（微电子学与固体电子学专业论文）基于linux的dvbh接收端驱动程序设计与实现.pdf

摘要 摘要 半导体工艺的高速发展降低了电子消费品的成本，从而被普通消费者所接 受。伴随电子产品普及的过程，这个行业的竞争越来越激烈，新技术、新应用意 味着新的商机。在消费市场高度成熟的电视及手机领域，电视正在从模拟电视时 代全面跨入数字电视时代，手机亦面临3 g 时代的到来。数字电视与手机的结厶! 可以让用户亲身体验到3 g 的魅力，为数字电视拓展了新的领土，亦为手机增加 了新的卖点。正是在这种情况下，催发了手持电视标准_ d v b h 的出现。 d v b h 标准是在传输层d v b t 的基础上，针对移动手持终端提供数字电 视多媒体服务的数字电视广播标准。本文以北京工业大学嵌入式系统重点实验室 的d v b h 项目为基础，讨论了基于l i n u ) 【的d v b h 接收端驱动程序设计与实 现。 d v b h 驱动程序设计开发至少涉及三个基本方面：d v b h 标准、l i n u x 操 作系统及嵌入式系统重点实验室的硬件系统。本文的第二章介绍了d v b h 标准 的码流结构及支持手持设备的技术特色，d v b h 项目就是要实现符合标准的接 收终端。终端系统由硬件与软件组成，在描述了硬件系统的功能与软件系统的任 务之后，定义了驱动程序的主要功能。从测试平台接口来说，d v b h 驱动程序 为p c i 驱动程序；从音视频的m 封装结构及软件系统层次来讲，它又属于网络 驱动程序。在后面的章节中，除了与操作系统关联的驱动程序框架外，重点描述 了硬件系统的配置存储区结构，叙述了d v b h 标准中p s i s i 表解析的设计与 t i m es l i c i n g 的实现。全文贯穿了对d v b h 标准的分析与理解，对l i n u x 操作系 统的研究及如何加快软硬件协同调试的思考与实践。项目结束时，在l i l l u ) 【环境 下，使用开源播放器m p e g 4 i p 可以收看d v b h 节目。 关键词驱动程序；d v b h 标准；“n u x 操作系统；p s i s i 表解析；调试方法 a b s t r a c t a b s t r a c t t h ed e v e l o p m e n to fs e m i c o i l d u c t o rt e c l l l l o l o g yd e c r e a s e st h ec o s to fe i e c 廿d i l i c p r o d u c t s ，s 0m em 旬o r i t ) ，o fc o l l s u m e r sc o u l db u yt h e mn o w a sm ep o p u l a r i z a t i o no f t 1 1 e s ee l e c 仃o i l i cp r o d u c t s ，c o m p e t i t i o nb e c o m e sm o r ea 1 1 dm o r ec r u e l i n 廿1 i si n d u s t 啪 n e wt e c h n o i o g ya 1 1 dn e w a p p l i c a t i o nn od o u b tm e a i l sn e w b u s i n e s so p p o m l i l i 够i nt l l e m o b i l ep h o n e 锄dt e l e v i s i o nf i e l d ，a r i a l o gt vi st r a i l s i t t i n gt od i g i tt va i l dm o b i l e - p h o n ei ss t e p p i n gi n t ot l l et l l i r dg e n e r a t i o n ( 3 g ) 1 1 1 ec o n l b i n a t i o no fd i g i t a lt v a i l d m o b i l ep h o n ec o u l db r i r 培廿l eu s e rw o n d e 喻l3 ge ) 【p e r i e r l c e ，w h i c h 、o u l dn o to l l l y e x p a n dn l er e a l mo fd i g i t a l1 vb u ta l s oa d dn e wf - e a t u r e st 0n 1 0 b i l ep h o n e h l t h i sc a s e ， d v b hs t a l l d a r dc o m e so u t jd v b h 舭蚤d 珥t a l d e ob r o a d c a s t i n gf o rh a n d h e l dw m c hp r o v i d e g m u l t i m e d i as e r v i c ef o rd i g i t a lt va