Универсальный двунаправленный последовательный интерфейс передачи данных и способ передачи данных
Изобретение относится к интерфейсу передачи данных, а конкретно к интерфейсу USB (универсальной последовательной шины) для связи и передачи данных между хостовым устройством обработки цифровых сигналов (например, приемником цифрового телевидения (ЦГВ)) и внешним блоком обслуживания (например, блоком условного доступа (УД) для ЦТВ). Техническим результатом является обеспечение двунаправленной передачи данных при предоставлении услуг ЦТВ в реальном времени, при этом возможно соединение периферийных устройств различных типов. Для этого универсальный интерфейс передачи (УИП) содержит приемопередающий блок для приема и передачи данных, которые соответствуют спецификации USB, блок детектирования для детектирования данных, принятых приемопередающим блоком, чтобы определить, необходимо ли преобразовывать принятые данные в данные, которые соответствуют какой-то конкретной спецификации, а также блок преобразования для преобразования принятых данных в данные, соответствующие конкретной спецификации, после того как определена необходимость такого преобразования, и для преобразования передаваемых данных, соответствующих конкретной спецификации, в данные, которые соответствуют спецификации USB, для передачи через упомянутый приемопередающий блок. Поскольку изобретение предлагает EBG, карты обслуживания могут быть отделены от устройств ЦТВ и могут предоставляться различные услуги с добавленной стоимостью. 3 н. и 39 з.п. ф-лы, 20 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится в общем к интерфейсу передачи данных и более конкретно к интерфейсу USB (универсальной последовательной шины) для связи и передачи данных между хостовым устройством обработки цифровых сигналов (например, приемником цифрового телевидения (ЦТВ)) и внешним блоком обслуживания (например, блоком условного доступа (УД) для ЦТВ), а также к способу передачи данных таким интерфейсом.
Уровень техники
С развитием технологий цифровых мультимедийных средств, цифровой связи и цифрового аудио- и видеовещания рынок цифрового телевидения (ЦТВ) накопил большой потенциал развития во многих странах мира. В противоположность обычному аналоговому телевидению ЦТВ имеет много привлекательных преимуществ, например, низкое потребление энергии, эффективное использование диапазона частот, высокое качестве принимаемых программ, удобство интеграции услуг и т.д. и, в частности, ЦТВ может предоставлять интерактивные ТВ-услуги для того, чтобы сделать их более индивидуальными и чтобы люди могли выбирать ТВ-программы в соответствии с их предпочтениями.
ЦТВ обеспечивает такие индивидуализированные услуги посредством платной системы. Для защиты интересов распространителей программ и предотвращения несанкционированного доступа к видео, аудио, вспомогательным и других управляющим данным, передаваемым на каждое устройство ЦТВ, осуществляется операция скремблирования с целью обеспечения условного доступа (УД). Таким образом, только авторизованные подписчики могут дескремблировать видео, аудио и другие данные для просмотра выбранной программы.
Для самой системы УД существуют различные стандарты, в настоящее время имеющие некоторые базовые схемы, но единый стандарт еще не определен. В результате внутренние механизмы различных систем УД часто определяются каждым продавцом оборудования УД самостоятельно. Соответственно, системы УД, разработанные различными продавцами, отличаются друг от друга в некоторых аспектах, и способы шифрования несовместимы друг с другом. Как таковая, система УД, выбранная оператором сети, обычно является частной, то есть, если оператор сети реализует систему, предоставленную продавцом оборудования УД, подписчики могут принимать программы от оператора только при использовании устройств (таких как приемники ЦТВ (приставки к телевизору) или комплекты ЦТВ), соответствующих применяемой системе УД. Если оператор изменит свою систему УД, приемник ЦТВ подписчика должен быть соответственно изменен. Поэтому в существующих технологиях ЦТВ приемные устройства ЦТВ (приемники ЦТВ или комплекты ЦТВ) обычно связаны с системой УД, которая значительно ограничивает развитие ЦТВ. Поэтому существует необходимость отделения системы УД от приемника ЦТВ, т.е. отделение карт обслуживания от устройств. Путем отделения карт обслуживания от устройств устройства могут не зависеть от услуг, предоставляемых оператором. Это решение может ослабить ограничения в развитии индустрии ЦТВ, которые вводит система УД, а также создать прочную основу для расширения объема услуг с добавленной стоимостью в будущем.
Для осуществления отделения карт обслуживания от устройств первая проблема, которую необходимо решить, заключается в том, чтобы создать стандартный интерфейс для передачи потоков данных между блоками УД и приемными устройствами ЦТВ. Потоки данных. передаваемые на устройства ЦТВ, обычно являются транспортными потоками (TS), соответствующими спецификации MPEG (Экспертной группы по вопросам движущегося изображения). Существующие специальные интерфейсы для передачи данных TS MPEG, такие как SP1 (синхронный параллельный интерфейс) и ASI (асинхронный последовательный интерфейс), не подходят для передачи данных, не имеющих фреймовой структуры TS, особенно асинхронных данных, таких как команды управления, и может осуществляться только однонаправленная передача. Такие специальные интерфейсы, таким образом, не подходят для отделения карт обслуживания от устройств.
Для реализации отделения карт обслуживания от устройств для передачи данных TS MPEG применяются интерфейсы, соответствующие спецификации PCMCIA (Международной ассоциации производителей плат памяти для персональных компьютеров IBM PC), т.е. интерфейсы компьютерных плат согласно действующему стандарту ЕС EN50221CI (Общий интерфейс) и Американскому стандарту SCTE DVS295 HOST-POD (Место реализации). Что касается интерфейсов по этим двум стандартам, то определение сигнала, относящееся к вводу и выводу TS аналогично определению в SP1, т.е. два интерфейса SP1 работают на вводе и выводе. Кроме того, стандарты на CI и HOST-POD имеют 8-битный асинхронный интерфейс ввода-вывода для передачи команд управления при передаче TS MPEG для осуществления связи и взаимодействия между двумя сторонами, соединенными через интерфейс. Однако, хотя интерфейс PCMCIA адаптирован для реализации двунаправленной передачи TS MPEG и связи, такой интерфейс слишком сложный, его стоимость растет, и скорость передачи данных сравнительно невысока. В частности, эти два интерфейса предназначены для услуг определенных типов и не являются универсальными, поэтому они не могут применяться с любым другим устройством для других, кроме определенных, услуг.
С быстрым развитием диверсифицированных услуг подписчики всегда надеются, что купленные ими устройства имеют хорошую совместимость и расширяемость. Поэтому существует необходимость в более универсальном двунаправленном интерфейсе передачи данных для осуществления отделения карт обслуживания от устройств.
Среди существующих универсальных двунаправленных интерфейсов передачи данных интерфейс USB (универсальной последовательной шины) имеет превосходные эксплуатационные характеристики и широко применяется. Интерфейс USB характеризуется, главным образом, следующим: он может быть легко расширен для совместимости с другими типами устройств и имеет низкую стоимость; USB 2.0 поддерживает передачу данных в скоростном режиме до 480 Мб/с; поддерживает передачу данных в реальном времени (аудио- и видеоданных), поддерживает функцию PnP (Plug and Play); и его физический интерфейс подходит для подсоединения непосредственно, а не через кабели, к переносным USB-устройствам. Кроме того, интерфейс USB поддерживает передачу данных для наиболее распространенных типов, таких как передача сигналов управления для конфигурирования портов при соединении и передача данных прерываний при передаче надежных данных в режиме реального времени, таких как эхо-сигнал и ответный сигнал.
Хотя интерфейс USB имеет вышеуказанные преимущества, существуют и некоторые проблемы при передаче данных TS MPEG с использованием непосредственно интерфейса USB, так как в USB используются специальное определение интерфейса и протокол передачи данных. Для осуществления двунаправленной передачи синхронных TS MPEG, например, интерфейс USB требует два логических канала в качестве каналов ввода и вывода. В то же время, хотя каждый фрейм может передавать в USB данные с фиксированным объемом в байтах, данные передаются не с его фиксированной практической скоростью, а пакетами с внутренней скоростью совместно используемой шины, например, 480 Мб/с. Если TS MPEG, который должен передаваться с постоянной скоростью, передается через USB, требуется буфер для выравнивания скорости передачи данных, что приводит к трудностям в установлении синхронизации или фазовой синхронизации исходных данных. Кроме того, в интерфейсе USB используются групповые операции ввода-вывода и заголовок таблицы, структура и синхронизация фреймов с фиксированной скоростью и определение поля идентификатора. Соответственно, эффективность передачи будет уменьшаться из-за несогласования в структуре пакетов при оформлении потоков данных, передача которых требует конкретной структуры синхронных пакетов TS MPEG.
Для адаптации к увеличивающемуся объему услуг, связанных с TS MPEG, особенно с развитием ЦТВ и тенденции, что новые цифровые устройства будут снабжаться универсальным интерфейсом передачи данных, существует необходимость в двунаправленном последовательном интерфейсе передачи данных, который обладает функциональностью универсального интерфейса USB и может соответствовать применению TS MPEG в реальном времени.
