容易に拡張可能な伝送ストリーム・エンコーダ
【課題】 コンポーネント信号の供給源に結合された複数のＦＩＦＯバッファ（１２〜１６）を含む伝送ストリーム・エンコーダを開示する。
【解決手段】 ＦＩＦＯバッファのそれぞれはコンポーネント信号データを作成するためのデータ出力端子を有する。パケタイザ（３０）はコンポーネント信号データを受信するためのデータ入力端子を有し、パケット・ストリームを作成する。データ・バス（２０）は、ＦＩＦＯバッファのデータ出力端子とパケタイザのデータ入力端子へ共通に結合される。
【解決手段】 ＦＩＦＯバッファのそれぞれはコンポーネント信号データを作成するためのデータ出力端子を有する。パケタイザ（３０）はコンポーネント信号データを受信するためのデータ入力端子を有し、パケット・ストリームを作成する。データ・バス（２０）は、ＦＩＦＯバッファのデータ出力端子とパケタイザのデータ入力端子へ共通に結合される。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大多数の供給源からのデータを１つのパケット・ストリームに統合できる、供給源の個数が容易に拡張可能な伝送ストリーム・エンコーダに関する。
【０００２】なお、本明細書の記述は本件出願の優先権の基礎たる米国特許出願第０８／４４２，４３０号（１９９５年５月１６日出願）の明細書の記載に基づくものであって、当該米国特許出願の番号を参照することによって当該米国特許出願の明細書の記載内容が本明細書の一部分を構成するものとする。
【０００３】
【従来の技術】現在の高品位テレビおよび衛星放送システムでは、プログラムは、動画を表わすビデオ信号と、１つまたはそれ以上のオーディオ信号（ステレオまたは多国語機能用）と、１つまたはそれ以上のデータ信号（クローズド・キャプション、および／または対話型コンピュータ・プログラム・コードおよび／またはデータ）の組み合せを含む。特定の例として、Grand Alliance（グランド・アライアンス）コンソーシアムが提案しているシステムでは、ビデオ信号コンポーネント、２つのオーディオ信号コンポーネントおよび４つの補助データ信号コンポーネントを含むプログラムを提供している。連続したデータ・パケットのストリームが形成され、それぞれのパケットにはコンポーネント信号の１つからのデータが含まれる。この方法では、７種類のコンポーネント信号が１つのパケット・ストリームに時分割多重化されて、伝送リンク上に放送される。
【０００４】遠隔地でパケット・ストリームに含まれるデータを受信処理して、７種類のコンポーネント信号を再現する。ビデオ信号コンポーネントで表現される画像は表示画面上に表示され、オーディオ信号コンポーネントで表現される音声はスピーカから再現される。補助データ・コンポーネント信号は、遠隔地で適切な回路により処理され、意図したように使用される。たとえば、補助データ・コンポーネント信号の１つがクローズド・キャプション情報を表わす場合、クローズド・キャプション画像を表わすビデオ信号が生成され、この画像信号はビデオ信号コンポーネントを表わす画像信号と組み合され、組み合された画像信号で表現される画像は表示画面上に表示される。
【０００５】７つのコンポーネント信号を組み合せるために使用する装置は、伝送ストリーム・エンコーダと呼ばれる。国際標準化機構ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１発行の、１９９３年９月の「ＭＰＥＧ−２システム試案（ＩＳＯ／ＩＥＣ／ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ２１／Ｎ０５３１）」と題する、動画および関連オーディオの符号化試案では、伝送ストリーム・エンコーダのブロック図が示されている。このブロック図には、７種類のデジタル・データ信号コンポーネントを表わすデータを一時的に緩衝し、７つの信号コンポーネントのうちの選択した１つを表わすデータを作成するための、入力先入れ先出し（ＦＩＦＯ）バッファおよびデータ・セレクタを含む。このデータはパケタイザ（packetizer：パケット化部）に供給される。