i l di t s t r a i l s p o r tl a y c ri sd v b - t t h i sp a p e r d e s c 曲e sd v b - h “v e rd e s i g l l 锄di m p l e m e n t a t i o nb a s e do nl i n u xa sap a no f d v b - hp r o j e c to fb e i j i n gu i l i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y ，b e i j i n ge m b e d d e ds y s t e mk e y l a b d v b hd r i v e rd e v e l o p m e n tr e f e r st 0t l l r e ea s p e c t s ：d v b - hs t a l l d a r d ，l i n u xo s 锄dh 莉w a r es y s t c mo fb e i ji n ge m b e d d e ds y s t e mk e yl a b i i lm es e c o n dc h 印t e r 。 d v b - hd a t a 妣锄s t r u c t u r ea n dt e c l u l o l o g ) ，f e a n 鹏f o rs u p p o r t i l l gh a n d h e l dd e v i c e a r e 协缸d d u c e da n do u rp r 面e c ti sa i mt 0d e v e l o p 吐l es t a r l d a r dr e c e i v e r t 涮r l a l s y s t e mi sc o m p r i s e d o fh a r d w 铷汜a n ds o r w a r e t l eh a r d r a r e 如n c t i o na n dh 缸d w a r e s y s t e ml a y e ri sd e s c 曲e d ，m e nn l e 嘶v e rm a i n 胁c t i o ni sd e f i n c d f r o mn l c 觚舀eo f t e s tp l a t f o m 硪r f a c e ，d v b hd r i v e ri sp c i “v e r ；f r o mt h ea i l 西eo fv i d e oa n d a u d i o si pe n c a p 姒a t i o ns 仃u c t u r 它a 1 1 ds o 脚a r es y s t e ml a y e r d v b hd r i v e ri s n e 似o r kd r i v e li nm ef o l l o 讪n gc h a r t e r s ，b e s i d e sd r i v e ra r c l l i t e c t u r er e f i e 玎i n gt 0o s ， m 雒yo t h e ri t e m sa r ei n t r o d u c e di n c l u d i n gc o n f i g u r a t i o nm e m o r ys p a c eo f h a r d w a r e s y s t 锄，p s i s it a b l ep a r s e rd e s i g l la i l dt i m es i i c i n gi m p l e m e 似i o n t os u mu p ， r e s e a r c ho nd v b hs 伽d a r d ，l i n u xo s ，h a r d w a r ea n ds o 胁a r ec o o p e r a t i o nd e b u g m e 1 0 di sd e s 嘶b e di nt 1 1 i sp 印e r a t l ee n do ft 1 1 ep r o j e c t ，d v b hp r 0 笋a mc o u l db e p l a y e d b ym e0 p e ns o u r c ep l a y e rm p e g 4 i p i n l i n u x k e yw o r d s ：d r i v e r ；d v b - hs t a i l d a r d ；l i i l u x0 s ；p s i s ip a r s e r ；d e b u gm e t h o d - i i 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：至翊叠日期：塾塑：量：妥 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：王拥严 导师签名： 日期a 帕专 第l 章绪论 第1 章绪论 1 1d v b h 标准产生背景 1 1 1 半导体工艺的进步 t 十九世纪六十年代，由英特尔的创始人之一戈登摩尔提出的“摩尔定律”指 出，集成电路( i c ) 上可容纳的晶体管数目，约每隔1 8 个月便会增加一倍，性能 也将提升一倍。