Краткое описание изобретения
Целью изобретения является создание универсального двунаправленного интерфейса передачи данных, который, как соединительный интерфейс, имеет функциональность универсального интерфейса USB и может также применяться для предоставления услуг по TS MPEG в реальном времени для того, чтобы соединять периферийные устройства различных типов и облегчать функциональное расширение и диверсификацию, обладая при этом низкой стоимостью.
В одном своем аспекте настоящее изобретение предлагает интерфейс передачи данных, содержащий приемопередающий блок, конфигурированный для приема и передачи данных, который соответствует спецификации USB (универсальную последовательную шину): детекторное устройство, конфигурированное для обнаружения данных, принятых приемопередающим блоком для определения того, должны ли принятые данные быть преобразованы в данные, которые соответствуют какой-то конкретной спецификации; и блок преобразования, конфигурированный для преобразования принятых данных в данные, которые соответствуют этой конкретной спецификации, после определения того, что принятые данные должны быть преобразованы в данные, которые соответствуют этой конкретной спецификации, и для преобразования передаваемых данных, которые соответствуют этой конкретной спецификации в данные, которые соответствуют спецификации USB, для передачи через приемопередающий блок.
В еще одном своем аспекте настоящее изобретение, кроме того, предлагает устройство для обработки цифрового сигнала, оснащенное вышеупомянутым интерфейсом передачи данных.
В еще одном своем аспекте настоящее изобретение предлагает способ передачи данных, содержащий этапы приема данных, которые соответствуют спецификации USB; детектирования принятых данных для определения того, содержат ли принятые данные элемент идентификационной информации, которая указывает, что принятые данные могут быть преобразованы в данные, которые соответствуют какой-то конкретной спецификации, и преобразования принятых данных, которые соответствуют этой конкретной спецификации при детектировании такой идентификационной информации.
Другие цели и задачи вместе с более полным пониманием изобретения станут очевидны при ознакомлении с последующим описанием и формулой изобретения, взятыми вместе с прилагаемыми чертежами.
Краткое описание чертежей
Ниже приведено подробное описание конкретных вариантов осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, где:
на Фиг.1 показан универсальный интерфейс передачи данных согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
на Фиг.2 показано определение электрических выводов приемопередающего блока, который соответствует спецификации интерфейса USB;
на Фиг.3 показана структура данных для инкапсуляции данных TS, которые соответствуют спецификации MPEG, в данные, которые соответствуют спецификации USB согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
на Фиг.4 приведена блок-схема, показывающая параллельно-последовательный преобразователь для преобразования параллельных синхронных данных TS MPEG в последовательные асинхронные данные USB согласно одному варианту осуществления настоящею изобретения;
на Фиг.5 приведена блок-схема, показывающая последовательно-параллельный преобразователь для преобразования последовательных асинхронных данных USB в параллельные синхронные данные TS MPEG согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
на Фиг.6 приведена блок-схема, показывающая приемник ЦТВ и внешний блок УД, которые оба имеют универсальный интерфейс передачи данных согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
на Фиг.7 приведена детальная блок-схема, показывающая приемник ЦТВ, имеющий универсальный интерфейс передачи данных согласно настоящему изобретению;
на фиг.8 приведена детальная блок-схема, показывающая внешний блок УД, имеющий универсальный интерфейс передачи данных согласно настоящему изобретению;
на Фиг.9 показана структура блока обработки информации управления в настоящем варианте осуществления изобретения;
на Фиг.10 показана структура внешнего блока УД, имеющего обратный канал согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
на Фиг.11 показан внешний блок обслуживания, имеющий другие интерфейсы связи согласно настоящему варианту осуществления изобретения;
на Фиг.12 показан внешний блок обслуживания для хранения и воспроизведения данных TS согласно настоящему варианту осуществления изобретения;
на Фиг.13 приведена блок-схема, на которой внешним блоком обслуживания является цифровое устройство записи данных;
на Фиг.14 показана система электронного справочника программ (ЭСП) ЦТВ, основанная на УИП согласно настоящему варианту осуществления изобретения;
нафиг.15 показана система обновления программного обеспечения ЦТВ. основанная на УИП (универсальном интерфейсе передачи) согласно настоящему варианту осуществления изобретения;
на Фиг.16 показан тюнер ЦТВ, основанный на УИП согласно настоящему варианту осуществления изобретения, и его приемник ЦТВ;
на Фиг.17 показан интерфейс передачи TS MPEG согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
на Фиг.18 показано определение электрических выводов конкретного приемопередающего блока TS в интерфейсе передачи TS MPEG;
на Фиг.19 показана структура данных для инкапсуляции данных, которые соответствуют спецификации USB, в данные, которые соответствуют спецификации TS MPEG, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
на Фиг.20 приведена блок-схема, показывающая универсальный интерфейс передачи данных, поддерживающий два электрических интерфейсных соединения.
Понимается, что на всех вышеуказанных чертежах одинаковые ссылочные цифры относятся к аналогичным, сходным или соответствующим устройствам или функциям.
Подробное описание изобретения
Основываясь на концепции осуществления связи и передачи данных между цифровым хостовым устройством обработки сигнала (например, приемником ЦТВ) и внешним блоком обслуживания (т.е. картой обслуживания, например, блоком УД) через универсальный интерфейс передачи данных, который предлагается в настоящем изобретении, техническое решение заключается в том, чтобы инкапсулировать данные, которые соответствуют спецификации MPEG (сокращенно «TS MPEG») в полезную нагрузку данных, которые соответствуют спецификации USB (сокращенно «данные USB»), для передачи данных TS MPEG через универсальный интерфейс, который соответствует спецификации USB. Универсальный интерфейс передачи (УИП), основанный на спецификации USB, имеет хорошую универсальность и расширяемость и может применяться для соединения устройств для услуг различных видов.
Ниже приведено подробное описание структуры УИП, основанного на спецификации USB, который предлагается настоящим изобретением, со ссылкой на прилагаемые чертежи и соответствующие примеры, приведенные ниже.
На Фиг.1 показан УИП 10 согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. УИП 10 содержит приемопередающий блок USB 110 и интерфейсный блок обработки 120.
Приемопередающий блок USB 110 на Фиг.1 конфигурирован для приема и передачи данных USB, и его механические и электрические характеристики соответствуют спецификации интерфейса USB. На Фиг.2 показано определение электрических выводов интерфейса USB, показанного на Фиг.1. Как показано на Фиг.2, интерфейс USB содержит пару D+ и D-двунаправленного дифференциального сигнала для передачи данных, а также подвод электропитания (5 В) и заземляющий вывод (GND).
Со ссылкой на УИП 10 на Фиг.1, интерфейсный блок обработки 120 главным образом используется для обработки данных, передаваемых через приемопередающий блок USB 110. Интерфейсный блок обработки 120 содержит: блок детектирования 121 для определения, находятся ли данные TS MPEG в принятых пакетах USB, блок преобразования 122 для распаковки пакетов USB, загруженных данными TS MPEG, или упаковки данных TS MPEG для передачи в пакеты USB; и блок мультиплексирования 125 для мультиплексирования обычных пакетов USB с пакетами USB, загруженными с TS MPEG. Блок преобразования 122 содержит блок распаковки 123 и блок упаковки 124.
Если хостовое устройство оснащено УИП 10 с Фиг.1 и внешний блок обслуживания также оснащен интерфейсом, механические и электрические характеристики которого соответствуют характеристикам УИП хостового устройства, хостовое устройство и внешний блок обслуживания могут осуществлять связь и передачу данных между ними через УИП 10. Здесь хостовое устройство с УИП 10 приведено только для примера, чтобы описать порядок обработки сигнала в УИП.
Если потоки данных, направляемые с хостового устройства через УИП 10, являются TS MPEG, блок упаковки 124 сначала сегментирует TS MPEG и затем упаковывает сегментированные TS MPEG в пакеты данных, формат которых соответствует спецификации USB. т.е. инкапсулирует данные TS MPEG в полезную нагрузку пакетов USB. Для обеспечения целостности данных каждый пакет TS MPEG, загруженный в полезную нагрузку пакетов UBS, должен быть несокращенным, то есть один пакет TS MPEG не может быть раздроблен. Соответственно, поле данных в пакете USB содержит целое число, кратное пакетам TS MPEG (N×188×8 бит (<8192)). На Фиг.3 показана структура полезной нагрузки в пакете USB, загруженном пакетами TS MPEG, в котором поле синхронизации имеет 32 бита, поле PID (идентификации пакета) имеет 8 бит, поле данных имеет N×188×8 бит и 16 бит используются для контроля с помощью циклического избыточного кода (CRC). Двунаправленная передача TS MPEG может быть осуществлена с помощью двух конечных точек USB. Альтернативно, эти две конечные точки могут использоваться для скоростной однонаправленной передачи TS MPEG, но направление для одной из двух конечных точек изменяется для того, чтобы постоянно передавать данные в одном направлении.
