ES2211907T3 - Sistema de procesamiento de señales. - Google Patents

Sistema de procesamiento de señales.

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ES2211907T3
ES2211907T3 ES95921093T ES95921093T ES2211907T3 ES 2211907 T3 ES2211907 T3 ES 2211907T3 ES 95921093 T ES95921093 T ES 95921093T ES 95921093 T ES95921093 T ES 95921093T ES 2211907 T3 ES2211907 T3 ES 2211907T3
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temporary
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bus
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Rudolf Henricus Johannes Bloks
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Koninklijke Philips Electronics NV
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Abstract

Sistema de procesamiento de señales que comprende un aparato (10) fuente acoplado a un aparato (12) destino y a un bus (14) que puede hacerse funcionar según un protocolo de asignación de ranuras de tiempo, estando dispuesto el aparato (10) fuente para suministrar al aparato (12) destino una secuencia de paquetes a través del bus (14), comprendiendo cada paquete un sello temporal, comprendiendo el aparato (12) destino un reloj (128) y estando dispuesto para recibir los paquetes, para detectar cuándo el valor temporal del reloj (128) corresponde al sello temporal de un determinado paquete y para, acto seguido, presentar datos de ese paquete particular en una salida (122), estando dispuesto el aparato (10) fuente para suministrar una primera y una segunda parte de al menos uno de los paquetes en diferentes ranuras de tiempo, estando caracterizado el sistema por estar dispuesto el aparato (12) destino para presentar datos de la primera y la segunda parte juntos al detectar cuándo el valor temporal del reloj (128) corresponde al sello temporal en al menos uno de los paquetes, y estando dispuesto el aparato (10) fuente para suministrar al menos parte de al menos un paquete adicional de los paquetes tras suministrar la segunda parte, estando suministrado el paquete adicional en la ranura de tiempo concreta en la que el aparato (10) fuente alimenta la segunda parte, y para suministrar una identificación para identificar una localización en la ranura de tiempo concreta del paquete adicional, estando suministrada la identificación en una localización predeterminada en la ranura de tiempo concreta, estando dispuesto el aparato (12) destino para obtener la parte suministrada del paquete adicional leyendo la identificación.

Description

Sistema de procesamiento de señales.
La invención se refiere a un sistema de procesamiento de señales que comprende un aparato fuente acoplado a un aparato destino y un bus que puede hacerse funcionar según un protocolo de asignación de ranuras de tiempo, estando dispuesto el aparato fuente para alimentar al aparato destino con una secuencia de paquetes a través del bus, comprendiendo cada uno un sello temporal, comprendiendo el aparato destino un reloj y estando dispuesto para recibir los paquetes, para detectar cuándo el valor de tiempo del reloj corresponde al sello temporal en un paquete determinado y para, acto seguido, presentar datos de ese paquete particular en una salida, estando dispuesto el aparato fuente para alimentar una primera y una segunda parte de al menos uno de los paquetes en diferentes ranuras de tiempo.
La invención también se refiere a un aparato fuente y destino para un sistema de este tipo. Un sistema de este tipo se conoce, por ejemplo, a partir de la norma ISO/IEC 11172-1, "Information technology - coding of moving pictures and associated audio for digital storage media at up to about 1.5Mbit/s, Part 1: Systems", primera edición 01-08-1993, al que se hará referencia como estándar MPEG. A los sistemas descritos por ésta se hará referencia como sistemas MPEG; éstos contienen, por ejemplo, un codificador MPEG como aparato fuente y un decodificador MPEG como aparato destino.
Para suministrar señales MPEG codificadas en un sistema con más de dos aparatos, es deseable suministrar las señales MPEG codificadas por un bus al que puede tener acceso una pluralidad de aparatos. Un bus de este tipo requiere un protocolo de acceso que permita que diferentes aparatos tengan acceso en diferentes ranuras de tiempo asignadas a los aparatos correspondientes. Pueden suministrarse uno o más paquetes durante una ranura de tiempo, y, en principio, la duración de la ranura de tiempo puede seleccionarse para ajustarse al número de paquetes que tienen que ser transmitidos dentro de ésta.
Para minimizar los gastos indirectos requeridos para la asignación de las ranuras de tiempo, es deseable que la ranura de tiempo se repita de forma periódica, cada vez con la misma duración. En este caso, la ranura de tiempo tendría una duración suficientemente larga para dar cabida a todos los paquetes que puedan llegar en un periodo de repetición de la asignación de la ranura de tiempo. Sin embargo, esto puede conducir a gastos indirectos si cada periodo de la asignación de la ranura de tiempo no contiene el mismo número entero de periodos de llegada de paquetes, o si los paquetes llegan de forma irregular.
El documento JP-A-1077344 describe un sistema de transmisión de paquetes que transmite paquetes dividiéndolos en ranuras. La información que indica la longitud del paquete se añade al comienzo del paquete, antes de transmitir el paquete de forma dividida. Se añade a las ranuras una señal de sincronización e información sobre el estado del paquete.
Pueden transmitirse fracciones de paquetes en las ranuras de tiempo. Esto permite que la duración de la ranura de tiempo se ajuste al número medio de paquetes que llegan en un periodo del patrón de asignación de ranuras de tiempo, mientras el paquete puede emitirse como un conjunto, empleando su temporización original el sello temporal.
Un objeto de la invención es reducir los gastos indirectos que tienen lugar al suministrar fracciones de paquetes de señales por un bus en ranuras de tiempo de longitud fija.
El sistema de procesamiento de señales según la invención se caracteriza porque el aparato destino está dispuesto para presentar datos de la primera y la segunda parte juntos al detectar que el valor temporal del reloj se corresponde con el sello temporal en al menos uno de los paquetes, y porque el aparato fuente está dispuesto para suministrar al menos parte de al menos un paquete adicional de los paquetes tras suministrar la segunda parte, suministrándose el paquete adicional en la ranura de tiempo concreta en la que el aparato fuente suministra la segunda parte, y para suministrar una identificación para identificar una localización en la ranura de tiempo concreta del paquete adicional, suministrándose la identificación en una localización predeterminada en la ranura de tiempo concreta, estando dispuesto el aparato destino para obtener la parte suministrada del paquete adicional al leer la identificación.