スケジューラは、信号コンポーネントのどれを次のパケット・スロットへ入れるか、後述する優先順位方式または固定時間スロット方式のいずれかを使って選択する。選択した信号コンポーネントからのデータを含むパケットを形成するには、スケジューラは、データ・セレクタを調整して、選択した信号コンポーネントの入力ＦＩＦＯの出力端子をパケタイザへ結合し、この入力ＦＩＦＯを調整してパケットに入れるべきデータを作成する。得られたパケットは伝送リンク上へ送信する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述の試案に図示されている伝送ストリーム・エンコーダの問題点は、伝送されるパケット・ストリーム内に組み合せることのできる信号数が前述の７種類に制限されていることである。将来の発展において、これら７種類の信号コンポーネントより多くを送信パケット・ストリームへ伝送する必要が出てくるものと思われる。しかしながら試案のシステムは拡張困難である。追加の信号コンポーネントそれぞれに対してＦＩＦＯを追加せねばならず、またデータ・セレクタを再設計して追加の入力端子を含める必要があり、追加のコンポーネントを選択し追加コンポーネントのＦＩＦＯの出力をパケタイザへ結合するための回路も同様に拡張しなければならない。
【０００７】本発明において望まれるものは、複雑な再設計を必要とせずに、さらなる信号コンポーネントのために拡張できる伝送ストリーム・エンコーダである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の原理によれば、伝送ストリーム・エンコーダはコンポーネント信号供給源に結合した複数バッファ（例：ＦＩＦＯバッファ）を含む。バッファのそれぞれは、コンポーネント信号データを作成するためのデータ出力端子を有する。パケタイザは、コンポーネント信号データを受信するためのデータ入力端子を有し、パケット・ストリームを作成する。データ・バスはＦＩＦＯバッファのデータ出力端子およびパケタイザのデータ入力端子へ共通に結合される。
【０００９】本発明による伝送ストリーム・エンコーダは、データ・バスへさらに、（ＦＩＦＯ）バッファを取り付けることにより、なんらの大規模な再設計を必要とせずに、多数のコンポーネント信号に対応できるように容易に拡張される。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による伝送ストリーム・エンコーダのブロック図である。図１において、図示した信号線は、単一または多数ビットのデジタル信号線を表わす。他の信号、たとえばクロックや制御信号と、他の要素たとえばクロック生成器や同期回路は、図面を簡略化するために図示していない。図示していないがデジタル・システム設計の当業者には、どのような信号が必要とされ、どのように信号を生成してシステム内の適切な場所に分配するかは理解されよう。
【００１１】図１において、１つまたはそれ以上のプログラム供給源（図示せず）は、対応する複数の入力端子５にそれぞれ結合された、複数のＮ個のデジタル信号コンポーネントを作成する。プログラム供給源は、たとえばＭＰＥＧエンコーダ等のデータ圧縮ネットワークを含み得る。第１、第２および第３の信号コンポーネントは、それぞれ入力端子２、４および６に結合される。Ｎ番目の信号コンポーネントは入力端子Ｎに結合される。図１において、信号コンポーネントはＨＤＴＶまたは衛星ＴＶプログラムを表わす。入力端子２、４および６に結合された第１、第２および第３の信号コンポーネントは、ビデオ信号Ｖ、オーディオ信号Ａおよびクローズド・キャプション情報信号ＣＣをそれぞれ表わしている。このようなプログラム供給源、その動作、および、これらが作成するビデオ、オーディオ、デジタルデータ信号は周知であるから、詳細にわたる説明は行なわない。
【００１２】複数の入力端子５は、それぞれ対応する複数のＦＩＦＯバッファ１０のデータ入力端子ＤＩへ結合してある。入力端子２、４、６およびＮは、それぞれＦＩＦＯバッファ１２、１４、１６および１Ｎのそれぞれのデータ入力端子ＤＩへ結合される。ＦＩＦＯバッファ１２、１４、１６および１Ｎのデータ出力端子ＤＯそれぞれは、共通にデータ・バス２０へ結合される。データ・バス２０は、パケタイザ３０のデータ入力端子へも結合される。パケタイザ３０の出力端子は出力端子１５へ結合される。出力端子１５は、パケット・ストリームを処理し、これを遠隔地へ放送するための伝送リンク（図示せず）ヘ結合する。伝送リンクとその動作は周知であり、詳細にわたる説明は行なわない。伝送リンクは、符号化、スペクトル整形および変調器ネットワーク等の送信処理ネットワークを含むことがある。