Поскольку TS MPEG содержит параллельные синхронные сигналы, а данные, соответствующие спецификации USB, передаются в форме последовательных асинхронных сигналов, в процессе упаковки необходим параллельно-последовательный блок преобразования для преобразования параллельных синхронных сигналов в последовательные асинхронные сигналы, как показано на Фиг.4. Что касается параллельно-последовательного блока преобразования на Фиг.4, параллельные синхронные данные TS MPEG для передачи сначала хранятся в буфере 210, который затем выводит данные TS после возбуждения локальным синхронизатором BCLK, и затем обрабатываются параллельно-последовательной схемой 220 преобразования, частота последовательного синхронизатора которой является 8- или 10-кратной частоте локального синхронизатора BCLK и обеспечивается умножителем частоты 240, и потоки последовательных асинхронных данных USB могут быть выведены схемой 230 преобразования соответствующего уровня.
Потоки данных USB, несущие данные TS MPEG, которые инкапсулированы в блоке 124 упаковки, могут быть мультиплексированы с другими обычными пакетами USB в блоке 125 мультиплексирования и затем направлены во внешний блок обслуживания через приемопередающий блок USB 110, таким образом реализуя операции передачи данных TS MPEG через УИП 10.
Когда хостовое устройство принимает пакеты USB от внешнего блока обслуживания через приемопередающий блок USB 110, данные в принятых пакетах USB сначала детектируются в блоке детектирования 121 для выявления того, содержат ли они идентификационную информацию, указывающую, что данные TS MPEG передаются в пакетах USB. После выявления идентификационной информации в блоке детектирования 121 блок распаковки 123 распаковывает пакеты USB. Конкретно операция распаковки заключается в том, чтобы извлечь данные TS MPEG из поля данных пакетов USB согласно структуре данных, показанной на Фиг.3.
Соответствующий порядку упаковки последовательно-параллельный блок преобразования, показанный на Фиг.5, необходим в процессе распаковки для преобразования последовательных асинхронных сигналов в параллельные синхронные сигналы, для получения потоков данных TS MPEG. На Фиг.5 можно видеть, что последовательные асинхронные данные USB сначала пропускаются через схему 310 преобразования уровня, и последовательно-параллельное преобразование проводится в схеме 320 последовательно-параллельного преобразования, в котором тактовые импульсы, генерируемые умножителем частоты 350 для локального синхронизатора BCLK (8- или 10-кратные), синхронизируются по фазе с тактовыми импульсами, извлеченными из входных сигналов схемой 340 установления синхронизации для получения тактовых импульсов, которые будут использоваться схемой 320 последовательно-параллельного преобразования. Далее преобразованные данные хранятся в буфере 330, который выводит параллельные синхронные данные TS MPEG при возбуждении локальным синхронизатором BCLK.
Если блок детектирования 121 не определит идентификационную информацию, это показывает, что пакеты USB являются обычными пакетами USB, и УИП 10 подает их непосредственно в последующий блок для дальнейшей обработки.
Необходимо отметить, что информация о данных, передаваемых через УИП, т.е. данных TS MPEG или данных USB, может содержать данные об обслуживании, а также информацию управления для управления устройством, оснащенным УИП, когда УИП применяется в другой среде. Подробное описание конкретного содержания информации управления будет приведено в последующих вариантах осуществления.
Для передачи информации управления в USB может быть применена передача прерываний. Данные по информации управления передаются в полезной нагрузке пакетов прерываний USB, и данные по информации управления сами по себе не имеют специального формата инкапсуляции. Так как передача информации управления двунаправленная, необходимы две конечных точки, одна в качестве ввода и одна в качестве вывода. Альтернативно, информация управления может передаваться путем групповой пересылки, аналогичной настоящему способу.
Выше приведено подробное описание архитектуры и порядка обработки сигнала для универсального интерфейса передачи согласно настоящему изобретению со ссылкой на Фиг.1-5. Хостовым устройством, оснащенным УИП 10, может являться приемник ЦТВ, компьютер-приставка (STB), система досуга или мультимедийный сервер и т.п. Внешним блоком обслуживания, оснащенным УИП 10, может являться периферийное устройство, такое как блок системы приема УД ЦТВ (сокращенно «блок УД»), жесткий диск-накопитель, цифровое записывающее устройство, цифровая камера и т.п.;
Для более лучшего понимания того, как УИП изобретения работает в хостовом устройстве и внешнем блоке обслуживания, ниже будет приведено подробное описание конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. В первом варианте осуществления хостовым устройством является приемник ЦТВ и внешним блоком обслуживания является блок УД, тогда как во втором варианте осуществления хостовым устройством является приемник ЦТВ и внешним блоком обслуживания является мультимедийное записывающее устройство.
Первый вариант осуществления
Блок-схема на Фиг.6 показывает приемник ЦТВ и блок УД ЦТВ, которые оба имеют универсальный интерфейс передачи согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Как сказано выше, методы УД используются в услугах ЦТВ для защиты интересов авторизованных подписчиков, то есть сигналы ЦТВ для авторизованного подписчика будут скремблироваться перед передачей, и авторизованный подписчик должен будет дескремблировать принятые сигналы путем использования информации по его авторизации перед просмотром выбранной программы. В настоящем изобретении для осуществления отделения карт обслуживания от устройств дескремблирование TS MPEG выполняется в блоке УД 500, внешнем по отношению к приемнику ЦТВ 400, и передача TS MPEG между приемником ЦТВ 400 и блоком УД 500 осуществляется через УИП 10.
Как показано на Фиг.6, приемник ЦТВ 400 и блок УД ЦТВ 500 оснащены УИП 10 с Фиг.1 и каждому из них соответствует один УИП 10.
Кроме УИП 10, приемник ЦТВ 400 содержит РЧ (радиочастотный) тюнер для приема вещательных сигналов ЦТВ или сигналов ЦТВ от региональных сетей ЦТВ; альтернативно, приемник ЦТВ 400 может принимать сигналы от кабельных сетей ЦТВ по кабелю; блок 430 обработки входных/выходных TS для передачи TS MPEG, принятых РЧ-тюнером, в блок УД через УИП 10 или для посылки принятых TS MPEG в другие блоки обработки; блок дешифрования MPEG 440 для дешифрования оригинальных или дескремблированных TS MPEG от блока 430 обработки входных/выходных TS для того, чтобы получать аудио- и/или видеосигналы, которые будут воспроизводиться блоком воспроизведения (не показан); и блок управления 450 для извлечения информации управления из данных, принятых через УИП 10, для операций управления блоком 440 дешифрования MPEG и блоком воспроизведения или генерации информации управления для посылки в блок УД 500 через УИП 10. На Фиг.7 показана архитектура приемника ЦТВ 400 и потока сигналов между блоками.
Как показано на Фиг.6, в дополнение к УИП 10, соответствующему УИП приемника ЦТВ 400, блок УД 500 также содержит блок 530 демультиплексирования и фильтрации TS для демультиплексирования и фильтрации принятых TS MPEG; блок дешифрования 540 для получения контрольного слова (КС) дешифрования, которое используется при дескремблировании; блок 550 получения информации о пользователе для получения ключа пользователя; блок дескремблирования 570 для дескремблирования отфильтрованных TS MPEG отдельной программы по КС и блок управления 580 для операций управления блоком демультиплексирования и фильтрации по информации управления, принятой через УИП 10. На Фиг.8 показана архитектура блока УД 500 и поток сигналов между блоками. Альтернативно, блок дешифрования 540 и блок получения информации о пользователе 550 могут быть внешними по отношению к блоку УД 500, т.е. смарт-карта для получения КС должна быть подключена к блоку УД.
Базовые принципы архитектуры приемника ЦТВ 400 и блока УД 500 объяснены выше. Подробное описание всего порядка дескремблирования сигналов программы, выбранной пользователем, в случае отделения карты обслуживания от устройства приводится ниже со ссылками на Фиг.6.
На Фиг.6 можно видеть, что приемник ЦТВ 400 (т.е. сторона устройства), имеющий УИП 10, сначала принимает TS MPEG из внешней сети (например, региональной сети ЦТВ) через РЧ-тюнер, где потоки данных TS MPEG могут содержать оригинальные TS MPEG или TS MPEG, скремблированные системой УД. Кроме того, скремблированные TS MPEG содержат сообщения о праве на управление (EMM и ЕСМ) и т.д.
После получения TS MPEG, если принятый TS MPEG не был скремблирован системой УД, TS не нужно посылать в блок УД 500 для обработки; вместо этого TS MPEG посылается непосредственно через блок 430 обработки входных/выходных TS в блок 440 дешифрования MPEG для дешифрования и получения дешифрованных аудио- и/или видеосигналов, которые могут быть воспроизведены блоком воспроизведения.