“摩尔定律”归纳了信息电子技术进步的速度，随后这四十几年内， 芯片行业的发展基本与此定律相符。 摩尔定律在揭示芯片工业进步的同时，也暗示了一个残酷的事实，在技术上 落后的公司必定会被淘汰。技术进步的最大推动力是利润，由于利润的存在，必 定引入更多的资本及更多的加入者，从而不可避免的带来竞争，接着利润会越来 越少，这时为了追求更高的利润，又不得不依靠提高技术。这条技术进步发展的 道路不仅适用于电子行业，亦适合其它行业。不过由于电子产品的更新速度很快，二 在其上体现的更加明显而已。 自1 9 4 6 年第一台计算机面世至今，计算机已经从神秘的庞然大物变成了大 多数普通人可以接触到的工作或生活不可缺少的工具。实际上，随着网络时代的 到来，多媒体视听资源的丰富，计算机已经在某种程度上，充当起与电视机相类 似的消费品的角色。这一切背后的主要推动力就是半导体芯片。半导体工艺的发 展，改变了最初将晶体管、电阻和电容分别安装在电路板上的方式，把这些基本 元器件做进了芯片，随着集成度的不断提高，许多复杂系统可以在芯片级实现。 半导体芯片的功能越来越强大，面积越来越小，价钱相对越来越便宜。可以说， 半导体工艺的进步，带动了整个电子相关行业的兴起与发展。 电子技术飞速发展的这几十年中，通讯技术亦在高速发展，最终体现在电子 消费品市场中，典型的代表就是电视与手机。 1 1 2 模拟电视向数字电视的转变 在二十世纪五十年代，还是奢侈品的电视，转眼间，便成为随处可见的家 电。据国家统计局的统计，2 0 0 3 年中国大陆的电视机总量已经达到了四点七亿 台，城镇每百人拥有量已经达到了一百二十一台，电视覆盖率达到了9 4 8 。国 内的普通消费者在短短的二十几年内，经历了从黑白电视到彩色电视，从显像管 电视到等离子、液晶电视，特别进入二十一世纪之后，正面临从模拟电视向数字 北京工业大学1 = 学硕士学位论文 电视的转变。 数字电视与模拟电视相比，频道利用率高，图像清晰度好，易于与别的数 字网络融合，加上国家的大力扶持，数字电视已经成为一种趋势。 19 9 7 年，欧洲的d v b ( d i g i t a lv i d e ob r o a d c a s t i n g ) 联盟发表了它的数据广播 技术标准，包括卫星数字电视传输标准d v b s 、有线电视传输系统标准d v b c 和地面传输标准d v b t ，为卫星、有线和地面电视频道传送高速数据铺平了道 路。d v b s 和d v b - c 这两个全球化的卫星和有线传输方式标准，目前已作为世 2 界统一标准被包括中国在内的大多数国家所接受。地面数字电视广播标准中，经 国际电讯联盟( i t u ) 批准的三个分别是：欧盟的d v b t 标准、美国的 a t s c ( a d v a n c e dt e l e v i s i o ns y s t e mc o i i l i l l i 批e ，先进电视制式委员会) 标准和日本 的i s d b t ( i n t e g r a t e ds e r v i c e sd i g i t a lb r o a d c a s t i n g ，综合业务数字广播) 标准。 中国也推出了相应的地面广播数字标准d m b t h 。 2 0 0 7 年3 月2 8 日，在中国国际广播电视信息网络展览会( c c b n ) 2 0 0 7 展会 上，国家广播电影电视总局副局长张海涛称：“根据我国的基本国情，我们从2 0 0 3 年开始，从有线切入，推动我国广播电视数字化进程，初步探索出了符合我国实 ：际的、以信息化带数字化、以数字化促信息化的有线数字电视整体转换模式。短 短三年，全国有2 5 个城市完成了有线电视数字化整体转换，有线数字电视用户 1 2 6 6 万。【2 4 】， 大量的事实说明，不管消费者是否愿意，最终数字电视会取代模拟电视， 数字电视的时代到来了。但是，由于现代通讯技术与电子技术所处的普遍高度， 这个行业不太可能形成一家独大的现象。 1 1 3 手机的3 g 时代 二十世纪四十年代未，贝尔实验室提出了便携式电话，即手机的概念。八 十年代未，移动通讯开始进入中国市场，由于当时的电池容量限制和模拟调制技 术需要硕大的天线和集成电路的发展状况等制约，这种手机外表四四方方，俗称 “大哥大”。这就是第一代( 1 g ) 的模拟的移动电话。 目前在全球范围内使用最广的手机是全国移动通讯系统( g s m ) 和码分多址 ( c d m 手机。在中国大陆及台湾以g s m 最为普遍，c d m a 和小灵通( p h s ) 手机也很流行，它们都是第二代( 2 g ) 手机，数字制式，除了可以进行语音通信以 外，还可以收发短信，具有稳定的通话质量和合适的待机时间。 第三代( 3 g ) 手机是指将无线通信与互联网等多媒体通信结合的新一代移动 通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等媒体形式，提供包括网页浏览、电 话会议、电子商务等多种信息服务。