【００１３】スケジューラ・コントローラ５０は、レディ信号入力端子Ｒと、識別子信号ＩＤおよびイネーブル信号Ｅの出力端子を含む。複数のＦＩＦＯバッファ１０のそれぞれのレディ出力端子Ｒは、それぞれスケジューラ・コントローラ５０のレディ入力端子Ｒへ共通に結合される。スケジューラ・コントローラ５０の識別子出力端子ＩＤは、複数のＦＩＦＯバッファ１０のそれぞれの識別子入力端子ＩＤそれぞれに共通に結合され、スケジューラ・コントローラ５０のイネーブル出力端子Ｅは、複数のＦＩＦＯバッファ１０のそれぞれのイネーブル入力端子Ｅそれぞれに共通に結合される。レディＲ、識別子ＩＤおよびイネーブルＥ端子を共に結合する信号線は、制御バス２２を形成し、これがデータ・バス２０と連係して動作する。パケタイザ３０の開始信号出力端子Ｓは、スケジューラ・コントローラ５０の開始信号入力端子に結合される。メモリ７０はスケジューラ・コントローラ５０に結合される。
【００１４】ユーザ入力端子２５は、コンピュータ端末（図示せず）等のユーザ入力の供給源へ結合でき、マイクロプロセッサ（μＰ）６０の入力ポートに結合される。μＰ６０は、スケジューラ・コントローラ５０の制御入力端子Ｃに結合する制御出力ポートを有する。１つの実施例において、スケジューラ・コントローラ５０は周知の様態で、スタンドアロン型制御装置として製作することができる。この実施例では、スケジューラ・コントローラ５０は、直接メモリ７０へ結合し、μＰ６０から制御情報だけを受信するそれ自身のプロセッサを含み、メモリ７０への情報の格納と情報の取り出しを制御する。第２の実施例において、スケジューラ・コントローラ５０は、μＰ６０のシステム・バス（図示せず）に結合したＩ／Ｏアダプタとして動作する。この実施例では、スケジューラ・コントローラ５０はμＰ６０で実行するプログラムの制御下で動作する。メモリ７０は、図１R>１の破線で図示したように、μＰ６０のシステム・バス（図示せず）に結合され、μＰ６０がメモリ７０への情報格納および情報取り出しを制御する。
【００１５】動作において、パケタイザ３０は、直列のパケットのストリームを作成する。それぞれのパケットは、コンポーネント信号の１つからのデータを含むか、または、パケットが形成される時点でそのコンポーネントのＦＩＦＯに十分なデータがない場合には、ヌル・パケットを含む。パケット・ストリームは、パケット・スロットの連続したグループに分割され、それぞれのグループは所定数のパケット・スロットを有する。スケジューラ・コントローラ５０は、どの信号コンポーネントがそれぞれのパケット・スロットに挿入されるかを制御する。以下で詳細に説明するように、スケジューラ・コントローラ５０は、一組の許容できる信号コンポーネントのリストを含み、それぞれのパケット・スロットにリスト１つづつある。リストの組は、スケジューラ・コントローラ５０に付属するメモリ内に格納される。スケジューラ・コントローラ５０がμＰ６０のＩ／Ｏアダプタとして動作する場合、リストの組はμＰ６０内のＲＡＭ（図示せず）に格納され、それ以外の場合には、スケジューラ・コントローラ５０は、このリストの組を含むために自分自身のメモリを含む。どこに格納されるかとは無関係に、このリストの組の内容は、周知の方法で、ユーザ入力端子２５からμＰ６０を経由しての入力により保持される。