Если полученный TS MPEG был скремблирован системой УД, он будет послан в блок УД 500 для дескремблирования под управлением блока управления 450. Скремблированный TS MPEG инкапсулируется в полезную нагрузку пакетов USB, имеющую TS MPEG, в блоке упаковки 124 интерфейсного блока обработки 120, и преобразование из параллельных синхронных сигналов в последовательные асинхронные сигналы осуществляется на этих пакетах USB в параллельно-последовательном блоке преобразования, и затем преобразованные сигналы посылаются в блок УД 500 через приемопередающий блок USB 110.
Как показано на Фиг.6, блок УД 500 принимает скремблированные TS MPEG от приемника ЦТВ 400 через УИП 10. Сначала блок детектирования интерфейсного блока обработки 120 определяет, что пакет USB, принятый через приемопередающий блок USB 110, переносит данные TS MPEG, блок распаковки 123 распаковывает пакет USB и извлекает из них данные TS MPEG, и выполняется последовательно-параллельное преобразование, и затем извлеченный скремблированный TS MPEG посылается в блок демультиплексирования и фильтрации 530.
Блок демультиплексирования и фильтрации 530 осуществляет извлечение раздела PSI/SI конкретной информации по обслуживанию и демультиплексирование потоков данных TS и отфильтровывает TS MPEG выбранной программы, а также получает соответствующий PSI/SI, включая EMM и ЕСМ, из TS. Затем блок УД 500 получает пользовательский ключ из блока 550 получения информации о пользователе, и блок дешифрования 540 дешифрует EMM и ЕСМ с использованием полученного пользовательского ключа для получения дескремблированного КС. В завершение блок дескремблирования 570 выполняет операцию дескремблирования на TS MPEG выбранной программы с использованием КС.
После параллельно-последовательной обработки в интерфейсном блоке обработки 120 УИП 10 дескремблированные данные TS MPEG упаковываются в пакеты USB и посылаются обратно в приемник ЦТВ 400 через приемопередающий блок USB 110 в режиме реального времени или в автономном режиме.
После параллельно-последовательной обработки в интерфейсном блоке обработки 120 УИП 10 дескремблированные данные TS MPEG упаковываются в пакеты USB и посылаются обратно в приемник ЦТВ 400 через приемопередающий блок USB 110 в режиме реального времени или в автономном режиме.
После приема приемником ЦТВ 400 дескремблированного TS MPEG через УИП 10 вышеизложенным способом блок 430 обработки входных/выходных TS передает дескремблированный TS MPEG в блок дешифрования MPEG 440. Блок дешифрования MPEG 440 передает дешифрованные аудио- и видеосигналы в блок воспроизведения для их воспроизведения, так что подписчик может просматривать и/или прослушивать выбранную программу ТВ.
Для обеспечения успешного выполнения вышеизложенного порядка дескремблирования TS MPEG с использованием внешнего блока УД необходима передача информации управления. Информация управления используется для реализации взаимодействия между приемником ЦТВ и блоком УД ЦТВ, включая, но не ограничиваясь, функцию Plug and Play блока УД, управление и распределение ресурсов, определение формата отображения сообщений, установку скорости связи и другие функции управления.
Как сказано выше, информация управления может быть передана в любом режиме передачи прерываний или групповой пересылки, как определено в спецификации USB, или вставлена в пустой пакет TS MPEG для передачи. На Фиг.9 приведена блок-схема, показывающая блок обработки информации управления для передачи информации управления в пустой пакет TS MPEG. Пустые пакеты TS MPEG часто отфильтровываются при дешифровании TS MPEG или дескремблировании данных и, таким образом, не будут влиять на потоки данных, поэтому пакет TS MPEG, содержащий информацию управления, может быть вставлен в пустую позицию пакета в TS MPEG путем замены пустого пакета. Как показано на Фиг.9, с одной стороны, когда должна быть послана информация управления, она хранится в буфере 930, и затем блок 940 упаковки информации управления выполняет упаковку информации управления в TS MPEG и вставляет идентификатор информации управления для формирования пакета TS с информацией управления. Далее пакет TS с информацией управления посылается в очередь 950 пакетов TS с информацией управления. Когда эта очередь не пустая, если блок 910 детектирования пустых пакетов TS MPEG определит, что текущий пакет TS пустой, блок вставки 920 заменит пустой пакет TS в оригинальном TS пакетом TS с информацией управления в очереди 950, и, таким образом, информация управления будет вставлена в TS MPEG для передачи. С другой стороны, при детектировании принятого TS MPEG блок 960 детектирования пустых пакетов определяет при передаче данных TS, есть ли в них пустой пакет TS. Если есть пустой пакет TS, блок 970 идентификации информации управления определяет, содержит ли пустой пакет TS идентификатор информации управления. Если пустой пакет TS является пакетом TS с информацией управления, он будет храниться в буфере 980, и информация управления будет извлечена для того, чтобы блок управления (450, 580) в приемнике ЦТВ или блоке УД выполнил соответствующую операцию согласно команде в информации управления.
Информация управления также может использовать протокол DSM-CC MPEG или родственные протоколы для командного интерфейса по стандарту EN50221 (DVB-CI). Конкретный порядок операций изложен в соответствующих протоколах, и их описание в настоящий документ не включено.
Как показано на Фиг.6, в дополнение к управлению системой дешифрования TS MPEG, блок управления 450 в приемнике ЦТВ (выполняется центральным процессором - ЦП) также осуществляет обработку информации управления и другие операции. Аналогичным образом, блок управления 580 в блоке УД ЦТВ (выполняется ЦП) осуществляет обработку информации управления, пересылаемой между ним и приемником ЦТВ, и другие соответствующие операции.
Базовая архитектура блока УД приведена выше, и блок УД также может иметь обратный канал, как показано на Фиг.10. На Фиг.10, в дополнение к компонентам, аналогичным компонентам на Фиг.6 (не показаны), блок УД также содержит блок 1010 обработки обратной информации и обратный канал 1020. На Фиг.10 можно видеть, что блок 1010 обработки обратной информации используется для обработки информации об авторизации и аутентификации, которая возвращается провайдеру услуг, или соответствующей информации, определяемой пользователем, которая возвращается провайдеру услуг. Обратная информация может быть передана в приемник ЦТВ 400 через УИП 10 и затем послана провайдер) услуг по обратному каналу приемника ЦТВ 400 (например, через РЧ-блок передачи). Альтернативно, сам блок УД может посылать информацию об авторизации и аутентификации провайдеру услуг по своему обратному каналу (например, через блок передачи РЧ-сигнала).
На Фиг.11 показан еще один блок УД, который может быть соединен с различными интерфейсами связи. В дополнение к компонентам, показанным на фиг.6, блок УД на Фиг.11 может, кроме того, содержать один или несколько интерфейсных блоков 1120 для соединения с другими устройствами и блок интерфейса связи 1110, соединяющий его с ними. На Фиг.11 блок обработки/хранения данных 1130 содержит все компоненты, отличные от компонентов УИП 10 и блока 550 получения информации о пользователе на Фиг.6. Блок 1110 интерфейса связи используется для преобразования дескремблированных сигналов или информации управления от блока УД в данные, которые соответствуют конкретному протоколу интерфейса, и посылки их через соответствующий интерфейс или преобразования формата информации, принятой интерфейсным блоком 1120, в формат информации для блока обработки/хранения данных 1130. Интерфейсный блок 1120 может содержать интерфейсы для Ethernet, коммутируемой телефонной сети общего пользования, кабельного модема, XDSL (цифровых линий подписчика), LAN (локальной сети по IEEE 802.11x), WPAN (беспроводной частной районной сети) или РЧ-интерфейс регионального/кабельного/спутникового ЦТВ и/или универсальный интерфейс данных, такой как USB, IEEE 1394, RS232-C, PCMCIA, PCI, ASI, SP1, SM, CF, SmartCard (no ISO 7816), интерфейс для дистанционного ИК-управления и/или интерфейс для цифрового или аналогового аудио/видео и т.д.
Приемники ЦТВ и блоки УД для дескремблирования приведены выше в качестве примера для описания того, как универсальный интерфейс передачи согласно настоящему изобретению применяется для осуществления отделения карт обслуживания от устройств в области ЦТВ. Настоящее изобретение позволяет отделить эту функцию УД от приемника ЦТВ. Для изготовителей комплектов ЦТВ и компьютерных приставок к телевизору это позволяет уменьшить расходы на НИОКР и срок службы, расходы на производство и сбыт и облегчает массовое производство устройств ЦТВ. Для подписчиков ЦТВ это позволяет свободно выбирать программы ЦТВ и услуги, а также продлевает срок эксплуатации приемников ЦТВ. По сравнению с другими техническими решениями данное изобретение имеет такие преимущества, как низкие издержки, высокие эксплуатационные характеристики и т.д. Однако УИП 10 согласно настоящему изобретению не ограничен отделением карт обслуживания от устройств. Внешним блоком обслуживания может являться не только блок УД, но и блок обработки и/или хранения данных для хранения, обработки и воспроизведения TS MPEG, который оснащен УИП, как показано на Фиг.12. Кроме того, внешним блоком обслуживания может являться любое хорошо известное устройство с интерфейсом USB, например, при использовании этих устройств данные, хранящиеся на жестком диске, могут быть отображены или воспроизведены на комплекте ЦТВ.
