基于Nios II DTMB单频网适配器设计

3 关键技术实现

适配器的设计难点在于自定义组件适配器模块的实现，具体包括硬件逻辑的实现以及驱动程序的编写，下面主要讨论难度较大的硬件逻辑实现。

1) 适配器模块的实现

实现框图见图3，输入的MPEG-2 TS流先要同步，找到TS流的包头，去掉空包后输入FIFO。包复用模块按照时钟产生模块输出数据，同时插入MIP包。当FIFO中数据不足时，则插入空包模块产生的空包。由于码流重组和速率适配，导致各包在适配器中停留时间不一致，因此要进行PCR校正。本文PCR校正采用置入法，即在输入码流中检测到 PCR包后，将包中的PCR值减去系统27MHz时钟当前的计数值；当输出缓存中检测到PCR包后，将包中已改过的PCR值加上系统27 MHz时钟当前的计数值，这样，用一套计数器就可完成PCR校正和更新。

2) MIP包的计算和插入

如图4所示，根据GPS接收机收到的10 MHz和1 pulse／s信号算出STS值，同时根据NiosII的控制信息产生TPS和最大延时参数，再生成32位的CRC校验值并复合成MIP包。其中，CRC32用的校验多项式为D32+D26+D23+ D22+D16+D12+D11+D10+D8+D7+D5+D4+D2+D+1。由于CRC32校验码的实时性要求较高，因而采用并行算法--查表法。DTMB系统兆帧的持续时间正好为1 s，MIP中的STS值在理论上应不变，因此第M个MIP包中的STS可表示为第M个兆帧实际开始的时刻与其前面最近的1 pulse／s信号的时间间隔。同时，由于STS的值用GPS的10 MHz时钟计数，精度为100 ns。

3) DS3成帧模块

为使中转站通过SDH网络接收码流，DTMB单频网适配器增加了DS3输出接口。DS3是由复帧构成的，一个复帧分为7个子帧，1个子帧分成8块具有85 bit的比特块，每块的第一个比特是开销比特，其他84 bit用于传送净荷。所以一个复帧有56个开销比特。包复用模块产生的码流是MPEG-2的TS流，因此需要一个DS3成帧模块以实现到SDH网络的适配。DS3成帧模块的实现框图如图5所示。在一个复帧的开销比特中，除奇偶校验比特外，其他开销比特在特定的网络环境中一般都是固定的，所以单独计算奇偶校验比特。复帧内的各比特块以及各比特的确定主要靠2个计数器来实现，一个用来指示比特块，范围是0～55，一个用来指示比特块内的每个比特，范围是 0～84。通过这2个计数器可在适当位置插入开销比特和净荷数据，从而完成到SDH网络的适配。