En principio, la segunda parte del paquete puede estar seguida, en su ranura de tiempo, por datos procedentes de un paquete adicional. Sin embargo, esto puede ocasionar problemas si se produce un error durante la recepción de los datos procedentes de la ranura de tiempo que contiene la primera parte del paquete dado que, si no se recibe la primera parte del paquete, es imposible determinar qué cantidad de los datos de la siguiente ranura de tiempo pertenece a la segunda parte y qué cantidad pertenece al paquete adicional. Por consiguiente, la recepción del paquete adicional se ve perturbada, incluso si está contenido (al menos en parte) en una ranura de tiempo que se recibe sin errores.
Suministrar la identificación hace posible recuperar el paquete adicional incluso si no se conoce qué cantidad del paquete se transmitió en una ranura de tiempo anterior.
En una realización del sistema de procesamiento de señales según la invención, el aparato fuente está dispuesto para obtener, en su entrada, muestras temporales correspondientes de un reloj al comienzo de la llegada del paquete y al final de la llegada del paquete, y para transmitir información sobre dichas muestras temporales al aparato destino, estando dispuesto el aparato destino para regular una velocidad para la presentación de dicho paquete según una diferencia entre dichas muestras temporales. De esta manera, puede reproducirse fielmente la duración del paquete en el aparato destino independientemente de otros paquetes, incluso si el comienzo y el final se encuentran en diferentes ranuras de tiempo con una pausa entre el comienzo y el final. Preferiblemente, los sellos temporales se añaden a los paquetes sin tener en cuenta su contenido, es decir, además del sello temporal PTS de los paquetes MPEG.
En una realización del sistema de procesamiento de señales según la invención, el aparato destino, que comprende una primera memoria intermedia primero en entrar - primero en salir (first-in-first-out), medios para almacenar sellos temporales recibidos a través del bus en la memoria intermedia primero en entrar - primero en salir, y medios para comenzar a comparar cada sello temporal con un valor del contador del reloj tan pronto como el sello temporal que lo precede en la primera memoria intermedia primero en entrar - primero en salir corresponda al valor del contador del reloj. Esto permite la reconstrucción de los paquetes sin tener en cuenta si se suministran en una única ranura de tiempo o si se dividen en varias ranuras de tiempo.
Por medio de las figuras se explicarán aspectos ventajosos adicionales del sistema según la invención, en las figuras:
La figura 1 muestra parte de un sistema de procesamiento de señales que contiene un número de aparatos,
la figura 2 muestra la configuración de conexión entre aparatos empleados para definir el estándar MPEG, y
la figura 3 muestra un sistema de procesamiento de señales según la invención,
la figura 4 muestra un sistema de procesamiento de señales adicional mejorado según la invención,
la figura 5 muestra una arquitectura para un aparato fuente para emplearlo en el sistema de la figura 4,
la figura 6 muestra el formato de un paquete de datos para la transmisión por medio de una unidad de interfaz,
la figura 7 muestra una realización más detallada de la unidad de sellos temporales / ajuste de formato,
la figura 8 muestra una realización detallada de la unidad de interfaz del aparato destino,
la figura 9 muestra las etapas para construir la estructura de datos para la transmisión a través del bus,
la figura 10 muestra un ejemplo de una transmisión de datos,
la figura 11 muestra un ejemplo adicional de una transmisión de datos.
La figura 1 muestra parte de un sistema de procesamiento de señales que contiene un número de aparatos 10, 12, 16, 18 conectados a través de un bus 14. El bus 14 se muestra en corte para indicar que puede extenderse a otros aparatos (no mostrados) del sistema. Un primer aparato 10 se muestra como un aparato fuente, un segundo aparato 12 se muestra como un aparato destino. El aparato 10 fuente contiene una unidad 102 funcional y una unidad 104 de interfaz. El aparato 12 destino contiene una unidad 124 interfaz y una unidad 122 funcional. El sistema es adecuado para transmitir información de señales de vídeo, entre otros, a través del bus 14, siendo ejemplos de los aparatos un receptor de difusión, y grabador de vídeo, un sistema de visualización, etc. En el caso del grabador de vídeo, que puede servir como aparato fuente y como aparato destino, el mecanismo de lectura, el mecanismo de codificación / decodificación de canal, etc. están situados en la unidad 102, 122 funcional.
Durante el funcionamiento, el bus 14 se hace funcionar con un protocolo que permite la comunicación entre pares de aparatos (por ejemplo, 10, 12) que se seleccionan a partir de los más de dos aparatos 10, 12, 16, 18 que están conectados al bus 14, o entre una fuente (por ejemplo, 10) y múltiples receptores (por ejemplo, 12, 16, 18). Un ejemplo de un bus 14 con un protocolo de este tipo es el bus P1394, definido por Apple ("High Performance Serial Bus P1394", versión 1, borrador 6.7, presentado el 18 de febrero de 1994 por el departamento de estándar IEEE). Según este protocolo, cuando un aparato 10 fuente tiene que transmitir información de vídeo, solicita una ranura de tiempo en el bus 14. Según el protocolo del bus, luego se asigna al aparato 10 fuente una ranura de tiempo concreta a partir de un conjunto de ranuras de tiempo que se repiten periódicamente.
La información de vídeo puede ser codificada y decodificada según el estándar MPEG. La figura 2 muestra la configuración de conexión entre los aparatos utilizados para definir el estándar MPEG. La configuración de conexión tiene una entrada 20 para suministrar información de vídeo no codificada a un codificador 21. El codificador 21 está acoplado a un decodificador 24 a través de un canal 23. El decodificador 24 está acoplado a un dispositivo 26 de visualización. El codificador 21 y el decodificador 24 están acoplados a relojes 22, 25 correspondientes. El codificador 21 y el decodificador 24 pueden utilizarse como aparato 10 fuente y aparato 12 destino en un sistema como el mostrado en la figura 1, sirviendo el bus 14 de la figura 1 como el canal 23 de la figura 2.
En el proceso de codificación MPEG, las unidades de presentación de la señal que llega a la entrada 20 están asociadas con sellos temporales. Cada sello temporal es una muestra del valor temporal del reloj 22 acoplado al codificador 21. Este reloj funciona a una frecuencia de 90kHz. El instante de muestreo está determinado por el tiempo de llegada al codificador 21 de la unidad de presentación con la que está asociado el sello.