Второй вариант осуществления
На Фиг.13 показана архитектура портативного цифрового записывающего мультимедийного устройства, имеющего универсальный интерфейс передачи согласно настоящему изобретению.
Как показано на Фиг.13, портативное цифровое записывающее мультимедийное устройство содержит УИП 10, жесткий диск для цифровых мульмедийных данных 1310, блок управления 1320 с ЦП, блок шифрования/дешифрования 1330 потока мультимедийных данных с вложенными таблицами стилей (CSS), интерфейс «человек-машина» 1340 и т.д.
В этом варианте осуществления портативное цифровое мультимедийное записывающее устройство используется в качестве внешнего блока обслуживания и соединено со стороной устройства (приемник ЦТВ, или приставка, или компьютер) через УИП 10. Например, когда портативное цифровое мультимедийное записывающее устройство находится в режиме записи, оно соединено с приемником ЦТВ через УИП 10 и принимает цифровые мультимедийные потоки TS для хранения (включая цифровое аудио и видео в формате MPEG-2, MPEG-4, МР3, а также TS в других форматах). После шифрования блоком шифрования/дешифрования 1330 (для целей борьбы с пиратством) эти данные преобразуются в формат данных для интерфейса IDE и хранятся на цифровой мультимедийном диске 1310 в порядке программ и времени. Наоборот, когда портативное цифровое мультимедийное записывающее устройство находится в режиме воспроизведения, оно может быть соединено с компьютером через УИП 10. Когда вышеуказанные цифровые мультимедийные потоки TS должны быть воспроизведены, после поиска по последовательности списка программ и времени данные IDE, дешифрованные блоком шифрования/дешифрования 1330, преобразуются обратно в формат TS, и потоки данных TS передаются в компьютер через УИП 10 для их преобразования процессором компьютера в приемлемый для воспроизведения формат. Блок управления 1320 используется для обработки информации управления между ним и стороной устройства и хостовым компьютером, например информации о местонахождении программы, временной статистике, указателе, субтитрах и быстрой/медленной прокрутке вперед и назад. Блок управления 1320 кроме того соединен с интерфейсом «человек-машина» 1340, который принимает командную информацию от пользователя и выполняет соответствующие операции согласно команде. Интерфейс «человек-машина» может содержать различные функциональные клавиши (например, клавиши хранения, воспроизведения, быстрой/медленной прокрутки вперед или назад, указателя, подачи электропитания, блокировки и т.д.) и ИК-датчик дистанционного управления, различные индикаторы и т.д.
Третий вариант осуществления
На Фиг.14 показана система электронного справочника программ (ЭСП) ЦГВ, основанная на УИП согласно этому варианту осуществления изобретения. Как показано на Фиг.14, платформа обработки для системы ЭСП содержит приемник ЦТВ 1400, оснащенный УИП 10 и блоком 1450 обработки услуг ЭСП, имеющим согласованный УИП. На Фиг.14 показано, что приемник ЦТВ 1400 принимает данные TS MPEG, содержащие информацию ЭСП, через тюнер 1401 и затем посылает данные TS MPEG в блок 1450 обработки услуг ЭСП через УИП 10.
После получения TS MPEG, содержащего ЭСП, через УИП 10 блок 1450 обработки услуг ЭСП посылает его в блок 1451 извлечения ЭСП для фильтрации разделов данных MPFG PSI и DVB SI или для извлечения пакетов вещательных TS MPEG с ЭСП с помощью конкретного идентификатора пакетов. Блок 1451 извлечения информации по ЭСП может быть реализован с логической схемой обработки принятых TS или программным обеспечением ЦП в блоке. Далее извлеченная информация по ЭСП хранится в конкретном буфере 1452, и затем соответствующее программное обеспечение запускается в блоке 1454 сбора данных ЭСП для перевода полезной нагрузки пакетов в данные MPEG PSI и DVB SI или ЭСП вещания, такие как HTML/XML, JAVA или текст в других форматах, собранных блоком 1454 сбора данных ЭСП для получения информации о перечне программ и информации о текущей программе.
Информация о перечне программ классифицируется на абстрактную информацию и детальную информацию. Абстрактная информация содержит количество дней передачи информации, количество и названия каналов передач, количество программ, которые будут передаваться, идентификатор и название провайдера программ, информацию о передающей сети (идентификатор сети и название сети). Детальная информация содержит название программы. краткое введение в программу, такое как текст, неподвижные кадры, видеоклипы и т.п., программу, время начала и окончания программы, тему программы, класс программы, ограничение программы по возрасту зрителей и рекламные объявления в форме неподвижных кадров или видео, размещаемые посредством ЭСП. Информация о воспроизводимой в настоящее время программе содержит данные о текущем времени, названии программы, названии канала, типе программы, последующей программе и т.д. Информация по ЭСП в данный момент переводится в указатель. Информация по ЭСП переводится в визуализируемые и исполняемые данные, которые посылаются в приемник ЦТВ через УИП 10 в качестве информации управления для того, чтобы дать команду приемнику ЦТВ отобразить информацию по ЭСП и выполнить соответствующие операции.
После приема новой информации по ЭСП или запроса приемником ЦТВ 1400 информацию, требуемую введенными данными, блок 1450 обработки услуг ЭСП выдает запрос на обновление отображаемых данных приемнику и затем посылает содержание и формат отображаемых данных в качестве информации управления в приемник ЦТВ 1400. После получения информации управления через УИП приемник ЦТВ 1400 выполняет обработку данных и другие операции в блоке обработки 1402. Блок обработки 1402 содержит средство дешифрования MPEG для дешифрования аудио и видео; средство отображения графики для отображения элементов графики, интерфейс «человек-машина» для приема команд пользователя и ЦП для управления тремя вышеупомянутыми средствами.
В отношении информации управления, принятой блоком обработки 1402, содержание и формат отображаемых данных могут быть классифицированы по трем уровням. Первый уровень содержит только содержание, место, размер, цвет и т.д. отображаемых данных. На основании первого уровня второй уровень, кроме того, содержит определение требуемых элементов графики, таких как кнопка, текстовой бокс, кнопка проверки, контейнер компонента и т.д., генерация и отображение которых должны быть выполнены средством отображения графики в блоке обработки 1402. Третьим уровнем является информация управления для посылки содержания и формата отображаемых данных в качестве графики всего экрана или его части в приемник ЦТВ, так чтобы приемник мог отображать элементы графики без генерации, что особенно подходит для HTML/XML, JAVA или данных в других форматах, передаваемых машиной для HTML/XML и JAVA в блоке. На стороне приемника информация по ЭСП отображается путем наложения друг на друга фонового слоя и слоя OSD (дополнительного изображения на экране).
После получения от пользователя команды об операции или заранее определенной команды интерфейс «человек-машина» блока обработки 1402 производит поиск информации о программе в локальной базе данных. Если будет найдена информация об исполняемых данных, требуемая текущими данными, она будет введена в состояние соответствующего перехода и выполнит требуемую операцию на программном и аппаратном обеспечении; в ином случае она запросит блок о предоставлении информации по исполняемым данным, требуемым текущими данными, затем выполнит требуемую операцию на программном и аппаратном обеспечении и обновит локальную базу данных с информацией о программах.
В случае распределенной системы ЭСП, показанной на Фиг.14, обработка информации по ЭСП может быть отделена от приемника ЦТВ, что упрощает задачи разработки приемников ЦТВ, облегчает массовое производство, делает возможным создание диверсифицированных и индивидуализированных услуг передачи информации по ЭСП и дает возможность интегрировать ЭСП с другими услугами, такими как условный доступ и услуги с добавленной стоимостью.
Четвертый вариант осуществления
На Фиг.15 показана система обновления программного обеспечения ЦТВ, основанная на УИП согласно настоящему изобретению. Платформа обработки системы содержит приемник ЦТВ 1500, оснащенный УИП, и карту УИП 1550, имеющую функцию загрузки программного обеспечения. Основные характеристики заложены в том, что загрузчик программного обеспечения интегрирован в карту УИП, которая получает информацию о версии программного обеспечения, которое будет обновляться, передает и извлекает данные о программном обеспечении в TS и осуществляет обновление программного обеспечения в самой карте и в приемнике ЦТВ.
Как показано на Фиг.15, карта УИП 1550 и приемник ЦТВ 1500 хранят информацию о версии их программного обеспечения в их флэш-памяти. После соединения карты УИП 1550 с приемником ЦТВ 1500 карта УИП 1550 будет хранить информацию о версии программного обеспечения приемника ЦТВ 1500, считываемую через УИП, и информацию о версии своего программного обеспечения в оперативной памяти 1552 карты УИП 1550.
