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基于Altera ASI IP核的ASI发送卡实现

• 1．ASI 接口的应用意义

  随着数字电视技术的迅速共模电感发展，在电视节目的制作设计方面己经有很大一部分实现了数 字处理。在节目的传输方面，我们从卫星上己可以接收到多套数字压缩编码的节目。这种传 输方式，不但保证了节目的高清晰质量，也大大降低了电视节目传输、发送、接收的成本。 而大量的收发设备，采用的是ASI 的接口标准，设计实现基于PC 机和ASI 接口标准的电视 节目传输流的收发设备，在节目的制作、保存和重播等方面有大量的应用。

  随大电流电感着广播电视数字化的开展，有线电视的数字化进程越来越快。数字化技术提高了广播 电视节目的技术质量、节目质量，提供了广播电视和综合数据业务的多媒体服务手段，拓宽 了广播电视业务。数字化以后的电视信号传输，采用MPEG-2 视频编码标准，可以以4～ 5Mbit/s 的带宽传送高清晰度的电视节目，噪声没有积累，大大提高了传输质量，有很广阔 的应用前景。在目前的数字通信系统中，有两种MPEG-2 接口标准：ASI 异步串行接口和SPI 同步并行接口。其中SPI 接口一共有11 位有用信号，每位信号差分成两路用来提高传输抗 干扰性，在物理链接上用DB25 传输。由于其处理简单且扩展性强，MPEG-2 编解码器及视频测试设备的输入、输出一般都采用SPI 接口。但是由于其连线多且复杂，所以SPI 接口只能 用于短距离传输。ASI(异步串行接口)只需要一根电缆就可实现270Mbit/s 的透明传输,所以 应用十分普遍。ASI 接口具有高速、可靠、固定波功率电感器特率和传输距离远等优点，而且连接简单 成本低，可以广泛应用于各种高速点到点的传输，尤其是视频传输设备。

  2．ASI 协议结构

  ASI 可以有不同的数据接收速率，但是传输速率是恒定的，为270Mbit/s。因此ASI 可以发送和接收不同速率的MPEG-2 数据。ASI 采用分层结构，分为三层：物理层、数据编码层和传送规则层。

  第零层是物理层。物理层定义了传输介质、驱动器和接收器以及传输速率。物理接口提 供了LED 驱动的多模光纤和同轴电缆。基本速率被定义为270Mbps。在同轴电缆的应用中， 以随机及与数据有关的抖动和占空系数失真的传统电感器的用途方式，规定了允许抖动的最大值。

  第一层是数据编码层。采用 DC工字电感 平衡的8B/10B 传输码。这种码把每一个 8bit 数据字节 变换成具有下列特性的l0bit 码字:游程长度等于或小于4bit; DC 编制最小。这种码通过无效 传输码点和“运行”的不等性来提供差错校验。作为超出对数据字节进行编码需要的额外 码点，规定了专用字符。特别是逗号这个字符(在8B/10B 传输码规则中定义为K28.5 专用字 符)，用来在DVB-ASI传输链路中建立字节对齐。在发送端对字节进行8B/10B 编码，对出 现的每一个8bit 字节产生一个10bit 的码字，使这些10bit 码字通过以固定输出比特率270 Mbps 工作的并/串转换。如果并/串转换器请求输入一个新码字，但是数据源还没有准备好 新码字，就应该插入同步字 (或者称为逗号字符K28.5)。在传输数据的空余字段插入同步 字符，可以使传输码子具有较强的抗扰，错误检测和在同步能力。

  第二层是传送规则层。ASI 传输的第2 层标准使用MPEG-2 传输流包(TS)作为基本的信 息单元。传输包可以通过 3 种方式传输:一种是以块状的连续字节传输，也就是说，在一个 单独数据包的传输流中不用插入同步字节;第二种方式是以单独的字节方式传输，在这种方 式中要插入同步字节;第三种方式是连续字节和同步字节相结合。此外，ASI 的第二层协议 规定，在每个传输包之前至少要有两个同步字 (K28.5 )。尽管数据包同步过程不是 ASI 传 输协议定义的内容，MPEG-2 传输包同步字节 (47H)被包括到第 2 层的包定义中，这样接收 设备就可以实现包同步。ASI 接口的第2 层定义使用MPEG-2 传输流的语法，只是增加了在 每个传输包前需要有至少两个K28.5 同步字符这个额外要求。只要最初是同步的，8B/10B 接收装置一般能够维持同步，不需要增加同步字符。但是当线路干扰等外界因素使同步丢失 时，增加的同步字节可以使一个传输包重新同步。传输包结构应该遵循EN/ISO/IEC 13818-1 和ETS 300 429 对传输流包的规定。包长度可以是 188 个字节或者204 个字节。传输包可 以通过两种方式出现在第 2 层。第一种每个TS 包中的188 字节是连续的，分为分组头部、 调整字段和有效负载三个部分。其中调整字段是可选的，并不是所有的传送流分组中都出现 调整字段。同步字符插在两个包中间，称为突发模式。用突发模式实现TS 流的传输，具有 动态分配的灵活性、可分级性、可扩展性、较强的抗千扰性等有点；第二种是同步字随机均 匀的插在TS 数据之间，称为非突发模式。

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