En el proceso de decodificación MPEG, los sellos temporales se emplean para garantizar la temporización relativa adecuada de los instantes en los que las unidades de presentación se presentan en la salida del decodificador 24 para la visualización en el dispositivo 26 de visualización de vídeo. Esto es para garantizar que la señal de vídeo se presenta a la velocidad adecuada, que el vídeo y el audio permanecen sincronizados, y que el decodificador 24 puede gestionar adecuadamente sus memorias intermedias. Para hacer esto adecuadamente, el reloj 25 acoplado al decodificador 24 necesita estar sincronizado al reloj 22 del codificador 21. Para conseguir la sincronización, el codificador 21 envía referencias del reloj del sistema (SCR) al decodificador 24. Estas referencias contienen el valor de tiempo del reloj 22 del codificador 21 al tiempo del envío, por ejemplo, cuando se pone en el bus 14 el valor SCR en la ranura de tiempo que está asignada al codificador 21 como aparato 10 fuente. Esto le permite al decodificador 24 ajustar el valor de tiempo de su reloj 25 al valor de tiempo contenido en el SCR al tiempo de llegada del SCR, sincronizando así su reloj al reloj del codificador 21.
La situación se hace más complicada cuando se utiliza un grabador de vídeo como aparato 10 fuente, o si se emplea como aparato 10 fuente cualquier otro aparato que simplemente transmite la señal MPEG, pero no la crea. Un aparato de este tipo necesitará almacenar de forma intermedia una señal MPEG entrante hasta el comienzo de la ranura de tiempo en la que puede ser transmitida al aparato destino. Esto significa que, en general, el valor temporal de la señal SCR ya no corresponde al tiempo de transmisión de la señal SCR. Si el aparato 12 destino de la figura 1 es un decodificador 24, tal como se describe en la figura 2, esto significaría que la señal SCR ya no puede utilizarse para sincronizar el reloj 25.
La figura 3 muestra un sistema para corregir esto. La figura es similar a la figura 1 y emplea números de referencia idénticos. Además de los elementos de la figura 1, en el aparato 10 fuente se ha incluido un reloj 106 que es un aparato para transmitir una señal MPEG recibida. En el sistema según la figura 3, el error de temporización se corrige reemplazando los valores temporales SCR por valores temporales que corresponden al tiempo de la transmisión de la señal SCR. Para conseguir esto, se incluye un reloj 106 adicional en el aparato 10 fuente. El reloj 106 adicional está sincronizado con la señal MPEG, tal como se ha descrito anteriormente para el reloj 25 del decodificador. El reloj 106 adicional se muestra en un instante correspondiente al instante en el que se transmite la señal SCR en la ranura de tiempo que está asignada para la transmisión según el protocolo del bus 14. El valor muestreado se emplea para reemplazar el valor SCR en la señal MPEG que es transmitida por el aparato 10 fuente.
Un aparato de grabación / reproducción de vídeo que recupera la señal MPEG de una portadora de grabación puede utilizarse como aparato 10 fuente. En principio, la señal MPEG puede grabarse en la portadora de grabación después de alguna codificación de canal elemental relativa al medio de grabación. Si la velocidad de la portadora de grabación es la misma al grabar y al reproducir, esto daría como resultado una señal MPEG adecuadamente temporizada. Sin embargo, se ha encontrado que si se hiciera la reproducción de esta manera, la temporización SCR de la señal SCR, tal como se recupera de la portadora de grabación, ya no es correcta, por ejemplo, debido a efectos tales como el estiramiento de la cinta.
A partir de una solicitud de patente en tramitación junto con la presente, del mismo cesionario (el inventor van Gestel, referencia del cesionario PHN14818, en concreto la página 22, línea 23 y siguientes), que se incorpora en el presente documento como referencia, se conoce un mecanismo para corregir esto. Para este mecanismo, el grabador de vídeo comprende un reloj adicional. En el modo de grabación, se emplea el reloj adicional para asociar sellos temporales adicionales con la señal MPEG recibida en el grabador de vídeo, por ejemplo, procedente de un codificador 21. Estos sellos temporales adicionales se graban en la portadora de grabación junto con la señal MPEG, de tal manera que es posible identificar los puntos en la señal MPEG que corresponden a los sellos temporales adicionales.
Cuando el aparato de vídeo se emplea para reproducir la señal MPEG, también se utiliza el reloj adicional. El valor temporal del reloj adicional se compara con los sellos temporales adicionales que se han grabado en la portadora de grabación y el resultado de la comparación controla la velocidad de reproducción de la señal MPEG, de tal manera que la temporización relativa de la señal MPEG originalmente grabada se reproduce en relación con el reloj adicional.
La señal reproducida puede ser trasmitida a continuación por el bus 14, tal como se ha descrito anteriormente en relación con la figura 3, corrigiendo los valores temporales SCR según las ranuras de tiempo en las que al aparato 10 fuente se le proporciona acceso al bus 14.
Sin embargo, cuando el aparato 10 fuente simplemente transmite la señal MPEG, tal como es el caso para un aparato de vídeo, es una desventaja que para esta corrección el aparato fuente tenga que interpretar la señal MPEG para localizar las señales SCR.
La figura 4 muestra un sistema mejorado para corregir esto. La figura es similar a la figura 1 y emplea números de referencia similares. Además de los elementos de la figura 1, el sistema contiene un reloj 108 acoplado a las unidades 104 de interfaz del aparato 10 fuente. El sistema contiene además una memoria 129 intermedia, acoplada entre la unidad 124 de interfaz y la unidad 122 funcional del aparato 12 destino, y un reloj 128, acoplado a la unidad 124 de interfaz y a la memoria 129 intermedia del aparato destino.
Durante el funcionamiento, los relojes 108, 128 del aparato 10 fuente y el aparato 12 destino están sincronizados entre sí, por ejemplo, como respuesta a señales que se crean periódicamente en el bus 14 por medio de un aparato principal de tiempo, que puede ser cualquiera de los aparatos 10, 12, 16, 18 conectados al bus 14. Estos relojes funcionan, por ejemplo, a una frecuencia de aproximadamente 25Mhz, es decir, mucho más rápidos que el reloj del decodificador MPEG, minimizando así las imprecisiones debidas a la fluctuación.