Затем приемник ЦТВ 1500 посылает TS, загруженный кодом обновления программного обеспечения, принятым РЧ-блоком в карту УИП 1550 через УИП. Поток кода обновления программного обеспечения инкапсулируется по протоколам Data Carousel. Карта УИП 1550 передает TS согласно протоколам Data Carousel для информации об авторизации от провайдера программного обеспечения и версии программного обеспечения. Для того, чтобы различать программное обеспечение разных разработчиков в протоколах Data Carousel, используется уникальный идентификатор организации (УИО) для идентификации каждого провайдера, причем байт селектора в УИО используется для того, чтобы различать разные продукты, предоставленные одним провайдером. Карта УИП 1550 проводит поиск потока кода соответствующего программного обеспечения по этому полю. Карта УИП 1550 сравнивает информацию о версии установленного программного обеспечения, хранящуюся в оперативной памяти 1552, и информацию о версии программного обеспечения в TS. При обнаружении новой версии загрузчик 1551 загружает требуемое программное обеспечение. Для того, чтобы гарантировать точность принимаемой программы, каждый пакет данных программного обеспечения имеет поле CRC.
После окончания приема данных, если они относятся к программе карты УИП 1550, карта УИП 1550 запускает программатор флэш-памяти и хранит загруженную программу в флэш-памяти карты УИП 1550. Если это программа приемника ЦТВ 1500, УТИ 1550 передает программное обеспечение в оперативную память 1552 для приемника ЦТВ 1500. После того, как приемник ЦТВ 1500 получит данные программного обеспечения, программатор 1502 флэш-памяти программирует загруженную программу в флэш-памяти и помечает ее как новую под управлением ЦП 1503. На Фиг.15 можно видеть, что область флэш-памяти в приемнике ЦТВ 1500 имеет три области. Первая программируется на заводе, и в ней хранится оригинальная программа, имеющая функции обновления и запуска базового программного обеспечения. Если в приемнике ЦТВ возникает серьезная неисправность, при восстановлении можно вернуться к заводским значениям. Второй является область новой программы, которая помечается как новая после загрузки новой версии программы в флэш-память. Третьей является область старой программы. Когда новая версия программы программируется в флэш-память, область оригинальной программы помечается как старая. Каждый перезапуск начинается с новой области и при сбое начинается с области старой программы, и новая и старая области программы помечаются снова.
В этом варианте осуществления система обновления программного обеспечения ЦТВ посылает данные в приемник ЦТВ через карту УИП, которая может обновлять программное обеспечение в оперативном режиме, и такое обновление осуществляется путем отделения карты от устройства, поэтому пользователь может легко и удобно обновить программное обеспечение.
Пятый вариант осуществления
На Фиг.16 показан тюнер ЦТВ (высокочастотная головка), основанный на УИП настоящего изобретения. Платформа обработки может содержать блок тюнера 1600, имеющий УИП, и приемник ЦТВ 1650, имеющий согласованный УИП (например, комплект ЦТВ, приставка, персональный компьютер, электронный секретарь, различные устройства отображения или хранения информации, имеющие функцию дешифрования MPEG). РЧ-сигналы ЦТВ, которые модулированы и шифрованы в канале, принимаются и преобразуются в блоке 1600 тюнера с УИП, посылаются в приемник ЦТВ 1650 через УИП 10 и затем преобразуются в сигналы TS в приемнике ЦТВ 1650 и дешифруются в аудио/видеосигналы. Информация управления для канала ЦТВ, программы, канального демодулирования и дешифрования преобразуется в данные USB в приемнике ЦТВ 1650 и передается в блок 1600 тюнера ЦТВ с УИП через УИП 10 для управления тюнером и канальным демодулятором и дешифратором.
Как показано на Фиг.16, блок 1600 тюнера с УИП содержит тюнер 1601, канальный демодулятор и дешифратор 1602, блок 1603 управления тюнера, блок 1604 (дополнительно) демультиплексирования и фильтрации потоков, блок 1605 (дополнительно) обработки услуг, который может содержать средство УД, и/или ЭСП, и/или загрузчик, и/или другие блоки обработки приложений, процессор буферизации 1606 и УИП 10. РЧ-сигналы ЦТВ, которые модулированы и шифрованы в канале, преобразуются в тюнере 1601 в сигналы промежуточной частоты или немодулированные сигналы и затем преобразуются в сигналы TS канальным демодулятором и дешифратором 1602. Сигналы TS могут быть переданы в процессор 1606 буферизации по каналу данных 1 (или 1'), или каналу данных 2, или каналу данных 3, и передача данных может осуществляться с помощью приемника ЦТВ 1650 через УИП 10. Сигналы TS могут быть посланы по каналу данных 1 после их обработки, в блоке 1604 демультиплексирования и фильтрации TS или по каналу данных 1' в блок 1605 обработки услуг для их обработки в TS одной программы или нескольких программ по выбору пользователя и последующей посылки в процессор 1606 буферизации. Альтернативно, после обработки в блоке 1604 демультиплексирования и фильтрации TS сигналы могут быть направлены в процессор 1606 буферизации по каналу данных 2. Также альтернативно, сигналы TS могут быть направлены в процессор 1606 буферизации непосредственно по прямому каналу данных 3. УИП 10 упаковывает данные TS в структуру данных USB (в синхронном или групповом режиме USB). Информация управления для тюнера и демодулятора и дешифратора канала из приемника 1650 ЦТВ обрабатывается в УИП 10 блока тюнера 1600, извлекается из структуры данных USB (в синхронном, или групповом режиме, или режиме прерываний) и преобразуется в команды управления для посылки в блок 1603 управления тюнера. Блок 1603 управления тюнера преобразует команды управления в данные формата I2C и посылает их в тюнер 1601 и канальный демодулятор и дешифратор 1602, причем информация управления, передаваемая в канальный демодулятор и дешифратор 1602, может быть передана непосредственно или через тюнер 1601. Упакованные объединенные потоки данных USB передаются в приемник ЦТВ 1650 через УИП 10.
Приемник ЦТВ 1650 содержит УИП 10, блок 1651 тюнера и интерфейса информации управления каналом, ЦП 1656, блок 1652 обработки буферизации и синхронизации TS, блок 1653 обработки TS, блок 1654 дешифрования MPEG и интерфейс «человек-машина» 1655. Объединенные потоки данных USB проходят через УИП 10, и TS извлекается из потоков данных USB в УИП 10. Извлеченный TS посылается в блок 1652 обработки буферизации и синхронизации TS по каналу данных 5 для буферизации и синхронизации TS и затем посылается в блок 1654 дешифрования MPEG для дешифрования источника, или извлеченный TS посылается непосредственно в блок 1654 дешифрования MPEG по каналу данных 4. Канал данных 4 является прямым. По каналу данных 5 блок 1653 обработки потоков TS (например, блок демультиплексирования TS и блок обработки УД) выполняет дескремблирование УД и/или соответствующую обработку ЭСП, и/или загрузчика, и/или других приложений. ЦП 1656 посылает информацию управления каналом и тюнером из интерфейса «человек-машина» 1655 в блок 1651 информации управления тюнером и каналом и затем посылает ее в блок 1600 тюнера с УИП через УИП 10. Информация управления тюнером и каналом обрабатывается в блоке тюнера с УИП для управления тюнером 1601 и для выбора соответствующего РЧ-канала согласно требованию пользователя.
Настоящее изобретение позволяет осуществить отделение тюнера от приемника ЦТВ, так что пользователю не нужно покупать несколько приставок для приема сигналов ЦТВ из разных сетей (региональной, спутниковой, кабельной, беспроводной и т.д.), и изготовителям устройств ЦТВ не нужно устанавливать несколько встроенных тюнеров. Для приема программ ЦТВ пользователю необходимо только вставить блок соответствующего тюнера. Кроме того, один блок может использоваться для подсоединения разных приемников ЦТВ или соединения с компьютером, электронным секретарем, мобильным телефоном, памятью USB, дисплеем USB, что облегчает их использование и снижает расходы. Настоящее техническое решение также упрощает работу с приложениями, такими как УД и ЭСП, без необходимости осуществлять двунаправленную передачу TS между блоком УИП и приемником ЦТВ, что далее снижает расходы. Для программ ЦТВ стандартного разрешения для приемника и блока УИП достаточно USB 1.1 и скоростной интерфейс USB 2.0 не нужен.
Выше приведено подробное описание различных устройств и внешних блоков обслуживания, имеющих УИП 10 настоящего изобретения. Но среда применения УИП согласно изобретению вышеуказанными устройствами не ограничивается.
