專利名稱：一種對mpeg-2傳輸流pcr軟件校正的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型專利屬于通信和廣播系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是對于PC平臺下軟件生成 27MHz本地系統(tǒng)時鐘實現(xiàn)一種對MPEG-2傳輸流PCR軟件校正的裝置。
背景技術(shù)：
目前，數(shù)字電視廣播領(lǐng)域MPEG-2傳輸流的復(fù)用一般采用FPGA等硬件方式實現(xiàn)，相比硬件復(fù)用，軟件復(fù)用系統(tǒng)具有成本低、開發(fā)周期短和高靈活性等特點。采用PC軟件方式通過PC系統(tǒng)時鐘獲得27MHz數(shù)字電視本地時鐘進而進行對MPEG-2碼流PCR (Program Clock Reference，節(jié)目時鐘參考)的校正，使得經(jīng)過PC軟件復(fù)用處理輸出的傳輸碼流攜帶穩(wěn)定的時鐘信息，因此在PC環(huán)境下生成27MHz本地時鐘是傳輸流軟件復(fù)用系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵部分。在MPEG-2標準中，PCR是一個48bit字段，其中有效位有42bit，PCR字段由兩個部分組成一部分為program_clock_reference_base，33bit，是以27MHZ系統(tǒng)參考時鐘的 1/300 (90KHZ)為單位；另一部分為 program_clock_reference_extension，是以系統(tǒng)參考時鐘Q7MHZ)為單位的9位字段。以27MHz為系統(tǒng)時鐘的取樣點的PCR字段在MPEG-2傳輸流中起著非常重要的作用。解碼器端需要根據(jù)PCR值來校正本地時鐘，提供和編碼器端時鐘同步的時間值，實現(xiàn)解碼端音視頻同步解碼播放。

實用新型內(nèi)容為了克服MPEG-2傳輸流軟件復(fù)用過程中PCR抖動所產(chǎn)生影響，本實用新型提供了一種在PC平臺上軟件產(chǎn)生27M時鐘，進而利用該時鐘可進行軟件調(diào)整PCR的對MPEG-2傳輸流PCR軟件校正的裝置。該裝置利用生成的27MHz時鐘作為PCR的計時時鐘，進行傳輸流的PCR調(diào)整。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種對MPEG-2傳輸流PCR軟件校正的裝置，包括有用于提取27MHz時鐘計數(shù)值的提取裝置、用于記錄包含PCR字段TS包進入復(fù)用器時刻的系統(tǒng)時鐘計時值的進入時刻記錄裝置、利用進入時刻記錄裝置記錄的計時值對數(shù)據(jù)進行第一次調(diào)整的第一調(diào)整裝置、用于記錄包含PCR字段TS包離開復(fù)用器時刻的系統(tǒng)時鐘計時值的離開時刻記錄裝置、利用離開時刻記錄裝置記錄的計時值對PCR進行第二次調(diào)整的第二調(diào)整裝置，提取裝置、進入時刻記錄裝置、第一調(diào)整裝置、離開時刻記錄裝置和第二調(diào)整裝置依次相互連接。所述第一調(diào)整裝置與離開時刻記錄裝置之間連接有接收緩沖裝置。所述離開時刻記錄裝置與第二調(diào)整裝置之間連接有發(fā)送緩沖裝置。在PC平臺下，利用PC平臺內(nèi)部的計時機制得到系統(tǒng)計時值，然后將計時值轉(zhuǎn)換為作為27M頻率時鐘相應(yīng)的計數(shù)值，用以進行PCR的校正。本實用新型獲取系統(tǒng)內(nèi)部計時值分為兩種情況對于intel單核CPU平臺，可利用CPU內(nèi)部的一個64位寄存器TSC (TimeStamps Counter)得出系統(tǒng)計時值，TSC在每個CPU周期其值加一，在程序中利用RDSTC指令讀出該寄存器的值，該計時精度可達到CPU的主頻級的精度；對于多核CPU平臺，由于不能保證主板上每個核TSC同步和CPU頻率的可變性，使得RDSTC指令用作精確計時的功能大大削弱，因此多核情況下利用操作系統(tǒng)提供的精確定時機制實現(xiàn)納秒級的計時，在Linux 系統(tǒng)下使用POSIX庫中的clock_gettime ()函數(shù)以CL0CK_M0N0T0NIC作為參數(shù)即可得到納秒級的精確計時。