数字电视传送流复用器的FPGA设计与实现

论文摘要

数字化已经成为当今信息社会发展的一个最显著特征和最关键技术,其中数字视频技术已成为目前通信、多媒体、广播电视和计算机等各种产业发展的焦点。MPEG-2 标准的推出使数字视频业务得到了广泛应用,以MPEG-2 标准为基础的数字电视不仅集中了最新技术成果,也促进了相关领域的发展,加速了广播电视、计算机和通信三合一的进程。MPEG-2 标准相对于MPEG-1 的一个重要扩充是提出系统层传送流的概念。目前MPEG-2 系统层传送流已经在事实上成为了数字电视领域中系统层传输的普遍标准。多路数字视频节目如何在信道中合理的传输,每路节目中视频和音频如何同步,这些都涉及到对MPEG-2 系统层复用的研究。DVB/MPEG-2 传输流复用是数字电视广播系统中的重要组成部分之一,它将从信源编码器输出的多路节目源复用成一路传输流送入传输信道。因此,复用的性能直接关系到数字广播系统传送节目的能力。本文研究了基于MPEG-2 和DVB 标准上的传输流复用的原理,探讨了传送流复用器的实现算法,并且给出一种实现的方案。主要内容如下: 第一章概述了数字电视与高清晰度数字电视的发展历史和原理,以及我国数字电视的发展状况。第二章主要介绍了可编程逻辑器件与FPGA 设计方法。第三章主要讲述了数字电视系统中与节目复用相关的DVB 部分标准和MPEG-2 部分标准。第四章主要介绍了DVB标准中的SI信息表和MPEG-2标准中的PSI信息表。第五章主要介绍了数字电视复用的原理,并详细阐述了复用过程中的两个关键技术:PCR 矫正和PSI 信息重构。第六章给出了基于FPGA 上的系统复用器PCR 矫正的实现方案,并对方案中的硬件结构和软件流程做了详细阐述。第七章主要是对论文工作的一些总结和对今后工作的展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 数字电视与高清晰度数字电视的发展历史
• 1.1.1 数字电视的发展
• 1.1.2 高清晰数字电视发展
• 1.2 数字电视的概念和优点
• 1.3 数字电视系统
• 1.3.1 数字电视前端系统
• 1.3.2 数字电视传输系统
• 1.3.3 数字电视接收系统
• 1.4 数字广播系统中三大标准及比较
• 1.4.1 ATSC 标准
• 1.4.2 DVB 标准
• 1.4.3 ISDB 标准
• 1.4.4 DVB 与ATSC 的比较
• 1.5 我国数字电视的发展状况
• 1.6 复用器开发
• 第二章 可编程逻辑器件与 FPGA 设计方法
• 2.1 可编程逻辑器件简介
• 2.2 Altera FPGA 介绍
• 2.2.1 ACEX 1K 系列器件
• 2.2.2 ACEX 1K 器件的特性
• 2.2.3 ACEX 1K 器件功能描述
• 2.2.4 ACEX 1K 的 EAB
• 2.2.5 逻辑单元（ LE）
• 2.3 FPGA 设计方法
• 2.3.1 FPGA 开发流程
• 2.3.2 FPGA 同步设计技术
• 第三章 DVB 标准和MPEG-2 标准
• 3.1 DVB 标准简介
• 3.2 MPEG-2 标准简介
• 3.2.1 MPEG-2 传输层结构简介
• 3.2.2 ES、PES 和TS
• 第四章 DVB/MPEG 中的服务信息
• 4.1 MPEG-2 的PSI
• 4.1.1 MPEG-2 的PSI
• 4.1.2 PSI 的作用
• 4.2 DVB 的SI
• 4.2.1 DVB 的SI
• 4.2.2 业务信息（SI）的作用
• 第五章 数字电视节目复用的原理和关键技术
• 5.1 复用/解复用的原理
• 5.2 复用/解复用的关键技术
• 5.2.1 PCR 的调整
• 5.2.2 PSI 信息的搜集和重构
• 第六章 复用器PCR 矫正模块设计
• 6.1 TS 流中PCR 的分析
• 6.2 PCR 信息的提取及PCR 矫正
• 6.2.1 PCR 信息的提取
• 6.2.2 PCR 的矫正
• 6.3 PCR 矫正模块的组成
• 6.4 PCR 各模块实现的流程
• 第七章 总结与展望
• 7.1 本文工作总结
• 7.2 今后工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历及研究成果