В дополнение к вышеупомянутому универсальному интерфейсу передачи УИП 10, выполненному на основе спецификации USB, изобретение, кроме того, направлено на создание еще одного самостоятельного интерфейса 1700 передачи данных TS MPEG, который показан на Фиг.17. На Фиг.17 можно видеть, что интерфейс 1700 передачи данных TS MPEG содержит приемопередающий блок 1710 для передачи и приема данных TS MPEG, механическая конструкция которого соответствует спецификации интерфейса USB. Электрические характеристики приемопередающего блока приведена на Фиг.18, где показано, что линия электропитания и линия заземления соответствуют таким линиям USB, и для передачи данных используются независимые вход сигнала Din и выход сигнала Dout. Этот блок для приема и передачи TS более подходит для двунаправленной передачи TS MPEG. Интерфейс передачи 1700 использует для передачи протоколы TS MPEG. Если данные TS должны быть переданы через интерфейс передачи 1700, параллельные сигналы TS преобразуются в последовательные (не показаны) и затем посылаются через приемопередающий блок 1710. После того, как приемопередающий блок 1710 примет последовательные данные TS, соответственно осуществляется преобразование из последовательных в параллельные сигналы. Если данные, которые должны быть переданы через интерфейс передачи 1700, являются потоком данных USB, блок упаковки TS 1730 упаковывает пакеты USB, которые должны быть переданы в качестве полезной нагрузки TS MPEG, в пакеты TS, и такая структура данных показана на Фиг.19. Идентификатор PID пакета TS, содержащего данные USB, ссылается на зарезервированное определение MPEG как на свой уникальный идентификатор. Таким образом, блок детектирования 1750 определяет PID данных, принятых приемопередающим блоком 1710. При обнаружении уникального PID, представляющего данные USB, блок 1740 извлечения полезной нагрузки TS извлекает данные USB.
На Фиг.20 показан интерфейс передачи 1800 согласно настоящему изобретению, который совместим с самостоятельным приемо-передающим блоком TS, показанным на Фиг.18, и приемопередающим блоком USB, показанным на Фиг.2. Интерфейс передачи 1800 содержит приемопередающий блок 1810 с УИП для приема и передачи сигналов, механическая конструкция которого совместима со спецификацией USB, и электрические характеристики которого совместимы с электрическими характеристиками самостоятельного приемопередающего блока TS и приемопередающего блока USB, блок 1820 идентификации протокола интерфейса, соединенный с приемопередающим блоком 1810 УИП, для идентификации того, является ли подсоединенный интерфейс интерфейсом USB или самостоятельным интерфейсом TS, блок 1830 обработки протокола данных USB для обработки данных USB и блок 1840 обработки протокола TS MPEG для обработки данных TS MPEG.
В интерфейсе передачи 1800 блок 1820 идентификации интерфейса определяет, какой тип электрического интерфейса используется внешним блоком обслуживания. Операция идентификации может быть выполнена аппаратным или программным обеспечением.
Блок 1820 идентификации интерфейса может использовать механический способ определения типа электрических характеристик интерфейса, т.е. добавлять контакт или выключатель к гнезду интерфейса на стороне устройства, в случае обеспечения того, чтобы обычный разъем USB мог быть вставлен в него без касания контакта или выключателя. Соответственно, согласующийся контакт или штырь, который может нажимать выключатель, добавляется к разъему на внешнем блоке обслуживания, который снабжен самостоятельным электрическим интерфейсом TS (т.е. интерфейсом, показанным на Фиг.18), так чтобы разъем не мог быть вставлен в обычное гнездо USB, а мог быть вставлен только в физический интерфейс устройства этого смешанного типа. Таким образом, при вставке во внешний блок с самостоятельным интерфейсом TS подключение или отключение контакта или выключателя на физическом интерфейсе устройства может помочь определить, является ли это устройство внешним блоком обслуживания для конкретных потоков данных TS. После отсоединения разъема устройство возвращается в состояние по умолчанию, т.е. состояние электрического интерфейса USB, и наоборот.
Альтернативно, блок идентификации интерфейса может определять электрический интерфейс способом идентификации электрических характеристик, который заключается в определении посредством квитирования, например, посылки сигналов запроса и получения сигналов ответа. Когда электрический интерфейс USB установлен в состояние по умолчанию, например, если квитирование осуществлено успешно, он является электрическим интерфейсом TS; в ином случае он является электрическим интерфейсом USB.
Идентификация электрического интерфейса может быть выполнена посредством взаимодействия «человек-машина», т.е. путем ручного ввода типа электрического интерфейса.
Если в интерфейсе передачи 1800 блок 1820 идентификации интерфейса определит, что в настоящее время подсоединен интерфейс USB, передаваемые потоки данных являются потоками данных USB, и принимаемые или передаваемые данные будут обрабатываться блоком 1830 обработки протокола USB. Если блок 1820 идентификации интерфейса определит, что в настоящее время подсоединен самостоятельный интерфейс TS, передаваемые потоки данных являются потоками данных TS, и принимаемые или передаваемые данные будут обрабатываться блоком 1840 обработки протокола TS MPEG.
Преимущества
Из подробного описания вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи можно видеть, что УИП (универсальный интерфейс передачи) для связи и передачи данных между хостовым устройством и внешним блоком обслуживания, которые предлагаются настоящим изобретением, является интерфейсом передачи, который основан на спецификации USB и может передавать данные TS MPEG. Посредством УИП приемник ЦТВ может посылать скремблированные данные TS MPEG во внешний блок УД для дескремблирования и принимать дескремблированные данные TS MPEG через интерфейс передачи. Соответственно, функция УД может быть отделена от приемника ЦТВ путем использования данного УИП, так что изготовители устройств, таких как приемники ЦТВ, и изготовители устройств УД могут независимо друг от друга разрабатывать свои устройства. В то же время пользователь может выбирать разных операторов или разные услуги с добавленной стоимостью, предлагаемые одним и тем же провайдером, путем замены внешнего блока УД.
Кроме того, поскольку УИП соответствует спецификации USB, он может передавать данные TS MPEG, а также данные, которые соответствуют спецификации USB, и, таким образом, он имеет хорошую расширяемость и более широкий диапазон применения. Кроме того, по сравнению с интерфейсом PCMCIA, принятым в европейском стандарте DVB-CI и американском стандарте HOST POD, его стоимость ниже, а сам интерфейс проще.
Специалисту в данной области техники будет понятно, что в универсальный интерфейс передачи (УИП) могут быть внесены различные усовершенствования и модификации по сравнению с объемом настоящего изобретения без отхода от сути настоящего изобретения, объем которого должен определяться по прилагаемой формуле изобретения.
1. Интерфейс передачи данных, содержащий:
приемопередающий блок, конфигурированный для приема и передачи данных, который соответствует спецификации USB (универсальной последовательной шины);
блок детектирования, конфигурированный для определения данных, принятых приемопередающим блоком, для того, чтобы определить, необходимо ли преобразовать принятые данные в данные, которые соответствуют конкретной спецификации; и
блок преобразования, конфигурированный для преобразования принятых данных в данные, которые соответствуют конкретной спецификации, после определения, что принятые данные должны быть преобразованы в данные, которые соответствуют конкретной спецификации, и для преобразования данных передачи, которые соответствуют конкретной спецификации, в данные, которые соответствуют спецификации USB, для передачи через приемопередающий блок.
2. Интерфейс по п.1, отличающийся тем, что блок преобразования содержит:
блок распаковки, конфигурированный для распаковки принятых данных в данные, которые соответствуют конкретной спецификации.
3. Интерфейс по п.1, отличающийся тем, что блок преобразования содержит:
блок упаковки, конфигурированный для упаковки данных передачи в данные, которые соответствуют спецификации USB.
4. Интерфейс по п.2, отличающийся тем, что блок преобразования содержит:
блок упаковки, конфигурированный для упаковки данных передачи в данные, которые соответствуют спецификации USB.
5. Интерфейс по п.4, отличающийся тем, что конкретной спецификацией является спецификация MPEG.
6. Интерфейс по п.5, отличающийся тем, что блок преобразования, кроме того, содержит:
блок параллельно-последовательного преобразования, конфигурированный для преобразования параллельных синхронных данных передачи, которые соответствуют спецификации MPEG, в последовательные асинхронные данные, которые соответствуют спецификации USB;
данные, которые соответствуют спецификации USB, включают целое число, кратное количеству пакетов, которые соответствуют спецификации MPEG.
7. Интерфейс по п.6, отличающийся тем, что блок преобразования, кроме того, содержит:
блок последовательно-параллельного преобразования, конфигурированный для преобразования принятых асинхронных данных, которые соответствуют спецификации USB, в параллельные синхронные данные, которые соответствуют спецификации MPEG.
8. Интерфейс по п.7, отличающийся тем, что любые из данных, которые соответствуют спецификации USB, и данных, которые соответствуют спецификации MPEG, содержат, по меньшей мере, данные по обслуживанию и информацию управления, причем упомянутая информация управления используется для управления операциями устройства, оснащенного упомянутым интерфейсом.
9. Интерфейс по п.8, отличающийся тем, что данные по обслуживанию содержат, по меньшей мере, одни из аудиоданных и видеоданных.