La temporización de las distintas señales se muestra en la figura 4a, que contiene una escala SCL de tiempo en la que se han indicado ranuras sucesivas, cada una con un número SLT# de ranura. Los números de las ranuras se repiten periódicamente. Por encima de esta escala temporal, se emplean cuatro líneas I, SRC, DST, O para indicar los instantes de los eventos en la señal codificada por la señal 10 (I) MPEG, en la unidad 104 de interfaz (SCR), en la unidad 124 de interfaz (DST), y en la salida del aparato 12 (O) destino, respectivamente.
La señal que se codifica por la señal MPEG contiene eventos en los instantes a, b, c, d, que tienen que ser recreados con su temporización original relativa a la salida del aparato 12 destino.
La unidad 102 funcional en el aparato fuente está dispuesta para suministrar una señal MPEG a la unidad de interfaz, de tal manera que las señales SCR aparecen en sus instantes correctos (por ejemplo, t_{s} en la línea indicada con SCR). Al recibir la señal MPEG, en un instante t_{1}, la primera unidad 104 de interfaz muestrea su reloj 108. A continuación, en la ranura de tiempo asignada a éste según el protocolo del bus, la unidad 104 de interfaz transmite la señal MPEG en combinación con el valor muestreado del reloj 108. La señal MPEG es recibida por la segunda unidad 124 de interfaz. Esta unidad 124 de interfaz coloca la señal en la memoria 129 intermedia hasta que el reloj 128 del aparato 12 destino supera el valor muestreado del reloj 128 transmitido con la señal MPEG en un tiempo de retardo predeterminado, llegado el cual la señal MPEG se transmite desde la memoria 129 intermedia al aparato 12 destino. De esta manera, la temporización de la señal producida por la unidad 102 funcional del aparato 10 fuente se reproduce con el valor de retardo, que se elige al menos tan grande como el retardo máximo que puede ocasionarse al esperar por la ranura de tiempo asignada al aparato 10 fuente según el protocolo empleado para el bus 14.
La mejor forma de garantizar la temporización correcta del instante en el que se suministra la señal SCR a la unidad 122 funcional en el aparato 12 destino es muestrear el valor temporal del reloj 108 en el instante en el que la señal SCR se presenta en la unidad 104 de interfaz del aparato 10 fuente, y suministrar esta señal a la unidad 122 funcional según la muestra obtenida. Sin embargo, esto requiere la interpretación de la señal para localizar la señal SCR.
Una alternativa preferida es muestrear el reloj 108 del aparato 10 fuente tanto en el instante en el que la unidad de interfaz comienza a recibir un paquete de señales MPEG, como en el instante en el que finaliza la recepción. De esta manera, se mide la duración del paquete en términos de periodos del reloj 108 del aparato 10 fuente. La información que describe el comienzo del paquete y su duración se transmite a través del bus 14 al aparato 12 destino.
En el aparato 12 destino, la velocidad con la que se suministra el paquete a la unidad funcional se adapta para hacer su duración, en términos de los valores del reloj 128 en el aparato 12 destino, igual a la transmitida con el paquete procedente del aparato 10 fuente. Esto puede realizarse, por ejemplo, suministrando cada byte de información del paquete sólo si el valor temporal del reloj 128 supera el valor temporal al inicio de la transmisión en una fracción del valor de duración recibido, correspondiendo la fracción a la posición relativa del byte en el paquete. De esta manera, aunque no tenga lugar ninguna interpretación del paquete, todas las señales dentro del paquete, tales como la señal SCR, permanecerán adecuadamente temporizadas.
Preferiblemente, la transmisión de la información que describe las muestras del reloj 108 al comienzo y al final del paquete no contiene la muestra completa del reloj 108; un número de bits más significativos de estas muestras puede omitirse. Dado que se sabe que el intervalo entre la llegada del paquete a la unidad 104 de interfaz del aparato 10 fuente no puede superar un valor máximo predeterminado, pueden reconstruirse los bits más significativos en el aparato 12 destino. Al omitir la parte más significativa, se reduce la capacidad de transmisión requerida para transmitir las muestras.
Además, la información que describe el comienzo del paquete se proporciona preferiblemente, al menos en parte, como una diferencia relativa al valor de muestra que describe el final del paquete. De esta manera, se reduce la capacidad requerida para transmitir las muestras. Sin embargo, una parte menos significativa de la información que describe el comienzo del paquete se transmite preferiblemente como una muestra de reloj, es decir, no diferencialmente relativa al final del paquete. De esta manera, sólo las partes más significativas de la información que describe el comienzo del paquete y la información que describe el final del paquete necesitan sumarse para calcular el instante en el que comienza la emisión de los datos del paquete procedentes de la unidad 124 de interfaz en el aparato 12 destino; la parte menos significativa no necesita sumarse. Esto economiza tanto en esfuerzo de cálculo como en capacidad de transmisión.
Preferiblemente, la parte menos significativa que no se codifica de forma diferente respecto al final del paquete indica la fase en el patrón, que se repite periódicamente, de ranuras de tiempo en las que se recibe el comienzo del paquete. El instante en el que se inicia la emisión de los datos procedentes del paquete de la unidad 124 de interfaz en el aparato 12 de recepción, es luego, preferiblemente, un número entero de periodos del patrón que se repite periódicamente de ranuras de tiempo tras la llegada del comienzo del paquete en la unidad 104 de interfaz del aparato fuente. Este instante se detecta comparando las partes menos significativas del valor del reloj 128 del aparato 12 destino y las de la información que describe el comienzo del paquete, e iniciando la emisión en el instante en el que las dos se correspondan en el periodo, que es un número predeterminado de periodos tras la recepción del inicio del paquete en la unidad 104 de interfaz del aparato 10 fuente.
Un ejemplo preferido de un formato para transmitir información sobre el reloj 108 muestreado del aparato 10 fuente al aparato 12 destino es el siguiente:
(12 bits SPHASE, 5 bits CCI, 12 bits EPHASE, 3 bits ECN)
en el que
-
SPHASE es la fase del reloj 108 en el aparato fuente al inicio de la llegada del paquete en la unidad 104 de interfaz del aparato 10 fuente.