在得到相應(yīng)于27M時鐘的計數(shù)值之后，采用基于復(fù)用器中時延的PCR校正方法進行PCR校正。該方法是將PCR數(shù)據(jù)包在復(fù)用器中的延時反映到PCR字段上來抵消復(fù)用過程中產(chǎn)生的PCR抖動。通過兩次調(diào)整，去除網(wǎng)絡(luò)傳輸和本地復(fù)用產(chǎn)生的時間抖動。PC 平臺下生成27MHz時鐘實現(xiàn)對MPEG-2傳輸流PCR軟件校正的方法的步驟包括Si.在PC平臺下針對單核與多核的不同情況，通過提取裝置提取27MHz時鐘計數(shù)值。S2.在包含PCR字段的TS包進入復(fù)用器的那個時刻，通過進入時刻記錄裝置記錄下系統(tǒng)時鐘的計時值Tl。S3.第一調(diào)整裝置利用Tl對數(shù)據(jù)進行第一次調(diào)整。S4.在包含PCR字段的TS包離開復(fù)用器的那個時亥lj，通過離開時刻記錄裝置記錄下系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值T2。S5.第二調(diào)整裝置利用T2對數(shù)據(jù)進行第二次調(diào)整。本實用新型的有益效果是，利用軟件校正裝置的方式實時產(chǎn)生27M時鐘的計數(shù)值，在軟件復(fù)用器中對PCR進行調(diào)整，PCR校正后，復(fù)用過程中產(chǎn)生的抖動明顯減小，簡化了系統(tǒng)的實現(xiàn)。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。圖2為本實用新型調(diào)整PCR的流程框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明，見圖1、2所示，本實用新型包括有用于提取27MHz時鐘計數(shù)值的提取裝置1、用于記錄包含PCR字段TS包進入復(fù)用器時刻的系統(tǒng)時鐘計時值的進入時刻記錄裝置2、利用進入時刻記錄裝置2記錄的計時值對數(shù)據(jù)進行第一次調(diào)整的第一調(diào)整裝置3、接收緩沖裝置4、用于記錄包含PCR字段TS包離開復(fù)用器時刻的系統(tǒng)時鐘計時值的離開時刻記錄裝置5、發(fā)送緩沖裝置6、利用離開時刻記錄裝置5 記錄的計時值對PCR進行第二次調(diào)整的第二調(diào)整裝置7，提取裝置1、進入時刻記錄裝置2、 第一調(diào)整裝置3、接收緩沖裝置4、離開時刻記錄裝置5、發(fā)送緩沖裝置6和第二調(diào)整裝置7 依次相互連接。利用本實用新型對MPEG-2傳輸流PCR軟件校正的方法的步驟包括Si.系統(tǒng)啟動初始化，記錄當(dāng)前時刻值作為27M系統(tǒng)基準時間t0。步驟1包括以下分步驟Sll.若系統(tǒng)為單核CPU平臺，則利用RDSTC指令讀取CPU的STC寄存器的計數(shù)值， 然后采用下面的公式轉(zhuǎn)換為27M時鐘的計數(shù)值。[0023]cnt_27M_clk = (cnt_CPU_clkX 27000000/CPU_freq) % 242式中cnt_27M_clk表示轉(zhuǎn)換后27M時鐘的計數(shù)值；cnt_CPU_clk為RDSTC指令讀取的CPU自上電以來的周期數(shù)；CPU_freq為系統(tǒng)CPU的主頻，在Linux系統(tǒng)下可以通過系統(tǒng)調(diào)用從/proc/cpuinfo中得到。S12.若系統(tǒng)為多核CPU平臺，在Iinux系統(tǒng)下采用clock_gettime()函數(shù)以 CL0CK_M0N0T0NIC作為參數(shù)得到納秒級的精確計時T0，然后采用下面的公式轉(zhuǎn)換為27M時鐘相應(yīng)的計數(shù)值。cnt_27M_clk = (TO X 27/1000) % 242式中cnt_27M_clk表示轉(zhuǎn)換后27M時鐘的計數(shù)值；TO利用系統(tǒng)調(diào)用得到的納秒級計時值，單位為ns。S2.復(fù)用器接收TS數(shù)據(jù)包時，判斷該數(shù)據(jù)包是否包含PCR字段，若包含PCR字段， 則記錄下當(dāng)前27M系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值tl，并提取出42bit的PCR字段的值PCR_old ；若無 PCR字段，就跳轉(zhuǎn)到S5。