第三代手机目前正在准备进入市场。 第l 章绪论 如果说第一代手机标志着贵族化，第二代手机则经历了手机的平民化。第 二代手机技术的成熟，将以前只有在有钱人手中才会出现的大砖块“大哥大”推动 到普通人群几百元人民币便可以买到的轻巧型移动电话。从此，手机成为普通人 必不可少的移动通讯工具，手机行业的进入门槛越来越低，竞争越来越激烈，单 纯的通话功能已经不能满足大部分用户及市场的需求，手机正在从单一的即时通 讯工具变成集游戏、多媒体等功能在内的多面手。目前这个阶段，3 g 依旧充满 试验的味道，运营商和手机设备商更多是从塑造品牌形象的角度考虑，显然丰厚 饷市场收入不是现阶段考虑的问题。这时，推出一些可见的业务实验，让用户能 够提前感受到3 g 的魅力，至关重要。手机3 g 的到来，只是时间问题j 1 1 4 数字电视与手机的结合- d h 标准 伴随数字电视时代及3 g 时代的到来，数字电视与手机的结合变得自然。将 电视节目的收看从传统意义上固定、笨拙的接收器拓展于可移动、，便捷的手持设 备，不但为电视媒体开拓了覆盖空间，同时，为手机增加了一项新卖点。使用手 持终端，特别是手机，收看数字电视给用户带来了便利，增加了消费者选择的多 样性，也为运营商、节目制造商及设备制造商展现出更加广阔的前景，提供了新 的商机。 应用于手机的数字电视标准中，进入公众视线最多的有韩国t - d m b 、美国 的m e d i a f l o 、日本的1 s d b t 和欧洲的d v b h 标准，以及中国推出的c m m b 。 d v b h ，即d 珥t a l d e ob r o a d c a s t i n gf o rh a n 曲e l dt e n n i n a l s ，是欧洲电信标 准协会为手持终端用户提供电视等多种多媒体业务服务所制订的地面数字广播 传输标准，它不仅用于手机，也适用p d a 、移动个人视频录像机p v r 等便捷设 备。 d v b h 是建立在d v b ( 数据广播) 和d v b t ( 传输) 两个标准之上，它 并不是简单的将数据广播和d v b t 整合在一起，由于d v b h 标准面向手机等 小型终端设备，它们的天线更小巧，移动更为灵活，因此对d v b - h 传输系统有 一些特殊要求： 一手持设备突出的问题便是节能，协议中必须有相关部分以提高电池的使用时 间。 一 当用户从一个蜂窝向另一个蜂窝移动时，仍能顺利地无缝接收d v b h 业务。 一传输系统应保证在各种移动速率下接收d v b h 业务的质量，这就要求系统 应具有很强的抗干扰能力。， 北京工业大学工学硕士学位论文 1 2d v b h 市场现状及前景 d v b h 移动电视服务已经在意大利、芬兰、越南、马来群岛、印度、菲律 宾、阿尔巴尼亚、尼日利亚、肯尼亚和纳米比亚投入使用。f r e e s c a l e 、t i 、瑞萨 科技等芯片公司先后推出了基于d v b h 的解决方案。在北京中国国际展览中心 举行的c c b n 2 0 0 7 展会数字新媒体展区中，笔者目睹了诺基亚展出的d v b h 手 机电视。 ，2 0 0 8 年，欧盟委员会已经表达出大力支持d v b h 的意愿，可以预测它将j 成为欧洲通用的移动电视标准。据2 0 0 7 年的d v b h 技术市场与潜在性分析中 称，利用现有的蜂窝网络，d v b h 向终端用户提供了良好的视频服务体验，并 且为节目提供商、网络运营商、设备生产商及芯片设计商提供了商机，其预测， 至2 0 l o 年，d v b h 市场获利2 0 4 亿美元。 1 3 驱动程序 这里谈到的驱动程序为核心层驱动，就是控制硬件，使其能够正常工作， 属于操作系统，并向应用层提供接口，运行在核心态的软件。 。 驱动程序与相关硬件绑定。驱动程序与硬件交互，控制硬件。要写出好的 驱动程序，必须对其相应的硬件部分有足够深刻的了解。d v b h 驱动程序除了 配置硬件之外，必须有发现硬件错误，给出提示的能力。 驱动程序属于操作系统。针对同一设备，运行在不同操作系统上的驱动程 序有所不同。由于l i i l u ) 【操作系统开源，发现问题容易查找资料解决，同时，笔 者亦有l i i l u x 操作系统下开发驱动程序的经验，因此驱动程序的操作系统环境选 择了l i n u x 。 ? 驱动程序属于整个系统实现的一部分，必然会分担起一部分标准的实现。 d v b h 数据流的i p 封装，决定了驱动程序的网络特性。标准相关的表解析，定 位数据流的工作也在驱动程序中实现，且驱动程序向上层应用软件提供用户交互 接口。 1 4 课题研究基础及对象 北京工业大学嵌入式系统重点实验室在近三年的时间内，一直致力于欧洲 数字电视标准系列芯片的研发，先后流片d v b c 、d v b t 解调芯片，积累了丰 富的数字电视开发、调试经验。特别作为d v b h 传输层的d v b t 芯片的研发 为d v b h 项目的进行提供了技术基础和可行性。 