-
EPHASE es la fase del reloj 108 en el aparato fuente al final de la llegada del paquete en la unidad 104 de interfaz del aparato 10 fuente.
-
CCI es la diferencia entre el número de periodo de la llegada del comienzo y del final del paquete en la unidad 104 de interfaz en el aparato 10 fuente.
-
ECN es el número de periodo de la llegada del final del paquete en la unidad 104 de interfaz del aparato 10 fuente.
El aparato 10 fuente puede ser un grabador de vídeo, con una portadora de grabación en la que están grabados sellos temporales que reflejan la temporización de la señal MPEG según fue recibida cuando fue grabada. En ese caso, el aparato fuente contendrá dos relojes: el reloj 104 conectado a la unidad 104 de interfaz, y un reloj adicional (no mostrado) empleado en conexión con los sellos temporales adicionales grabados en la portadora de grabación para reproducir la señal MPEG original antes de que se suministre a la unidad 104 de interfaz.
En este caso, en principio, también es posible omitir el uso del reloj 108 conectado a la unidad 104 de interfaz en el aparato fuente, y enviar los sellos temporales adicionales, a través del bus 14, al aparato 12 destino, en el que se recupera la temporización adecuada de la señal MPEG, tal como se ha descrito para el grabador de vídeo en el modo de reproducción reproducido. En el caso de que el aparato destino sea un grabador en modo de grabación, incluso no sería necesario reconstruir la señal MPEG. En lugar de la señal MPEG y los sellos temporales obtenidos del aparato 10 fuente (que en este caso es un grabador de vídeo), podría grabarse directamente en la portadora de grabación, en el grabador de vídeo, en modo de grabación, sin sellos temporales adicionales. De esta manera, se evita el muestreo para obtener sellos temporales adicionales y con ello se evita la fluctuación temporal adicional.
Sin embargo, esto significaría que el aparato 12 destino tendría que tratar la señal recibida de modo diferente, dependiendo de si se originó a partir de un grabador de vídeo o a partir de otro aparato. Para evitar el gasto indirecto requerido para esto, se prefiere emplear el sistema de la figura 4.
La figura 5 muestra una arquitectura para un aparato fuente para emplearlo en el sistema de la figura 4. La figura muestra la unidad 50 funcional y la unidad 51 de interfaz, que tiene un conector 52 de salida conectado al bus 53.
La unidad 50 funcional contiene una unidad 502 de comando y control, y una unidad 504a-d de audio / vídeo, que están acopladas a elementos 505, 506 correspondientes de elaboración / recepción de unidades de señales (también en la unidad 50 funcional). El elemento 506 de elaboración / recepción de señales para la unidad 504a-d de audio / vídeo está acoplado a una unidad 511 de sellos temporales / ajuste de formato en la unidad 51 de interfaz. El elemento 506 de elaboración / recepción de señales para la unidad 502 de comando y control está acoplado a una unidad 512 de transacción en la unidad 51 de interfaz. La unidad 511 de sellos temporales / ajuste de formato está conectada a un reloj 516. La unidad 511 de sellos temporales / ajuste de formato y la unidad 512 de transacción están acopladas a una unidad 513 de capa de enlace. La unidad 513 de capa de enlace está acoplada a una unidad de capa física que está acoplada al conector 52. Una unidad 515 de gestión del modo está acoplada a la unidad 512 de transacción, la unidad 513 de capa de enlace y la unidad 514 de capa física.
El bus permite que se transmitan dos tipos de paquetes de mensajes: los denominados paquetes asíncronos y los paquetes isócronos. Según el protocolo del bus, el aparato puede solicitar que se le asigne una ranura de tiempo que se repite periódicamente. Entonces, la unidad 52 de interfaz transmite los paquetes isócronos por el bus en las ranuras de tiempo asignadas. Los paquetes isócronos contienen normalmente información de audio / vídeo. Los paquetes asíncronos también se transmiten en ranuras de tiempo, sin embargo, estas ranuras de tiempo no se repiten periódicamente, sino que tiene que adquirirse una cada vez empleando un protocolo de arbitraje del bus. Los paquetes asíncronos normalmente contienen información de comando y control.
Durante el funcionamiento, la unidad 504a-d de audio / vídeo crea, por ejemplo, una señal MPEG, en combinación con señales de cabecera y de información de código secundario. En el elemento 506 de elaboración / recepción de unidades de señales, estas señales se convierten en unidades de señales aceptables para la unidad 51 de interfaz. Las unidades de señales se transmiten a la unidad 511 de sellos temporales / ajuste de formato, que muestrea el reloj 516 a su llegada, y forma paquetes de señales que contienen las unidades de señales recibidas de la unidad 50 funcional y la muestra del reloj 516. Estos paquetes se transmiten a la unidad 513 de capa de enlace, que se ocupa de direccionar los paquetes, de comprobar los datos y de la estructuración. Los paquetes se transmiten a la unidad 514 de capa física, que proporciona para la interfaz eléctrica: detección y transmisión de bits, y arbitraje del bus.
La unidad 502 de comando y control genera señales para enviar instrucciones y controlar el funcionamiento de uno o más aparatos diferentes que están conectados al bus 53. Esta información se convierte en unidades de señales, y se transmite a la unidad 512 de transacción como paquetes asíncronos. La unidad de transacción las alimenta a la unidad 513 de capa de enlace para el envío a una ranura de tiempo que no está ocupada por paquetes isócronos. Los paquetes con información de comando y control no reciben sellos temporales, sólo los paquetes isócronos reciben sellos temporales.
El funcionamiento de la unidad 512 de transacción, la unidad 513 de capa de enlace y la unidad 515 de capa física se controla y coordina mediante la unidad 515 de gestión de nodos.
La figura 6 muestra el formato de un paquete de datos para la transmisión por la unidad 51 de interfaz. Éste contiene un campo "data len", que especifica la longitud de los datos en el paquete, un campo de etiqueta (etiq), un campo canal (can), un campo de código t (cod t), un campo de sincronización (sy), campos (CRC(1), CRC(2)) para códigos CRC para la corrección de errores, el sello temporal y datos.