10. Интерфейс по п.8, отличающийся тем, что информация управления содержит, по меньшей мере, информацию для реализации функции PnP, информацию о распределении ресурсов и информацию о скорости передачи, которая будет использоваться.
11. Интерфейс по п.10, отличающийся тем, что информация управления может передаваться в режиме передачи данных, или в режиме групповой передачи данных, или в режиме данных о прерываниях по спецификации USB.
12. Устройство обработки цифрового сигнала, содержащее:
приемопередающий блок, конфигурированный для приема и передачи данных, который соответствует спецификации USB (универсальной последовательной шины);
блок детектирования, конфигурированный для определения данных, принятых приемопередающим блоком, для того, чтобы определить, необходимо ли преобразовать принятые данные в данные, которые соответствуют конкретной спецификации; и блок преобразования, конфигурированный для преобразования принятых данных в данные, которые соответствуют конкретной спецификации, после определения, что принятые данные должны быть преобразованы в данные, которые соответствуют конкретной спецификации, и для преобразования данных передачи, которые соответствуют конкретной спецификации, в данные, которые соответствуют спецификации USB, для передачи через приемопередающий блок;
отличающийся тем, что конкретной спецификацией является спецификация MPEG;
блок обработки, конфигурированный для выполнения любой операции воспроизведения, дешифрования и хранения сигналов, принятых через упомянутый интерфейс.
13. Устройство обработки цифрового сигнала по п.12, кроме того, содержащее:
блок обработки РЧ, конфигурированный для демодулирования сигналов РЧ, принятых устройством обработки цифрового сигнала, для передачи демодулированных сигналов через упомянутый интерфейс.
14. Устройство обработки цифрового сигнала по п.13, отличающееся тем, что упомянутый блок обработки содержит:
блок дешифрования аудио, конфигурированный для дешифрования аудиосигналов, принятых через упомянутый интерфейс;
блок дешифрования видео, конфигурированный для дешифрования видеосигналов, принятых через упомянутый интерфейс;
блок воспроизведения, конфигурированный для воспроизведения аудио/видеосигналов.
15. Устройство обработки цифрового сигнала по п.14, кроме того, содержащее:
блок управления, конфигурированный для извлечения команды управления из сигналов, принятых через упомянутый интерфейс;
отличающееся тем, что блок воспроизведения воспроизводит дешифрованные аудио/видеосигналы по команде управления.
16. Устройство обработки цифрового сигнала по п.15, отличающееся тем, что блок обработки сигналов РЧ, кроме того, конфигурирован для передачи команды управления.
17. Устройство обработки цифрового сигнала по п.16, отличающееся тем, что команда управления, кроме того, содержит ЭСП (электронный справочник программ).
18. Устройство обработки цифрового сигнала по п.17, кроме того, содержащее:
блок отображения графики, конфигурированный для отображения информации ЭСП по команде управления.
19. Устройство обработки цифрового сигнала по п.14, кроме того, содержащее:
блок обновления программного обеспечения, конфигурированный для хранения данных программного обеспечения, принятых через упомянутый интерфейс и предназначенных для обновления программного обеспечения.
20. Устройство обработки цифрового сигнала по п.14, кроме того, содержащее:
блок генерации информации управления тюнером и каналом, конфигурированный для генерации информации управления тюнером и каналом для выбора соответствующего канала РЧ по требованию пользователя;
информация управления тюнером и каналом передается через упомянутый интерфейс.
21. Устройство обработки цифрового сигнала по п.12, кроме того, содержащее:
блок дешифрования аудио, конфигурированный для дешифрования аудиосигналов, принятых через упомянутый интерфейс;
блок дешифрования видео, конфигурированный для дешифрования видеосигналов, принятых через упомянутый интерфейс;
блок воспроизведения, конфигурированный для воспроизведения аудио/видеосигналов.
22. Устройство обработки цифрового сигнала по п.21, кроме того, содержащее:
блок управления, конфигурированный для извлечения команды управления из сигналов, принятых через упомянутый интерфейс;
отличающееся тем, что блок воспроизведения воспроизводит дешифрованные аудио/видеосигналы по команде управления.
23. Устройство обработки цифрового сигнала по п.22, отличающееся тем, что команда управления, кроме того, содержит ЭСП (электронный справочник программ).
24. Устройство обработки цифрового сигнала по п.12, отличающееся тем, что упомянутый блок обработки содержит:
блок получения, конфигурированный для получения пользовательского ключа;
блок фильтрации, конфигурированный для фильтрации сигналов, принятых через упомянутый интерфейс, для получения информации об авторизации пользователя;
блок дешифрования, конфигурированный для осуществления дешифрования информации об авторизации по пользовательскому ключу для получения ключа для дескремблирования; и
блок дескремблирования, конфигурированный для дескремблирования сигналов, принятых через упомянутый интерфейс, по ключу для дескремблирования.
25. Устройство обработки цифрового сигнала по п.24, отличающееся тем, что упомянутый блок дескремблирования передает дескремблированные сигналы через упомянутый интерфейс.
26. Устройство обработки цифрового сигнала по п.24, кроме того, содержащее:
блок интерфейса связи, конфигурированный для приема и передачи данных, которые соответствуют конкретному протоколу передачи.
27. Устройство обработки цифрового сигнала по п.26, отличающееся тем, что конкретный протокол передачи включает любой один из протокола передачи Ethernet, протокол передачи через модем по кабелю, протокол передачи SmartCard и протокол беспроводной связи.
28. Устройство обработки цифрового сигнала по п.26, отличающееся тем, что дескремблированные сигналы передаются через модуль связи интерфейса.
29. Устройство обработки цифрового сигнала по п.25, кроме того, содержащее:
блок управления, конфигурированный для генерации информации управления по требованию пользователя;
отличающееся тем, что информация управления может передаваться через упомянутый интерфейс.
30. Устройство обработки цифрового сигнала по п.25, кроме того, содержащее:
блок обработки РЧ, конфигурированный для демодулирования сигналов РЧ, принятых устройством обработки цифрового сигнала, для передачи демодулированных сигналов через упомянутый интерфейс.
31. Устройство обработки цифрового сигнала по п.30, кроме того, содержащее:
блок управления, конфигурированный для генерации информации управления по требованию пользователя;
отличающееся тем, что блок обработки РЧ сигнала, кроме того, конфигурирован для передачи информации управления.
32. Устройство обработки цифрового сигнала по п.12, кроме того, содержащее:
блок хранения, конфигурированный для хранения сигналов, принятых через любой один из интерфейса и блока интерфейса связи.
33. Устройство обработки цифрового сигнала по п.12, кроме того, содержащее:
блок извлечения и анализа информации ЭСП, конфигурированный для извлечения и анализа информации ЭСП из сигналов, принятых через интерфейс;
отличающееся тем, что интерфейс передает проанализированную информацию ЭСП.
34. Устройство обработки цифрового сигнала по п.12, кроме того, содержащее:
блок загрузки программного обеспечения, конфигурированный для извлечения данных программного обеспечения из сигналов, принятых через интерфейс.
35. Устройство обработки цифрового сигнала по п.34, кроме того, содержащее:
блок для обновления программного обеспечения, конфигурированный для обновления используемого программного обеспечения путем использования извлеченных данных программного обеспечения.
36. Устройство обработки цифрового сигнала по п.34, отличающееся тем, что данные программного обеспечения передаются через интерфейс.
37. Устройство обработки цифрового сигнала по п.15, кроме того, содержащее:
блок управления тюнера, конфигурированный для управления блоком обработки РЧ по информации управления, принятой через интерфейс, для того, чтобы принимать сигналы по соответствующему каналу.
38. Устройство обработки цифрового сигнала по п.31, кроме того, содержащее:
блок управления тюнера, конфигурированный для управления блоком обработки РЧ по информации управления, принятой через интерфейс, для того, чтобы принимать сигналы по соответствующему каналу.
39. Способ передачи данных, содержащий этапы:
(a) приема данных, которые соответствуют спецификации USB (универсальной шины данных);
(b) детектирования принятых данных для определения того, могут ли принятые данные быть преобразованы в данные, которые соответствуют какой-то конкретной спецификации;
(c) преобразования принятых данных в данные, которые соответствуют конкретной спецификации, после определения того, могут ли принятые данные быть преобразованы в данные, которые соответствуют какой-то конкретной спецификации.
40. Способ передачи данных по п.39, кроме того, содержащий этапы:
(d) преобразования данных передачи, которые соответствуют конкретной спецификации, в данные, которые соответствуют спецификации USB; и
(e) передачи преобразованных данных, которые соответствуют спецификации USB.
41. Способ передачи данных по п.40, отличающийся тем, что этап (d) кроме того, содержит этап:
упаковки данных передачи в данные, которые соответствуют спецификации USB.
42. Способ передачи данных по п.39, отличающийся тем, что конкретной спецификацией является спецификация MPEG.