【００１６】それぞれのＦＩＦＯバッファ１０は、所定のユニークなアドレスまたは識別値を有しており、スケジューラ・コントローラ５０は、前述の許容できる信号コンポーネントのリストの一部として、それぞれのＦＩＦＯバッファ１０の識別値をリスト内に保持する。パケット・スロットを埋める時間になったら、そのパケット・スロットについて許容できる信号コンポーネントのリストを検討する。スケジューラ・コントローラ５０は、第１の信号コンポーネントのＦＩＦＯバッファ１０に対する所定のユニークな識別値を含む識別信号をＩＤ信号線上に置く。識別信号は、全てのＦＩＦＯバッファ１０のＩＤ入力端子により共通に受信される。あるＦＩＦＯバッファ１０のＩＤ入力端子により受信した識別信号がそれ自体の識別値と一致した場合、レディ出力端子ＲにＦＩＦＯ内にパケットを埋める十分なデータがあるかどうかを表わすレディ信号を生成する。それ以外の場合では識別信号を無視し、ＦＩＦＯバッファ１０は休止状態である。
【００１７】スケジューラ・コントローラ５０は、レディ入力端子Ｒでレディ信号を受信する。レディ信号が、パケットを構成するだけの十分なデータがアドレスしたＦＩＦＯバッファ１０にないことを表わす場合、リスト内の許容できる信号コンポーネントの次のエントリがアドレスされ、この次のエントリ中の所定のユニークな識別値を有する識別信号が識別信号線に置かれ、レディ信号が同様に分析される。パケットを形成するのに十分なデータを有するＦＩＦＯバッファ１０が見つかるまで、またはリスト内にエントリがなくなるまで、この処理を繰り返す。
【００１８】パケタイザ３０は、開始出力端子Ｓに開始信号を生成してパケット・スロットの開始時刻を示す。パケットを形成するのに十分なデータを有するＦＩＦＯバッファ１０が見つかった場合、開始信号がスケジューラ・コントローラ５０で受信された時点で、イネーブル信号がイネーブル出力端子Ｅに作成される。アドレスされたＦＩＦＯバッファ１０はイネーブル信号に応答し、他のアドレスされていないＦＩＦＯバッファ１０はこれを無視して休止状態を続ける。イネーブル信号に応答して、そのＦＩＦＯバッファ１０のデータ出力端子ＤＯがイネーブルとなり、ＦＩＦＯバッファ１０からのデータはデータ・バス２０に供給される。パケタイザ３０は、データ・バス２０からのこのデータを受信してそのデータを含むパケットを生成する。パケタイザがパケットを生成している間に、スケジューラ・コントローラ５０は、複数のＦＩＦＯバッファ１０を検査して、次のパケット・スロットの内容を決定する。しかし、リスト上のＦＩＦＯバッファ１０のどれもがパケットを埋めるのに十分なデータを有していない場合、そのパケット・スロットに対してヌル・パケットが作成される。
【００１９】図２は、図１に図示した伝送ストリーム・エンコーダで使用するＦＩＦＯバッファ１０のさらに詳細なブロック図である。図２において、信号線は単一のまたは複数ビットのデジタル信号を表わす。他の要素および信号、たとえば同期用および／または刻時用は、図面を簡略化するために図示していない。デジタル回路設計の当業者には、どのような要素と信号が必要で、図示した要素をどのように設計し相互接続するかは理解されよう。
【００２０】図２において、ＦＩＦＯバッファ１０のデータ入力端子ＤＩはＦＩＦＯ１０２の入力端子に結合される。ＦＩＦＯ１０２の出力端子ＯはＦＩＦＯバッファ１０のデータ出力端子ＤＯに結合される。識別子入力端子ＩＤはアドレス比較器１０４のアドレス入力端子に結合される。アドレス比較器１０４の第１の出力端子はバッファ／ドライバ１０６のイネーブル入力端子に結合され、アドレス比較器１０４の第２の出力端子は２入力ＡＮＤゲート１０８の第１の入力端子に結合される。ＦＩＦＯ１０２のフル出力端子Ｆはバッファ／ドライバ１０６のデータ入力端子に結合される。バッファ／ドライバ１０６のデータ出力端子はＦＩＦＯバッファ１０のレディ出力端子Ｒに結合される。ＦＩＦＯバッファ１０のイネーブル入力端子ＥはＡＮＤゲート１０８の第２の入力端子に結合される。ＡＮＤゲート１０８の出力端子はＦＩＦＯ１０２の出力イネーブル入力端子に結合される。
【００２１】動作において、アドレス比較器１０４は、制御バス２２経由で（図１の）スケジューラ・コントローラ５０のＩＤ出力端子からの識別信号を受信する。周知の方法で、受信した識別信号をアドレス比較器１０４内においてこのＦＩＦＯバッファ１０に割り当てた所定のユニークな識別値と比較する。受信した識別信号がこのＦＩＦＯバッファ１０の識別値と同一の場合、アドレス比較器１０４の第１と第２の出力端子における信号は、ＦＩＦＯバッファ１０がアドレスされることを表わす第１の状態である。それ以外では、アドレス比較器１０４の第１と第２の出力信号における信号は、第２の状態を有し、このＦＩＦＯバッファがアドレスされていないことを表わす。デジタル回路設計の当業者には、データ・バスの物理的または論理的配置とは無関係に、他のＦＩＦＯバッファ１０に割り当てた識別子と互いに異なる識別子であれば、それぞれのＦＩＦＯバッファ１０にどんな識別子でも予め割り当てておけることが理解されよう。