La figura 7 muestra una realización de la unidad de sellos temporales / ajuste de formato de forma más detallada. Contiene una memoria intermedia (datos fifo = almacenamiento primero en entrar - primero en salir) acoplada a través de un multiplexor (mux de datos) de datos a la unidad 70 de capa de enlace. La unidad de sellos temporales / ajuste de formato contiene además una unidad (CTL) de control, un contador (CNT), que está acoplado a una memoria (FIFO SELLOS) FIFO de sellos y un contador (CNT longb) de longitud b que alimenta a una memoria (FIFO LONG) FIFO de longitud que a su vez alimenta a un contador (CNT LONG T) de longitud t. El contador (CNT LONG T) de longitud t y la memoria FIFO de sellos tienen salidas correspondientes acopladas al multiplexor (mux de datos) de datos. La unidad 70 de capa de enlace está acoplada al contador (CNT). La unidad (CTL) de control está acopada a cada una de las diversas partes.
Durante el funcionamiento, la unidad (CTL) de control en la unidad de interfaz recibe de la unidad funcional varias señales, tales como una señal de reloj de datos, una señal válida de datos, una señal de comienzo del paquete, una señal de final del paquete y una señal de control de sellos. Como respuesta a estas señales, la unidad (CTL) de control controla la lectura de datos (byte a byte) en la memoria FIFO de datos. Como respuesta a la señal de control de sellos, la unidad (CNT) de control hace que la memoria FIFO de sellos retenga una muestra del valor temporal del contador (CNT). Además, la unidad (CTL) de control controla el cómputo del número de bytes recibidos en el paquete, para establecer la longitud del paquete.
Cuando la unidad 70 de capa de enlace solicita que se transmita un paquete a la unidad 70 de capa de enlace, la unidad (CTL) de control primero conmuta el multiplexor de datos para que transmita información de canal y de código t y la longitud calculada, a continuación, para que transmita el sello temporal muestreado en la memoria FIFO de sellos y luego para que transmita los datos procedentes de la memoria FIFO de datos (en grupos de 32 bits (denominados quadlets) de cuatro bytes leídos de forma consecutiva).
El contador (CNT) se sincroniza periódicamente al tiempo de un dispositivo principal de tiempo (no mostrado) por medio de la unidad 70 de capa de enlace basándose en una señal procedente del dispositivo principal de tiempo conectado al bus.
La figura 8 muestra una realización detallada de la unidad de interfaz en el aparato destino. Comprende una unidad 80 de capa física / capa de enlace, acoplada a una memoria FIFO de datos, una memoria FIFO de errores, una memoria FIFO de sellos, un registro de código t, y un registro de longitud t. La memoria FIFO de datos y la memoria FIFO de errores están acopladas a la unidad funcional en el aparato destino. La unidad de interfaz comprende un contador (CNT) acoplado a un comparador, la memoria FIFO de sellos está acoplada al comparador por medio de un adicionador. El comparador tiene una salida de alarma acoplada a una unidad (CTL) de control. El registro de longitud t está acoplado a una memoria FIFO de longitud que está acoplada a un registro de longitud b. Todos los componentes están acoplados a la unidad (CTL) de control.
Durante el funcionamiento, la unidad 80 de capa de enlace transmite los datos recibidos desde la unidad de interfaz de transmisión a través del bus. Bajo el control de la unidad de control, está información se dispersa por los distintos registros y memorias FIFO. El sello temporal se introduce en la memoria FIFO de sellos. Desde allí se emite al adicionador en el que se añade un desfase predeterminado al sello temporal. El desfase representa el retardo máximo que puede sufrir una señal entre la llegada a la unidad de interfaz del aparato fuente y la llegada a la unidad de interfaz del aparato destino. La suma del sello temporal y el desfase se alimenta al comparador (COMP), que suministra una señal de alarma a la unidad CTL de control cuando el contador (CNT) alcanza dicha suma. Como respuesta a la misma, la unidad de control hace que la memoria FIFO de datos suministre los datos recibidos de la unidad 80 de capa de enlace a la unidad funcional, y emite una señal de comienzo del paquete e identifica los datos como válidos. Los datos se cronometran fuera de la memoria FIFO de datos bajo el control de un reloj de datos suministrado por la unidad funcional.
La figura 9 muestra las etapas para construir la estructura de datos para la transmisión a través del bus. La figura muestra cuatro trazos 90, 92, 94, 96 como una función del tiempo.
El primer trazo 90 muestra los datos tal como llegan a la unidad 104 de interfaz en el aparato 10 fuente. Los datos consisten en paquetes M_{k}, M_{k+1}, M_{k+2}, M_{k+3} cada uno de L bytes. El segundo y tercer trazos 92, 94 muestran fases intermedias en la construcción de estructuras de datos para la transmisión en la ranura de tiempo. En el segundo trazo, la información S_{k}, S_{k+1}, S_{k+2}, S_{k+3} de sello temporal se ha insertado entre los paquetes M_{k}, M_{k+1}, M_{k+2}, M_{k+3}. Cada elemento de la información S_{k} de sello temporal puede contener, por ejemplo, el valor temporal del reloj 108 a la llegada de algún punto de referencia en el paquete M_{k} (tal como su comienzo), o también información sobre el valor temporal de otro punto adicional de referencia (tal como su final). En el tercer trazo 94, se han insertado partes (X, L, C)_{p}introductorias en determinados puntos de la señal mostrada en el segundo trazo 92. La parte introductoria contiene la longitud L de los paquetes y el número C de secuencia de cada estructura. Además, en el tercer trazo 94, se han indicado estructuras N_{p}, N_{p+1} correspondientes, comenzando cada una con una parte introductoria, cada una para la transmisión en una ranura de tiempo correspondiente. Las partes introductorias se han insertado de tal manera que cada estructura N_{p}, N_{p+1}puede contener un número de paquetes M_{k...} con información S_{k...} de sello correspondiente.