d v b h 项目主要分硬件与软件两部分，硬件的开发由别的同学负责，笔者 第1 章绪论 。曼鼍曼曼鼍曼皇皇蔓曼曼曼曼皇皇曼曼皇曼曼曼曼量曼曼皇曼曼曼量曼曼皇皇蔓曼皇曼皇皇曼皇曼曼曼曼曼曼皇曼曼璺曼皇曼曼曼曼曼舅曼曼舅曼! 曼曼曼曼皇皇 主要负责软件方面，其中软件部分的重点是驱动程序。此论文围绕d v b h 这个 特定项目，针对驱动程序的实现展开。 在d v b h 项目进展过程中，硬件处于f p g a 测试阶段，不可避免地存在一 些错误。软硬件联合调试时，一旦出现了错误，可能是硬件问题，亦可能是软件 问题，这使错误的定位复杂化。若在软件与硬件联合调试之前，先对软件进行尽 可能多的测试，可以使错误定位简单化。于是，在项目进行的过程中，笔者一直 在思考：如何尽可能地使软件调试脱离硬件环境。 1 5 论文结构 本论文讨论了基于l i n l 畎的d v b h 驱动程序的设计与实现，在整篇论文中， 体现了对d v b h 协议的理解，对l i n u ) 【操作系统的研究，以及对如何加快软硬 件联合调试进度的思考。项目结束时，使用开源播放器m p e g 4 i p ，可以在l i m 环境下播放d v b h 数字电视广播。 本论文以下章节安排顺序如下： 第二章开始针对绪论中提出的移动手持终端对d v b h 传输系统的特殊要 求，阐述了d v b h 标准为实现这些要求所做的规定，再给出了嵌入式系统实验 室的d v b h 终端硬件系统的主要功能，确定了软件系统需要完成的任务及驱动 程序的基本功能，最后介绍了实验平台环境。 第三章确定了d v b h 驱动程序性质，从接口来看，它是p c i 驱动；从功 能来说，它是网络驱动。从p c i 驱动的角度，介绍操作系统如何将设备与驱动关 联及模块加载、卸载时系统调用的过程；从网络驱动的角度介绍了网络接口的建 立。最后，引出了模拟环境的概念。 第四章介绍了p s i s i 表解析程序的设计与实现。在改进版的解析程序中， 大量使用到链表结构，这些链表的实现利用了l i n u x 内核源1 i s t h ，通过实例，描 述了对链表的操作。 第五章介绍了硬件的存储区结构，并描述了驱动程序频繁操作的配置存储 区的组成及作用，给出了配置存储区到数据存储区的映射关系。 第六章从用户的角度，介绍了驱动程序对硬件操作的流程，包括对设备的 初始化、节目服务及中断处理。其中，设备初始化及节目服务通过用户接口完成； 对中断处理的描述涉及n m es l i c i n g 的实现。 第2 章d v b h 系统简介 第2 章d v b h 系统简介 2 1d v b h 标准简介 2 1 1 码流结构 5 d v b h 码流的基本传输单元是t r a l l s p o r ts 讹锄( t s ) 。由参考文献【3 】， m p e g 2 标准第一部分所定义的那样，t s 包具有特定语法结构，且长度为1 8 8 个 字节。在t s 结构中，1 3 位的包标识( p i d ) 字段指示了t s 包负载的数据类型。 如图2 1 所示，在发射端，音视频流分别经过各自的编码器后，打包，再经 由t s 复用器，送出一个个t s ，通过介质传输。在接收端，数据流的处理方向正 好相反。其中，d v b h 标准涉及打包这个模块。d v b h 标准中规定，数据包被 封装为与m p e g f 2 标准第五部分，与携带私有数据的d s m c cs e c t i o n 格式兼容的 d a t a 肝i i ns e c t i o n ，d a t a 铲锄ls e c t i o n 结构承载i p 包。也就是说，编码后的音视频 数据流被打成适合网络传输的i p 包后，再被封装成d a t a g 均ms e c t i o n ，才能进入 t s 复用器。一个d a 切掣a ms e “o n 对应一个i p 包。d a 仞冒锄s e c t i o n 的语法结构 见参考文献【1 】。 i 呢频数据 r 4 “ _ t 9 l 视频编码器7 i ，n 兰 ， b ， ， 。 t s t s 复用器 l 音频数据 飞i + ? “? j j7 | j 一， 音频编码器 。l 胡钼 7 i 。 邑。l 图2 i 从音视频数据到t s f i g 2 一l d e o 觚da u d i od a t at 0t s 编码后的音视频流映射至球包的过程在i p 数据广播i p d c 中规定。d v b h 应用对视频的压缩率有很高的要求，在嵌入式系统实验室应用的d v b h 码流里， 视频编码采用h 2 6 4 。 2 1 2d v b h 标准对d t 的改进 欧洲的移动地面数字广播传输标准d v b t ，虽然在面向移动终端时，具有 良好的性能表现，但是由于功耗较大等原因，并不适合依靠电池供电的手持移动 终端。因此，d v b h 增加了一些特殊的规定以适应手持终端，特别是手机的需 北京工业大学工学硕士学位论文 要。它们分别是： t i n l es l i c i n g ，即时间切片技术，用来实现节能。