作为被连接在发射极跟随器Q2的基极和地之间的转换装置。标记控制信号通过电阻R5被耦合到晶体管Q1的基极端。标记控制信号可根据设备操作模式命令(例如在数字式视频回放设备中的重放模式的起动)而被产生或从控制逻辑导得出。在示例性的重放模式，逻辑低电平或标称零伏信号从控制逻辑410被加到电阻R5。标称零伏信号关断晶体管Q1，这允许把晶体管Q2基极端假定为由电阻R6、R7和二极管的串联组合所确定的约1.6伏的电位。晶体管Q2的发射极跟随器工作导致约为1伏的发射极电压Vs，它通过电阻R1和R2被加到数据总线导线。在非重放模式下，逻辑高电平或标称5伏信号被逻辑410产生并被加到电阻R5。通过电阻R5被耦合的标称5伏信号接通了晶体管Q1，它把晶体管Q2的基极端箝位到地。这样，晶体管Q2被关断，且不产生标记或传感电压Vs。
图9中显示了单个标记检测器403被耦合到数据总线501的总线对A。然而，利用本发明控制方法的***要求：为耦合到交换矩阵的每对数据总线对提供一个标记检测器。标记检测器403包括由电阻R3和R4从每条总线线路连接到接地的电阻R14与电容C2的并联组合而构成的平衡网络。电阻R11和R12被连接到每条总线线路，并在集成电路比较器放大器U1的非倒相输入端处被连接在一起。集成电路U1的倒相输入端被连接到由电阻R8和R9构成的并连接在+5伏和地之间的、产生一个约0.8伏的电压的直流电位分压器。当数据标记Vs不存在时，数据总线处在标称的地或零伏电位。此标称地电位通过电阻R11和R12被连接到IC(集成电路)U1的非倒相输入端。这样，把零伏加到非倒相输入端和把0.8伏加到倒相输入端后，IC U1的输出端呈现低的标称地电位。当数据标记Vs存在时，数据总线是相对于地电位的标称1伏正电位。被加到IC U1的非倒相输入端的+1伏直流标记信号使输出端呈现高的标称电源端电位。这样，集成电路U1输出信号DP用高电平信号表示数据总线信号存在、和用低电平输出信号表示数据总线信号不存在。
表1显示了与数字式视频记录设备，例如D-VHS，有关的有利的自动接***换装置控制器。视频记录设备模式由用户命令(例如由手动转换装置操作或IR(红外)遥控)来确定。与接***换装置和数字式视频记录设备有关的控制逻辑确定用户想要的模式并建立在适当的示例性D-VHS输入端或输出端和适当的总线线路之间的连接。
  表1数字式视频回放设备/视频记录设备自动交换矩阵
    数字式视频回放设备/视频记录设备模式             总线状态A/B
  0/0   0/11   1/0
    记录   等待   B→输入B→A   A→输入A→B
    重放     输出→A输出→B     输出→A     输出→B
    关闭     开路     B→A     A→B
自动接***换装置的工作为如下。例如，在选择重放模式时，图8的发射机405电路被起动工作，直流传感电压标记Vs被加到总线驱动器放大器的输出端(图上未示出)。与自动接***换装置102的控制逻辑有关的标记检测器401/402确定在总线线路A或B上是否存在标记Vs，并把输出重放数据和直流标记电压Vs耦合到当前未被利用的那条总线线路，即由信号DP表示的、在检测时没有直流传感电压的总线线路。这样，在示例性表1中，假定数字式视频回放设备/视频记录设备是在重放模式和总线状态为0/0，表示在任一总线线路上都没有信号，来自数字式视频回放设备/视频记录设备(例如D-VHS)的重放数据被耦合到两条线路A和B。
如果数字式视频回放设备/视频记录设备400被控制成呈现记录模式，则自动接***换装置的功能如下。与自动接***换装置102有关的控制逻辑确定总线线路A或B上是否存在数据标记Vs，从而作为数据信号存在的指示器。这样，在表1中总线状态1/0就表示在总线A上存在数据信号，且该数据信号被连接到示例性D-VHS数字式视频记录设备的记录输入端499。类似地，如果在总线B上存在数据信号标记，则自动耦合就将记录输入端连接到总线B。
自动接***换装置的一个本发明的方面出现在数字式视频回放设备/视频记录设备选择为记录模式但在总线A或B上都没有数据信号即总线状态为0/0时。当被选择的用于记录的特定节目的传输被延迟时，可以出现以上所描述的条件。在这种条件下，表1表示：“等待”条件或记录暂停条件被加到视频记录设备。与自动接***换装置有关的控制逻辑可以禁止用户选择的记录模式的起动，直到数据信号标记Vs在任一总线导线上被检测和示例的控制信号DP呈现逻辑高电平。检测的数据标记Vs控制着数据到记录输入端(例如499)的耦合，另外可使预选的记录模式能起动。这样，有利的控制逻辑和数据标记防止记录媒体不必要的消耗，并确保想要的节目被记录而不必使用单独的控制总线或IR发射器。
图10中显示了第三示例性声音-视频-数据AVD总线***。图10显示了简化的单对菊花链接的总线，它耦合于数字式视频记录设备400、IRD或DSS接收机100与显示器110之间。有利的自动控制器C被耦合到与数字式视频记录设备400(例如D-VHS)有关的接***换装置102和与接收机100及显示器110有关的接***换装置101。表2显示了与示例性DSSTM接收机100和示例性数据信号源数字式视频记录设备/视频回放设备400(例如D-VHS)有关的接***换装置101的控制器C的自动化功能。接收机模式由用户命令(例如由手动转换装置操作(图上未示出)或IR遥控)来确定。接收机可被控制来输出数据给单对总线对A或从单对总线对A接收数据。与接***换装置和数字式视频记录设备有关的控制逻辑确定用户想要的模式，并建立在总线导线A和接收机100的适当的输入或输出端之间的连接。