Para el uso eficaz de la capacidad de transmisión del bus es de desear que los paquetes puedan extenderse más de una estructura N_{p}, N_{p+1}. En el tercer trazo, las partes (X, LC)_{p} introductorias se han insertado de tal manera que las partes del paquete M_{k+2} están en dos estructuras N_{p}, N_{p+1}. La información S_{k+2} de sello temporal para este paquete está en la última estructura N_{p+1} que contiene información del paquete M_{k+2}. De esta manera, tal como se muestra en la figura, parte de M_{k}, S_{k}, M_{k+1}, S_{k+1}, y parte de M_{k+2} se disponen en una estructura N_{p} junto con la parte introductoria (X, L, C)_{p}.
Dado que los datos de un paquete se extienden por más de una estructura N_{p}, N_{p+1}, los datos en la segunda estructura no empiezan con el comienzo de un paquete. Esto puede ser desventajoso si se pierde una estructura N_{p}, por ejemplo, debido a un error en la transmisión. En ese caso, pueden resultar irrecuperables incluso paquetes M_{k+3} que no forman parte de la estructura N_{p} perdida si no es posible determinar dónde empiezan en la estructura N_{p+1},debido a que un número desconocido de bytes del paquete M_{k+2} precedente los preceden. Para evitar esto, cada estructura N_{p}, N_{p+1} contiene un indicador X_{p}, X_{p+1} correspondiente al comienzo de un paquete en esa estructura (si hay uno). Este indicador puede calcularse determinando el número de bytes X_{p} desde el punto en el que finaliza la primera parte del paquete M_{k} (dicha parte se transmite en una estructura) al punto en el que comienza el siguiente paquete. En caso de un error en una ranura de tiempo, la unidad 124 de interfaz del aparato destino leerá el indicador X de la siguiente ranura de tiempo válida, y comenzará leyendo el siguiente paquete desde la localización en la ranura de tiempo indicada por ese indicador.
Finalmente, en el cuarto trazo 96 de la figura, las estructuras N_{p}, N_{p+1} se han expandido con cabeceras hdr(p), hdr (p+1) correspondientes y con información crc(p) para la corrección de errores.
La figura 10 muestra un ejemplo de una transmisión de datos. La figura contiene tres trazos 1001, 1002, 1003 de los datos como una función del tiempo tal como llegan a la entrada de la unidad 104 de interfaz en el aparato 10 fuente, en el bus 14 y en la salida de la unidad 124 de interfaz del aparato 12 destino, respectivamente. En la figura se supone que llega un número de paquetes durante cada periodo <n> <n+1> ... del patrón que se repite periódicamente de ranuras de tiempo.
El primer trazo 1001 muestra un número de paquetes. Se han indicado el comienzo y el final de un paquete 1012. Estos corresponden a fases \Phi_{s} \Phi_{p} correspondientes en el periodo <n> del patrón de ranuras de tiempo asignadas de forma periódica.
El segundo trazo 1002 muestra un número de ranuras de tiempo en periodos sucesivos. En una ranura 1014 de tiempo indicada se transmite información procedente del paquete 1012, incluyendo su información asociada de sello temporal. La información de sello temporal contiene, por ejemplo, las fases SPHASE = \Phi_{s'}, EPHASE = \Phi_{p'}, la diferencia CCI entre los números <n> de periodo de llegada del comienzo y el final del paquete en la unidad 104 de interfaz (i.c. CCI = 0) y ECN, los tres bits menos significativos son el número del periodo en el que el final del paquete llega a la unidad 104 de interfaz.
El tercer trazo muestra únicamente algunos de los paquetes tal como se emiten desde la unidad 124 de interfaz en el aparato 12 destino, y en particular el paquete 1016 que corresponde al paquete indicado en el primer trazo 1003. El inicio de la emisión de este paquete 1016 tiene lugar en la misma fase \Phi_{s} del periodo que en la que llegó a la unidad 104 de interfaz en el aparato fuente. La salida tiene lugar con un retardo de un número k entero de periodos. El número de periodos de la emisión se calcula a partir del número <n+1> del periodo en el que se transmitió la información a través del bus 14 y la parte ECN menos significativa del número <n> del periodo en el que se recibió el final del paquete en la unidad 104 de interfaz en el aparato 10 fuente. El número <n> de periodo completo del periodo en el que se recibió el final del paquete en la unidad 104 de interfaz en el aparato 10 fuente se recupera como el número de periodo más alto antes de <n+1>, que tiene la parte ECN menos significativa indicada. CCI se sustrae del número <n> de periodo completo para determinar el número <n> del periodo original en el que se recibió el inicio del paquete 1012. La emisión tiene lugar cuando la unidad 124 de interfaz en el aparato 12 destino haya determinado que el cómputo <n+k> del periodo ha alcanzado un número k predeterminado de periodos después de este número <n> de periodo original.
La figura 11 muestra un ejemplo adicional de una transmisión de datos. La figura es en general similar a la figura 10, pero en contraste a esta figura, se supone que cada paquete (por ejemplo, 1112) llega a la unidad 104 de interfaz del aparato fuente durante un número de periodos <n> <n+1>... del patrón que se repite de forma periódica de ranuras de tiempo. La figura 11 contiene tres trazos 1101, 1102, 1103 de los datos como una función del tiempo según llegan a la entrada de la unidad 104 de interfaz del aparato 10 fuente, en el bus 14 y en la salida de la unidad 124 de interfaz del aparato 12 destino, respectivamente.
El primer trazo 1101 muestra un número de paquetes. Se ha indicado el comienzo y el final de un paquete 1112. Éstos corresponden a fases \Phi_{s} \Phi_{p} correspondientes en los periodos <n>, <n+p> del patrón de ranuras de tiempo asignadas periódicamente.
El segundo trazo 1102 muestra un número de ranuras de tiempo en periodos sucesivos. En un número de ranuras 1114a-d de tiempo sucesivas se transmite información del paquete 1112, incluyendo su información asociada de sello temporal.
El tercer trazo muestra los paquetes, según se emiten desde la unidad 124 de interfaz en el aparato 12 destino y, concretamente, el paquete 1116, que corresponde al paquete indicado en el primer trazo 1103. El comienzo de la emisión de este paquete 1116 tiene lugar en la misma fase \Phi_{s} del periodo que en la que llegó a la unidad 104 de interfaz del aparato fuente. La emisión tiene lugar con un retardo de un número k entero de periodos.