时间切片技术采用突发块 ( b u r s t ) 方式传送数据，每个突发时间片传送一个业务，在业务传送时间片内 该业务将单独占有全部数据带宽，并指出下一个相同业务到来的时间。这样 手持终端能够在指定的时刻接收选定的业务，在业务空闲的时间做节能处 理，从而降低总的平均功耗。 一m p e - f e c ，即多协议封装一前向纠错，提高了系统的纠错能力，使d v b h 设 备在信道条件较差的情况下，还能保持比较低的误码率。 _ 4 k 模式和深度符号交织。在d v b t 原有的2 k 和8 k 模式下增加4 k 模式， ： 以适应蜂窝网络的需要。 2 1 3t i m es l i c i n g t i m es l i c i n g 的概念就是在发送数据时，以突发块的方式，使用远高于平均 带宽的数率进行数据传输。如图2 2 所示，突发块之间并不传输有用信息，这段 时间叫做。趴i i i l e ；突发时传输的数率叫做突发数率；整个传输中，突发传输时 的高数率与。昏t 沛e 中的零数率的平均值就是平均数率。由于传输某套节目的突 发块之间，不会传输与这套节目相关的数据流，因此，o m t i m e 内，可以关闭设 备，实现节能。同样的道理，可以利用这段时间，放入别的节目的数据流，这样， 能够实现多套节目的传输。在。昏t i i i l e 的时间内，设备也可以处于激活状态，来 完成从一个蜂窝转移到另一个蜂窝的切换。 突发块持 缓 平均数率 殄 移 + 图2 2 突发块参数 f i g 2 2b u r s tp a n 吼e t e r s 如果在。昏t 妇e 的时间内，设备处于节能状态，那么，它将怎么得知何时应 该被唤醒以接收下一个突发块? d v b h 引入了d e i t a - t 这个概念。d e l 协t 包含在 m p es e c t i o n 头中的实时参数里，见参考文献 1 。m p es e c t i o n 与d a t a 伊卸l s e c t i o n 的不同之处仅在于将d a t a g r 锄_ s e c t i o n 语法结构里的m a c - a d d r e s s _ 4 至 m a ca d d r e s sl 用实时参数来替换。在d v b h 中，m a c 地址( m a ca d d r e s s ) 没 有任何用处。 。 d e l 协t 指明了在突发块中，从刚刚接收当前m p es e c t i o n 的时刻至下一个突 发块开始到来时刻的时间。d e l t a t 的单位是l o 毫秒。在突发块中，包含许多 m p es e c t i o n ，这些s e c t i o n 中的d e l 协- t 值是非降序的。由于d e l t a t 的存在，使处 【悟上 第2 章d v b h 系统简介 于非激活状态的设备在下一个突发块到来之前被唤醒成为可能，这样，节能模式 得以实现。 图2 3 在每个m p es e c t i o n 中的d e l t a t 指明了下一个突发块开始到来的时间 f i g 2 3e a c h 脚es e c t i o nh e a d e rc o n t a i l l sd e n a ti n d i c a t i n gt i i i l e t o t h eb e 百r u l i n go f t h e 鹏x tb u r s t 2 1 4n 伊e f e c 手持终端在移动速度很快或信道条件不好的情况下，若仅采用m p e ，丢包 率很高。使用m p e f e c ，可以使这种情况大大改善。 如图2 - 4 所示，即在一个突发块里，对基于i p 包的应用数据作r e e d s o i o m o n r s 编码，再添加使用r s 前向纠错码形成的r s 数据，这样便构成了m p e - f e c 帧。m p e f e c 帧的列数为2 5 5 ，行数由固定数值确定。其中，1 9 1 列存入应用数 据，6 4 列为r s 数据。见参考文献 1 的t a b l e3 9 ，行数n 0 _ o f 印w s 的有效值有 2 5 6 、5 1 2 、7 6 8 、1 0 2 4 。所有数据依列编址，每个字节数据的地址与将二维数组 按照列编址存入在一维数组时，一维数组的下标相同。 如果应用数据空间放入此突发块所有的i p 包后，还有空余，使用填充数据 加以填充。 应用数据部分使用m p es e c t i o n 携带，r s 数据部分用m p e f e cs e c t i o n 。 m p e f e c c t i o n 的语法结构见参考文献【1 】。d v b h 接收端在收到m p es e c t i o n 时，会对其进行c i 屺3 2 校验，如果突发块中所有的m p e f e cs e c t i o n 均未发现 校验错误，则后面的m p e f e cs e c t i o n 不必接收。在d v b - h 标准中，m p e - f e c 为可选特性。 