基于NDK的数字电视传输流(TS)网络采集系统

电视发展到今天已经进入数字化的时代了，数字电视系统取代模拟电视系统的一大优势在于实现了信息的数字化。电视节目信息实现数字化，所有的信息可以在数字世界里传播、转换、存储和处理，从而使得广播电视网能够和计算机网络相连接，大大提高了信息处理的能力。

TCP/IP是Internet网络上传输数据 所必需的协议，这种网络通信模式在PC机之间的实现已经完善， 但是由于体积、价格等因素限制了应用的范围。因此，基于TCP/IP 协议与Ethernet的嵌入式系统网络通信设计成为目前一个热门的话题。 本 系统实现了在以TI公司的TMS320DM643为核心的嵌入式系统 中对数字电视传输流信号进行采集与在Ethernet中传输。利用本系统可轻松的实现在局域网中对数字电视传输流信号的传输、调度。数字电视传输流信号源是针对欧洲数字有线广播系统标准(DVB-C)的数字有线电视信号。网 络接入硬件是在以TI公司的TMS320DM643为核心的嵌入式系统中实现，网络接入软件采用了TI公司的针对C6000系列DSP推出的TCP/IP NDK(Network Developer's Kit)网络开发包来实现。

系统的电路设计

电路部分主要由五部分组成。数字电视传输流网络采集系统框图如图1所示。


主要功能是通过传输流接口模块采集数字电视信号进入PLD（CYCLONE EP1C6Q240C8）芯片，进行必要的处理后，将信号发送到DSP(TMS320DM643)芯片储存起来并进行算法处理。通过TMS320DM643芯片对BCM5221芯片进行必要的配置，将储存在MS320DM643芯片内的数据通过BCM5221芯片传送到局域网中，并通过计算机接收数据。

传输流(TS)接口模块

传输流接口模块由CY7B933输入接口芯片及其电器接口电路组成。CY7B933输入接口电路是点对点的传输模块，可以通过光纤、同轴电缆和双绞线进行高速的串行数据传输。输入接口符合DVB-ASI的接口标准。输入接口接收到串行位流后，通过内部PLL时钟同步恢复数据的时钟信息，并对位流进行串并转换、解码和传输检错等操作。这种输入接口能灵活的实现把高速点对点串行数据转变成并行数据，而且应用领域广泛，包括各种服务器，存储器和视频传输的应用。

PLD控制模块

在项目中，此部分硬件选用的是Altera公司的CYCLONE EP1C6Q240C8芯片。

此模块主要的功能是实现与CY7B933接收芯片的接口，把数据从CY7B933接收进来，并缓存数据。这部分功能均由VHDL语言编写的功能模块实现。主要有两个功能模块：RECEIVE模块与FIFO模块。RECEIVE模块主要负责从CY7B933接收芯片接收数据字段进来；FIFO模块主要负责缓存数据。功能框图如图2所示，下面分别对RECEIVE模块与FIFO模块的功能进行介绍。


RECEIVE模块

RECEIVE模块的功能是实现与CY7B933接收芯片的接口，把数据从CY7B933接收进来。其工作方式是以一个传输流包为边界接收数据的。
首先RECEIVE模块会检测传输流包的边界，通过查找包头字节（固定为0x47）间的字节数来确定。因为包中数据也可能含有0x47，所以要牺牲三个包的数据来检查三次。当发现0x47这个字节的时候，就会触发一个内部的计数器开始计数。当计数到188后，如果下一个字节又是0x47，说明传输流包属于188个字节的包，那么计数器被清零；如果下一个字节又是0x47，说明传输流包属于188个字节的包，那么计数器被清零，否则计数器清零并重新开始检测边界。

当检测到边界以后，RECEIVE模块开始接收数据包。计数器会从零开始计数，在接收数据的过程中使能wrreq输出有效信号，同时把数据输出到下一级。当计数到188，表示一个数据包接收完成。当一个包的数据接收完之后，计数器清零，并置ts188，保持高电平一个时钟周期。下一个周期检测数据是否为0x47，如果是说明是下一个数据包的边界，否则说明出现了错误，并重新回到上一段所说的检测数据包边界的状态。

此外，PLD模块内会有一个专用计数器记录空包数，当接收到数据包后会首先检测此数据包是否空包，如果是空包PLD模块会把这个空包删除，并在计数器中加一。如果接收的不是空包就会把计数器的值加到这个数据包的私有字段中，并缓存到FIFO。然后计数器自动清零。这样处理数据包的目的是为了减少网络传输的数据流量，从而可以传输更多的传输流数据。把计数器的值加入私有字段是为了在计算机接收到数据后可以把原来的空包恢复出来，从而保证原传输流数据的完整性。

fifo模块

fifo模块的功能实现从RECEIVE模块接收数据，并缓存起来。当RECEIVE模块接收完一个完整的传输流的数据包之后，会发送ts188或ts204的中断信号给DSP，DSP就会启动EDMA功能从fifo模块接收数据。DSP与fifo模块是采用异步连接的方式，具体的接收操作在DSP部分说明中加以描述。