MPEG-2復用器PSI信息分析部分的FPGA實現

3 信息提取的硬件實現
信息提取框圖如圖3所示。

一路TS流首先經過芯片CY78933進行串并轉換再進入同步模塊進行同步鎖定后，其他各模塊才開始工作。由圖3可看出，以上各檢測模塊是并行獨立工作的，但是PMT檢測模塊、ELE檢測模塊、NIT檢測模塊和EMM檢測模塊要想進行有效工作，需要先接受其他模塊提供的信息，具體為PMT和N1T檢測模塊要接受PAT檢測模塊提供的PID信息，ELE檢測模塊要接受PMT檢測模塊提供的PID信息，EMM檢測模塊要接受CAT檢測模塊提供的PID信息。
3．1 信息提取同步模塊
根據MPEG一2標準可知，一個有效的TS包長為188 B，且其同步頭為8′h47，只有在有效地識別了包頭，才能嚴格地按照MPEG一2標準對數據包的每一位進行分析。在同步模塊檢測中，當找到8′h47時，必須連續3～5次(可通過參數設置)隔188 B都找到8′h47，才能認為實現了同步。另外考慮到TS包可附加16 B的前向糾錯碼，故該模塊做成188／204 B自適應，這樣可以提高通用性。
3．2 檢測模塊
由于PAT，CAT，PMT，NIT等檢測模塊在硬件設計上都很類似，故本文重點探討PAT檢測模塊的硬件設計，其他檢測模塊的設計將不再贅述。
PAT檢測模塊按照PAT提取流程進行工作，若發現PAT分段并且CRC校驗正確后，提取里面的PMT―PID和NIT-PID并分別送到PMT檢測模塊和NIT檢測模塊。對PAT表全部分段都分析完后啟動PMT、檢測模塊和NIT檢測模塊對TS流進行實時檢測，若PAT表有更新，則將新的信息再送給此兩模塊，以確保實時跟蹤TS流的最新變化。
在硬件實現上，從實用的角度出發，考慮到實際碼流中可能出現的各種情況，將其歸為三類處理：
(1)一個分段只由一個TS包來承載。
(2)一個分段由多個TS包來承載。
對于此類情況(即該分段的長度使得一個TS包無法完全承載此分段)，要考慮的是第一個TS包在該分段的什么位置結束。又可以分為三種情況：
①第一個TS包結束在該分段的table_id字段到last_sectiOn_number字段這一區間。這也就是第一個TS包大部分為調整字段占據時的情況；
②第一個TS包結束在循環字段中的某個字節的情況；
③第一個TS包結束在四個CRC校驗字節中的某個字節處，考慮到有三個以上TS包時更確切地說應該是最后一個TS包只承載了CRC校驗字節的某幾個。
(3)一個TS包承載多個分段
此類情況是第(2)類中③情況的延伸。比如一個PAT表有兩個分段，第一個分段由第一個TS包承載后只剩下一個CRC校驗字節需要第二個TS包來承載。那么第二個TS包只承載這一個CRC校驗字節無疑將是很大的浪費，此時可以充分利用第二個TS包。使它也承載第二個分段，這就是一包多段的情況。對于一段單包、一段多包(包括三種情況)和一包多段等多種情況，在設計上無疑要充分發揮FPGA有限狀態機的強大優勢來進行處理。
將以上各種情況恰當地對應于狀態機的各個狀態，根據包頭提供的信息及表段信息可以進行邏輯判斷，從而控制各個狀態之間的轉移。在代碼實現上，邏輯判斷后控制信號的是否準確及時，至關重要。舉例來說，把對PAT表的CRC校驗分析作為一個獨立模塊，在分析該表時就要給予該模塊準確的控制，假如PAT有兩個TS包，在第一個TS包的table_id字段就要使能該模塊，第一個TS包結束時要禁止使能該模塊，到第二個PAT包第五個字節再使能CRC校驗模塊，直到CRC校驗字節前再關閉該模塊，總之控制信號要確保CRC校驗模塊校驗的是PSI表的所有有效信息。