                表2 接收机自动交换矩阵
    接收机模式               总线状态A
  0 1
    输出接收的数据   输出→A 输出→输入
  数据输入(重放的数据)   输出→A 输出→A
        关闭   开路 开路
自动接***换装置的工作为如下。例如，用户确定接收机将接收和输出特定的节目数据流。与自动接***换装置101有关的接收机100的控制逻辑确定在总线线路A上是否存在数据信号标记，例如，直流传感电压Vs。示例性标记检测器401，403检测标记Vs的存在，并产生被加到接***换装置101的控制逻辑的控制信号DP。在总线线路A上不存在标记就表示数字式视频记录设备/视频回放设备400没有在输出数据，因此总线线路A对于传输接收机100的输出数据是可供使用的。接收机输出数据也被耦合到接收机译码器24的输入端，用于译码和耦合以供显示用。当用户通过视频记录设备/视频回放设备400起动重放模式时，控制器410产生一重放命令，并且起动产生数据标记Vs。标记Vs被加到重放数据流，后者它被耦合到例如自动接***换装置102。标记检测器(例如图8的401/2/3/4或图10的401/3)确定：例如在总线线路对A上不存在标记Vs，并起动把数据流和标记耦合到总线对A。与接收机100的接***换装置101有关的标记检测器(例如，401，403)检测标记电压Vs的存在。示例性检测器401，403产生控制信号DP，它起动来自总线线路A的重放数据的耦合，以便由译码器24进行译码和由监视器110进行显示。这样，简单的单对总线对可以提供在两个源和一个监视输入端之间的自动耦合而不需使用控制总线导线。

Claims (9)

1.一种用于把打包的信号(SP)的信号源(98)可控制地耦合到数据总线(501)的装置(100)，所述装置包括：
标记发生器(405)，被可控制地耦合到所述信号源(98)以及从所述源接收所述打包的信号(SP)；
交换矩阵(101)，响应于所述标记产生器(405)而被控制，用于从所述标记产生器接收所述打包的信号(SP)以便耦合到所述数据总线(501)；以及
响应于从所述信号源(98)的所述可控制的耦合，所述标记产生器(405)把一个标记(Vs)加到所述打包的信号(SP)，并使所述交换矩阵(101)能把所述打包的信号(SP)和标记(Vs)耦合到所述数据总线(501)；
其中所述交换矩阵(101)包括检测装置(401，402，403，404)，用于检测存在于所述数据总线(501)上的第二打包的信号和标记，以及响应于对所述第二打包的信号和标记的检测，所述检测装置(401，402，403，404)根据所述标记产生器(405)禁止对所述交换矩阵(101)的控制。
2.权利要求1的装置，其特征在于，其中所述标记(Vs)是被加到所述打包的信号(SP)的电压。
3.权利要求1的装置，其特征在于，其中所述标记(Vs)参照零信号线而被加到所述打包的信号(SP)。
4.权利要求1的装置，其特征在于，其中所述标记产生器(405)响应于所述打成包的信号的信号源(98)的控制模式而被控制。
5.权利要求1的装置，其特征在于，其中所述打包的信号(SP)具有MPEG一类的特征。
6.用于在信号源(98)和信号目的地(499，400)之间耦合打包的信号(SP)的装置，所述装置包括：
第一交换矩阵(101)，用于可控制地耦合来自所述信号源(98)的所述打包的信号(SP)；
数据总线(501)，被耦合到所述第一交换装置矩阵(101)以及从所述第一交换矩阵接收所述打包的信号(SP)，
第二交换矩阵(102)，用于把所述打包的信号(SP)从所述数据总线(501)可控制地耦合到所述信号目的地(499)；
标记产生器(405)，被耦合到所述信号源(98)和被可控制地耦合到所述第一交换矩阵(101)；
标记检测器(401，402，403，404)，被耦合到所述数据总线(501)，和被可控制地耦合到所述第二交换矩阵(102)；
所述标记产生器(405)把一个标记(Vs)加到所述打包的信号(SP)并控制所述第一交换矩阵(101)以便把所述打包的信号(SP)和标记(Vs)耦合到所述数据总线(501)；
所述标记检测器(401，402，403，404)检测所述标记(Vs)和所述打包的信号(SP)，并控制所述第二交换矩阵(102)以便把所述打包的信号(SP)和标记(Vs)耦合到所述信号目的地(499)。
7.权利要求6的装置，其特征在于，其中所述标记产生器(405)根据所述信号源(98)的工作模式把所述标记(Vs)加到所述打包的信号(SP)。
8.权利要求6的装置，其特征在于，其中所述标记产生器(405)把所述标记(Vs)加到包括把所述打包的信号(SP)加到所述第一交换矩阵(101)的所述数据总线(501)在内的导线(A，B)上。
9.权利要求6的装置，其特征在于，其中所述标记(Vs)是被加到所述数据总线(501)的电压，并被称为零信号导线。
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