Se observará que el esquema de codificación de los sellos temporales permite un retardo predeterminado tanto para los paquetes que duran menos de un periodo del patrón de ranuras de tiempo asignadas de forma periódica, y para paquetes que duran una pluralidad de este tipo de periodos, con una capacidad de información para codificar el sello temporal para el final del paquete que no depende de la longitud del paquete.

Claims (10)

1. Sistema de procesamiento de señales que comprende un aparato (10) fuente acoplado a un aparato (12) destino y a un bus (14) que puede hacerse funcionar según un protocolo de asignación de ranuras de tiempo, estando dispuesto el aparato (10) fuente para suministrar al aparato (12) destino una secuencia de paquetes a través del bus (14), comprendiendo cada paquete un sello temporal, comprendiendo el aparato (12) destino un reloj (128) y estando dispuesto para recibir los paquetes, para detectar cuándo el valor temporal del reloj (128) corresponde al sello temporal de un determinado paquete y para, acto seguido, presentar datos de ese paquete particular en una salida (122), estando dispuesto el aparato (10) fuente para suministrar una primera y una segunda parte de al menos uno de los paquetes en diferentes ranuras de tiempo, estando caracterizado el sistema por estar dispuesto el aparato (12) destino para presentar datos de la primera y la segunda parte juntos al detectar cuándo el valor temporal del reloj (128) corresponde al sello temporal en al menos uno de los paquetes, y estando dispuesto el aparato (10) fuente para suministrar al menos parte de al menos un paquete adicional de los paquetes tras suministrar la segunda parte, estando suministrado el paquete adicional en la ranura de tiempo concreta en la que el aparato (10) fuente alimenta la segunda parte, y para suministrar una identificación para identificar una localización en la ranura de tiempo concreta del paquete adicional, estando suministrada la identificación en una localización predeterminada en la ranura de tiempo concreta, estando dispuesto el aparato (12) destino para obtener la parte suministrada del paquete adicional leyendo la identificación.
2. Sistema de procesamiento de señales según la reivindicación 1, en el que el aparato (10) fuente está dispuesto para obtener muestras temporales correspondientes de un reloj (108) al comienzo de la llegada del paquete y al final de la llegada del paquete como su entrada, y para transmitir información sobre dichas muestras temporales al aparato (12) destino, estando dispuesto el aparato (12) destino para regular una velocidad de presentar dichos paquetes según una diferencia entre dichas muestras temporales.
3. Sistema de procesamiento de señales según la reivindicación 1 ó 2, comprendiendo el aparato (12) destino una memoria intermedia primero en entrar - primero en salir, medios para almacenar sellos temporales recibidos a través del bus (14) en la primera memoria intermedia primero en entrar - primer en salir, y medios para empezar a comparar cada sello temporal con un valor de conteo del reloj (128) tan pronto como el sello temporal que lo precede en la memoria primero en entrar - primero en salir se corresponde con el valor de conteo del reloj (128).
4. Sistema de procesamiento de señales según la reivindicación 1 ó 2, comprendiendo el aparato (10) fuente una memoria intermedia primero en entrar - primero en salir para sellos temporales.
5. Aparato (10) fuente dispuesto para ser acoplado a un aparato (12) destino a través de un bus (14) que puede hacerse funcionar según un protocolo de asignación de ranuras de tiempo, estando dispuesto el aparato (10) fuente para suministrar al aparato (12) destino una secuencia de paquetes a través del bus (14), comprendiendo cada paquete un sello temporal, para suministrar una primera y una segunda parte de al menos uno de los paquetes en diferentes ranuras de tiempo, y estando caracterizado por estar dispuesto para suministrar al menos parte de al menos un paquete adicional tras suministrar la segunda parte, estando suministrado el paquete adicional en la ranura de tiempo concreta en la que el aparato (10) fuente suministra la segunda parte, y para suministrar una identificación para identificar una localización en la ranura de tiempo concreta del paquete adicional, estando suministrada la identificación en una localización predeterminada de la ranura de tiempo concreta.
6. Aparato (10) fuente según la reivindicación 5, que está dispuesto para obtener muestras temporales correspondientes de un reloj (108) al comienzo de la llegada del paquete y al final de la llegada del paquete, como su entrada, y para transmitir información sobre dichas muestras temporales al aparato (12) destino.
7. Aparato (10) fuente según la reivindicación 5 ó 6, que comprende una memoria intermedia primero en entrar - primero en salir para los sellos temporales.
8. Aparato (12) destino dispuesto para ser acoplado a un aparato (10) fuente a través de un bus (14) que puede hacerse funcionar según un protocolo de asignación de ranuras de tiempo, comprendiendo el aparato (12) destino un reloj (128) y estando dispuesto para recibir del aparato (10) fuente una secuencia de paquetes a través del bus (14), comprendiendo cada paquete un sello temporal para detectar cuándo el valor temporal del reloj (128) corresponde al sello temporal en un paquete determinado y para, acto seguido, presentar datos de ese paquete particular en una salida (122), suministrándose una primera y una segunda parte de al menos uno de los paquetes en diferentes ranuras de tiempo, caracterizado por estar dispuesto para presentar datos de la primera y la segunda parte juntos al detectar cuándo el valor temporal del reloj (128) corresponde al sello temporal en al menos uno de los paquetes, suministrándose al menos parte de al menos un paquete adicional tras la segunda parte, suministrándose el paquete adicional en la ranura de tiempo concreta en la que se suministró la segunda parte, y suministrándose una identificación para identificar una localización en la ranura temporal concreta del paquete adicional en una localización predeterminada, y estando dispuesto para obtener la parte suministrada del paquete adicional leyendo la identificación.
9. Aparato (12) destino según la reivindicación 8, que está dispuesto para obtener información sobre muestras temporales correspondientes de un reloj (108) y para regular una velocidad para presentar dichos paquetes según una diferencia entre dichas muestras temporales.
10. Aparato (12) destino según la reivindicación 8 ó 9, que comprende una memoria intermedia primero en entrar - primero en salir, medios para almacenar sellos temporales recibidos a través del bus (14) en la memoria intermedia primero en entrar - primero en salir, y medios para comenzar a comparar cada sello temporal con un valor de conteo del reloj (128) tan pronto como el sello temporal que lo precede en la memoria intermedia primero en entrar - primero en salir se corresponde al valor de conteo del reloj 128.
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