MPEG-2復用器PSI信息分析部分的FPGA實現

復用器是數字電視前端平臺的關鍵設備，它的主要功能是完成對輸入多路傳輸流(Transport Stream，TS)的復用工作，它的性能穩定性直接影響前端平臺的運行。而復用器對傳輸流中節目特殊信息(Program Spe-cial Information，PSI)的分析處理是否完整全面，則直接影響到復用器其他功能部分的運行結果是否正確。對PSI信息的檢測分析是復用器設計中首要的也是最重要的部分之一。下文將對PSI信息檢測問題進行深入的分析探討。

1 TS流語法結構
傳輸流以TS包為單位，其中每個包的長度為188 B，這188個字節大致可以分為：包頭、調整字段和有效負載三個主要部分。包頭占4個字節，如圖1所示。

同步字節：8 b，值為0x47，表示一個TS包的開始。傳輸錯誤指示：1b，當置為1時，表明在相關的TS包中至少有一個不可糾正的錯誤。有效負載起始指示：1 b，在帶有PSI信息時，置1表示TS包含有PSI部分的第一個字節并帶有pointer field字段，否則表示不含有PSI的第一個字節。傳輸優先級：1 b，置1表明相關的包比其他具有相同PID但此位沒有置1的TS包有更高的優先級。PID：13 b字段，指示傳輸流有效負載的數據類型。傳輸加擾控制：2b，用來指示TS包有效負載的加擾方式。自適應字段控制：2b，用來指示本TS包首部是否跟有調整字段。連續計數器：4b，隨著每一個具有相同PID的傳輸流包而增加，當它達到最大值后又恢復到0。
節目專用信息PSI用來描述TS流的組成結構。它包括節目關聯表(Program Association Table，PAT)、節目映射表(Program Map Table，PMT)、網絡信息表(Network Information Table，NIT)和條件訪問表(Conditional Access Table，CAT)。PAT是PSI信息的最上層，列出了傳輸流中所有節目所對應的PMT的PID值，可以根據節目的PID值找到相應的PMT信息及NIT信息。節目映射表PMT提供節目號碼與組成它們的原始流之間的映射關系，這種映射表是一個TS流中所有節目定義的集合。網絡信息表NIT是可選的，其內容是私有的，通常包括用戶選擇的服務和通道頻率、衛星脈沖發射機、調制特性等的映射。條件接收表CAT提供條件接收(CA)系統的相關信息，指定EMM的PID值及相關的參數。

2 PSI信息提取分析
由于PSI信息四個表結構差別不大，所以提取算法也大致相似，在此主要以PAT表為例詳細介紹JSI信息的提取流程。對TS流的分析在FPGA內部以字節為單位。PAT語法結構如圖2所示。

PAT的提取流程：
(1)首先應在傳輸流中找到包首PID 13位全為0且有效負載起始指示位為l的TS包。
(2)然后根據自適應字段控制位判斷是否含有調整字段，再結合pointer_field字段值找到table_id，從此字段開始到CRC校驗字節之前，將對所有有效數據進行CRC校驗。
(3)接下來是section_length字段，由此字段可以得到該PAT分段的TS包個數。