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基于CPCI的有线数字电视信号监测系统.doc

上传人:xrp****65 文档编号:7695880 上传时间:2025-01-12 格式:DOC 页数:2 大小:30KB
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1、摘要文章针对有线数字电视信号的传输特点,应用CPCI架构技术搭建有线数字电视信号传输的质量监测系统,以解决在PCI架构的监测系统遇到的难以克服的问题,更好地提升系统性能。文中着重阐述构成监测系统的各个模块的功能和具体的实现。详细介绍无视频、无音频、图像静止、黑场、彩条等异态视音频的判别方法。关键词 CPCI;嵌入式;音视频监测;TS流;编码解码;POWERPC;FPGA一、引言随着全国各地广播电视有线网络数字化整体平台的转换,有线数字电视信号已进入千家万户,如何保障节目信号的安全传输,是广电网络传输部门和广电监管部门必须要考虑的事情,建立一套运行稳定、及时准确、高效率的监测系统势在必行。 目前

2、,我国在对广播电视信号监测方面还广泛采用的是PCI架构的通用工控机与Windows操作系统以及测量板卡组建的专用监测系统,这样的系统存在如下问题: 1.Windows操作系统的安全漏洞、内存溢出等问题。 2.通用硬件的稳定性、可靠性不能够满足长期全天候运行。 3.系统硬盘长时间工作反复读写对硬盘的机械磨损容易损坏磁盘。 4.IPC机的硬件和软件冗余使系统效率低、可靠性差、功耗大。 5.IPC机内的功能板卡不支持热插拔,维护时,必须要关机。 为解决PCI架构存在的缺陷,当前的发展趋势是采用CPCI架构研究方向发展。 采用标准的CPCI架构,具有如下优点: 1.CPCI开放的总线技术,有利于各类系

3、统集成,可以随时增加具有不同功能的板卡放入一套机箱。 2.抛弃IPC传统机械结构,改用可靠的欧洲卡结构,改善了散热条件,提高了抗振动冲击能力,符合电磁兼容性要求。 3.灵活的连接方式,2mm密度的针孔连接器,具有气密性、防腐性、可靠性、高负载能力。 4.高效的热插拔技术,在系统运行没有断电的情况下,插拔功能模块板,而不破坏系统的正常运行。 CPCI所具有高开放性、高可靠性、可热插拔的特点,使该技术除了可以广泛应用在通讯、网络、计算机、电话整合,也适合实时系统控制、产业自动化、实时数据采集、军事系统等需要高速运算、智能交通、航空航天、医疗器械、水利等模块留学生代写站化及高可靠度、可长期使用的应用

4、领域。由于CPCI拥有较高的带宽,它也适用于一些高速数据通信的应用,包括服务器、路由器、交换机等。 现在超大规模的集成电路飞速发展,嵌入式计算机的应用领域越来越广泛,构建基于CPCI嵌入式系统具有体积小、结构紧凑、可靠性高的优点。 嵌入式系统采用模块化的设计思想,根据有线数字电视信号监测系统功能及其应用环境的特定要求,制作各种特定功能的板卡,安装在机箱内,通过CPCI总线与主板相连,完成系统功能。二、广电有线数字电视传输信号特点 目前我国数字有线电视系统采用DVB-C标准。在前端编码器将各种设备输出的视音频信号按照MPEG-2的编码标准,对A/D输出信号进行压缩编码,送入复用器完成多套节目的复

5、用,通过QAM调制,形成TS流或PS流 。在一个8MHz电视频道内传输多套(目前国内采用QAM64调制方式,最多包含8套)数字电视节目。 TS流中业务信息具有特殊重要作用,它关系到嵌入式监测系统的频道调谐、节目选择和定位、电子节目指南、解码。三、系统技术原理 (一)原理框架图(图1) (二)功能模块原理分析 本方案由四部分组成,分别是:有线数字信号接口模块、码流分析模块、解码模块、编码模块。 1.有线数字信号接口模块 该模块主要由调谐器(TUNER)和CAM卡及各种内部总线组成。 基本原理:调谐器接收射频信号并下行变频为中频信号,接收的射频信号的频率是码流分析模块控制设定要接收的频率。码流分析

6、模块中的CPU(PowerPC)通过外部总线与FLASH、SDRAM相连,从FLASH中读取应用程序指令,如给调谐器设置频率指令,然后从SDRAM读取所需的数据,如频率参数,通过I2C总线控制调谐器。调谐器输出的中频信号,通过QAM解调成TS流,送入CAM卡专用芯片,得到解CA的TS流。CAM卡芯片通过PCI总线与码流分析模块的PowerPC处理器连接。 解CA的TS流通过并行数据总线输入到解码模块的8块解码芯片,完成一个频点的8套节目PES流的分离。 2.码流分析模块 该模块主要由CPU、FPGA、FLASH、SDRAM及各种内部总线组成。 FPGA(FieldProgrammable Gate Array),即现场可编程门阵列。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA的基本特点: (1)采用FPGA设计ASIC电路(专用集成电路),用户不需要投片生产,就能得到合用的芯片。 (2)FPGA可做其他全定制或半定制ASIC电路的中试样片。 (3)FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。

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