S3.對 PCR_old 進行第一次 PCR 調(diào)整PCR_new = PCR_old_ (tl_t0)，式中 PCR_new 為調(diào)整之后42bit的PCR字段所表示的PCR值，tl-tO表示TS數(shù)據(jù)包以t0為基準時間時進入復(fù)用器的時刻；S4.將調(diào)整后的PCR_neW值寫入該數(shù)據(jù)包的PCR字段中。S5.將該數(shù)據(jù)包放入接收緩沖區(qū)中。S5.接收緩沖區(qū)中的TS數(shù)據(jù)被復(fù)用線程取出進行復(fù)用處理放入發(fā)送緩沖區(qū)中。S6.復(fù)用器從發(fā)送緩沖區(qū)取出數(shù)據(jù)進行發(fā)送時，首先判斷該TS數(shù)據(jù)包是否包含 PCR字段，若包含PCR字段，則記錄下當(dāng)前27M系統(tǒng)時鐘的計數(shù)值t2，并提取出PCR字段的 42bit所表示的PCR值PCR_old ；若不包含PCR字段，則跳轉(zhuǎn)到S9。S7.對 PCR_old 進行第二次 PCR 調(diào)整PCR_new = PCR_old+(t2_t0)_T。。nst，式中 PCR_new為調(diào)整之后42bitPCR字段所表示的PCR值，t2_t0表示TS數(shù)據(jù)包以t0為基準時間離開復(fù)用器的時刻，Tconst是一個常數(shù)，用來表示TS數(shù)據(jù)包在復(fù)用器中的平均延時。一般情況下取第一個包含PCR字段的數(shù)據(jù)包在復(fù)用器中的時延作為T。。nst ；S8.將調(diào)整后的PCR_neW的值寫入該數(shù)據(jù)包的PCR字段中。S9.將該數(shù)據(jù)包發(fā)送出去；
權(quán)利要求1.一種對MPEG-2傳輸流PCR軟件校正的裝置，其特征在于它包括有用于提取27MHz 時鐘計數(shù)值的提取裝置、用于記錄包含PCR字段TS包進入復(fù)用器時刻的系統(tǒng)時鐘計時值的進入時刻記錄裝置、利用進入時刻記錄裝置記錄的計時值對數(shù)據(jù)進行第一次調(diào)整的第一調(diào)整裝置、用于記錄包含PCR字段TS包離開復(fù)用器時刻的系統(tǒng)時鐘計時值的離開時刻記錄裝置、利用離開時刻記錄裝置記錄的計時值對PCR進行第二次調(diào)整的第二調(diào)整裝置，提取裝置、進入時刻記錄裝置、第一調(diào)整裝置、離開時刻記錄裝置和第二調(diào)整裝置依次相互連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對MPEG-2傳輸流PCR軟件校正的裝置，其特征在于所述第一調(diào)整裝置與離開時刻記錄裝置之間連接有接收緩沖裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對MPEG-2傳輸流PCR軟件校正的裝置，其特征在于所述離開時刻記錄裝置與第二調(diào)整裝置之間連接有發(fā)送緩沖裝置。
專利摘要本實用新型涉及通信和廣播系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種對MPEG-2傳輸流PCR軟件校正的裝置，包括有依次相互連接的用于提取27MHz時鐘計數(shù)值的提取裝置、用于記錄包含PCR字段TS包進入復(fù)用器時刻的系統(tǒng)時鐘計時值的進入時刻記錄裝置、利用進入時刻記錄裝置記錄的計時值對數(shù)據(jù)進行第一次調(diào)整的第一調(diào)整裝置、用于記錄包含PCR字段TS包離開復(fù)用器時刻的系統(tǒng)時鐘計時值的離開時刻記錄裝置、利用離開時刻記錄裝置記錄的計時值對PCR進行第二次調(diào)整的第二調(diào)整裝置，本實用新型利用軟件校正裝置的方式實時產(chǎn)生27M時鐘的計數(shù)值，在軟件復(fù)用器中對PCR進行調(diào)整，PCR校正后，復(fù)用過程中產(chǎn)生的抖動明顯減小，簡化了系統(tǒng)的實現(xiàn)。
文檔編號H04N21/242GK202121720SQ20112019339
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月7日
發(fā)明者于鴻洋, 熊磊 申請人:東莞電子科技大學(xué)電子信息工程研究院