北京工业大学工学硕士学位论文 厦用效琚r s 致琚 l 0 1 9 例 1 9 0 、 “列 7 06 3 i p i p 包 包 l i p 4 填 包 2 i p 充 包 数 3 据 图2 - 4m p e f e c 帧结构 f i g 2 _ 4t h es t r u c t u r eo ft h e 脚e f e cf i 狮e 2 1 5p s i s i 信息表 p s i ( p r 0 鲈锄s p e c i f i ci n f 0 锄a t i o n ) 表在m p e g 2 中定义，通过它们可以找到 ! 码流中携带的数据信息的p i d 。d v b 在p s i 表的基础之上，增加了s i ( s e r v i c d i n f o 肌a t i o n ) 表，向用户指明数据信息的类型及一些事件信息。 d v b h 标准涉及的p s i s i 表主要有：节目关联表( p a t ) 、节目映射表( p m t ) 、 条件接收表( c 、网络信息表( n i d 、i p 小队c 通知表( i n d 、服务描述表( s d d 、 事件信息表( e i t ) 、运行状态表( r s d 、时间日期表( t d d 。 p a t 表指示了相关的p m t 表的p i d ，它也给出了n i t 表的位置，即p i d 值。 p m t 表建立了节目号与节目数据流p i d 之间的关系，并给出节目时钟参考( p c r ) 。 c a t 涉及条件接收的信息。n i t 表携带了网络信息，如接收参数等。i n t 表给出 ，了节目对应的p 广播地址。s d t 表明了节目的类型，如此节目是否为多协封装。 e 1 1 r 表包含了事件名、起始时间、持续时间等信息。r s t 表明了事件的状态( 运 行停止) 。t d t 表则用来更新时间日期信息。 这些表中，某些表对应的p i d 是已知的，如承载p a t 表的t s 的p i d 为0 ， c a t 表为1 ，n i t 表为o x l 0 ，s d t 表为0 x 1 1 ，e i t 表为0 x 1 2 。p a t 表与它的p i d 是一对一的关系，但是，有些p i d 与表是一对多的关系。也就是说，既使接收到 了某个表对应的p d 的t s 包，若p i d 与表并非一对一关系，则只能说，此t s 可能携带这个表的信息。 每个表的语法结构均有表标枳( t i d ) 这个字段，t i d 标识表类型。得知了 t i d ，便确定了表的类型。描述信息由表携带，类型由t a g 字段来标志。 协议中规定，i n t 表的p i d 在p m t 表中指明，包含i n t 表p i d 信息的p m t 表中，必须携带埘r o a d c 解c i d e s c r i p t o r 这个描述符，且此描述符的 第2 苹d v b h 系统简介 d a 【协b r o a d c a s ti d 字段值为o ) 【o b ，其选择器字节( s e l e c t o rb y t e ) 被定义为 i p 小队cn o t i f i c a t i o ni n f 0 结构，具体语法见参考文献 1 。 图2 5 给出了一个定位数据基本流过程的例子： 接收p i d 为0 x 0 0 1 0 的n i t 表，表的第一个循环中包含l i n k a g t t y p e 为o x o b 的l i l l l ( a g e j e s c r i p t o r 描述符，这个描述符指明了携带烈t 表的服务( s e r v i c ei d = o x 0 0 0 1 ) 。其包含 t e 玎e s 仃i 札_ d e l i v e r y s y s t e m j d e s c r i p t o r 描述符，这个描述符给出了传 输层d v b - t 的信息。 接收p i d 为o ) ( o o l l 的s d t 表，这个表携带的描述符信息给出了每 种服务的类型，如s e r v i c ei d 为1 的i n t 表，这与n i t 表中反应出 的信息相同；s e i c e i d 为2 的服务为多协议封装，且服务名为 “e s g f l u t e ”；s e r v i c ei d 为3 的服务也是多协议封装，服务名为 “c c t v 5 ”。 接收p i d 为o x o o o 韵鼢盯表，这个表给出了节目号( p r o 伊锄i d ) 与 其对应p m t 表的p i d 。每个p r o 鲈锄i d 与s e r v i c ei d 一一对应。 由此，联合由n i t 及s d t 表中的信息得知，携带i n t 表p i d 信息 的p m tp i d 为0 x 0 5 e 7 ，e s g f l u t e 服务对应的p m tp i d 为 0 x o o c 9 ，c c - 5 对应的p m tp i d 为0 x 0 4 b l 。 找到p i d 为0 x 0 5 e 7 的p m t 表，这个表给出了烈t 表的 p i d ( o x 0 3 f 3 ) 。 找到p i d 为o x 0 3 f 3 的t s 流，即定位到了i n t 表，i n t 表中给出 了所有多协议封装服务对应的i p 信息。 找到p i d 为0 x 0 0 c 9 的p m t 表，由这个表定位出e s g f l u t e 服 务的p i d ( o x 0 0 c 8 ) 。 找到p i d 为o x 4 8 1 的p m t 表，由这个表定位出c c 5 对应的 p i d ( 0 x 0 4 b ) 。 北京工业大学工学硕士学位论文 o n i t p i d - o x l o 硼岬一o 棚 l i i - l a 萨d e p 协0 d e 3 p t 鹋= o ) 【4 a n s p o r t _ s t r e j d o x o l o g i n a l - n c t v o r l 【j d = o x o l 0 t r v i c e 树一o x 0 l i i n h 弘i i y p e o i 伯 t c m ：蚰t d 如i i v e 疆科姗幽r i 砷。一i d c s p _ t 明= 0 x 5 a c 仃。一姻u c n c y - o x 7 l 柏 b d w i d t l i = o x 0 p d 谢t y = o x i t i m c - s l i c i “g - i n 小c 捌m o x o m p e f e ci n d e i c a 幻r 暑o x o c o n s t c u a t i o n 盅0 xl h i o r a r c h vi n f b 皿a 吐佣io ，【o c o d cr 小e h ps 仃e 咖lo x 0 c o d er 甜e - l ps 廿c 蛳= o x o 舒删i n t e r v a l1 0 x o 仃a n s m j s s o nm o d c o x l o t l i c r - 6 m r i c y n 鹋，o ，由 图2 5 定位数据流的实例 i n t h d 一哪3 b t 曲i u d - o x 柚 协f g e l i p s i hd e p t o l 0 d c s p t 鹕= 0 x o f l p v 4 j d d r - 2 2 5 o o s 9 i p v 4 j l “h - m _ i l 一0 x 2 0 i p ，m a c 蚶嘲n - i 棘i 如硝却t o f ( ) d e s p 一诅g - o c 1 3 ”i c e m o x d m o j l i c e f h j d 蛳h 6 e rd o c r i l ，o o ( ) d h p t 鹋。o ，【7 7 脚旷g c t i p - s l a s l ld c f i p o f 0 d 唧j 昭= o x o f i p v 4 a d d r - 2 2 4 0 2 3 1 4 i p v 4 - s l a l h 啤k - o x 2 0 i p ，m a c j 嘶j 幽n 如c r i p 岫f 0 d c 8 p t a g = 0 x 1 3 _ e r y i 吨试a o 枷啦 d m 哆_ 摹i i c e - f 叫d 蜘酊石盯d c 喇咖o l ( ) d e i p j 唔- o x 7 7 多。 p m t p i d i o ) c 0 5 0 7 协m c 甜一o ) 0 2 e kp m z o x 0 3 1 3 d a l ab “ a d c a s ti dd e |p i o f ( ) d a t ab a d c ti d ，o ：o b ( i n d 口l 曲mi dd a l ilm 毒仿【5 p i a t f b mi d o i 鳅i o 。1 1 y p e ；o xi i n t _ v n g _ n 吨l o x i i n tv 盯l) c 4 f i g 2 5e x 锄p i eo f1 0 c a t i n gd a t as t r e 锄 1 2 第2 章d v b h 系统简介 ? 舅詈曼曼曼皇曼皇曼曼曼詈鼍置曼曼曼曼皇曼曼曼曼曼曼! 曼璺皇曼曼曼鼍皇曼曼曼苎曼曼曼量皇曼量曼曼舅曼曼曼曼鼍曼! 曼曼曼曼曼曼毫曼皇曼曼曼! 曼量曼 2 2d v b h 终端系统硬件功能简介 d v b h 终端的信道解调、解码由物理层d v b t 完成。北京工业大学嵌入 式系统实验室的d v b h 系统中，将物理层之上的硬件，称为m a c 层，习惯上， 把m a c 层叫做d v b h ，以区别d v b t 。 如图2 6 所示，d v b t 物理层将接收的信号解调之后，把一个个t s 包扔向 m a c 层。m a c 层根据主机对其配置存储区的配置，依据t s 包的p i d 值做t s 解析并将解析后的结果存入相应的数据存储区的缓存之中。m a c 层直接交给主 机的数据流分为两种，一种为去掉多协议封装头之后的i p 包；另一种为p s i s i 衣。 解 注：实线箭头为数据流；虚线箭头为控制流。 图2 6d v b h 接收端数据流图 f i g 2 - 6d v b hr e c e i v e rd a t an o w