【００２２】ＦＩＦＯ１０２は、入力端子Ｉでデータを受信し、周知の方法で内部にこれを一時的に格納する。フル出力端子Ｆの信号は、これも周知の方法で、ＦＩＦＯ１０２に現在格納されているデータ量の指標を与える。（図１の）パケタイザ３０がパケットを形成するのに十分なデータがＦＩＦＯ１０２にある場合、フル出力端子Ｆの信号は第１の状態を有し、それ以外の場合第２の状態を有する。スケジューラ・コントローラ５０がＦＩＦＯバッファ１０をアドレスさせる場合、アドレス比較器１０４からのバッファ／ドライバ１０６のイネーブル入力端子の信号により、バッファ／ドライバ１０６は、ＦＩＦＯ１０２のフル出力端子Ｆからの信号をＦＩＦＯバッファ１０のレディ出力端子Ｒに渡すことになる。ＦＩＦＯバッファ１０がアドレスされない場合、バッファ／ドライバ１０６のイネーブル入力端子の信号により、バッファ／ドライバ１０６は、出力端子を高インピーダンス状態とし、基本的に制御バス２２からＦＩＦＯバッファ１０を切り放す。この方法で、アドレスされたＦＩＦＯバッファ１０だけが制御バス２２のレディ信号線Ｒに信号を置くことができる。
【００２３】ＦＩＦＯ１０２は、イネーブル入力端子Ｅにおける適切な信号によりイネーブルになると、内部に現在格納しているデータをデータ出力端子Ｏに作成する。ＦＩＦＯバッファ１０がアドレスされるとき、アドレス比較器からＡＮＤゲート１０８の第１の入力端子への信号は、論理値「１」信号である。これにより、ＡＮＤゲート１０８は、ＦＩＦＯバッファ１０のイネーブル入力端子Ｅからの第２の入力端子の信号を出力端子に渡し、さらに、ＦＩＦＯ１０２のイネーブル入力端子Ｅへ渡すことになる。ＦＩＦＯバッファ１０がアドレスされないとき、アドレス比較器１０４からの信号は論理値「０」信号である。これにより、ＡＮＤゲート１０８は、出力端子に信号論理値「０」信号を作成し、ＦＩＦＯ１０２の出力端子Ｏをディスエーブルにする。この方法で、（図１の）スケジューラ・コントローラ５０によりイネーブルになったときに、アドレスされたＦＩＦＯバッファ１０のみが自分のデータ出力端子ＤＯにデータを作成する。
【００２４】どのような信号を次のパケットに挿入するか選択するため、スケジューラで用いるテクニックは、優先順位方式と固定時間スロット方式の複合である。図３R>３は、パケット・スロットにコンポーネント信号を表わすデータを割り当てるため、スケジューラ・コントローラ５０において保持される前述した一組のテーブルを表わすメモリ配置図である。図３において、（図１の）パケタイザ３０で作成されたパケット・ストリーム１１０の一部が図面の上部に図示してある。図示された部分のパケット・ストリーム１１０において、それぞれのパケットは四角により表現してある。パケット・ストリーム１１０は、それぞれが決まった所定数Ｍのパケット・スロット、すなわちスロット１、スロット２、スロット３からスロットＭを含むグループに分割される。このパケット・スロットのグループはパケット・ストリーム１１０内で連続的に反復する。つまり、図示したスロットＭの直後のパケットは次のグループのスロット１である。
【００２５】サービス・テーブル１３０は、放送システムで放送されるコンポーネント信号のそれぞれに対するエントリを含む。それぞれのエントリはコンポーネント信号の内容と識別子ＩＤを含む。図示したサービス・テーブル１３０では、第１のエントリVIDEO 1 が第１のプログラムのビデオコンポーネントを表わし、識別子１を有する。第２のエントリAUDIO 1 は第１のプログラムのオーディオコンポーネントを表わして識別子２を有し、第３のエントリCLOSEDCAPTION 1 は第１のプログラムのクローズド・キャプション情報を表わして識別子３を有する。同様に、サービス・テーブル１３０の第４、第５および第６のエントリ（VIDEO 2 、AUDIO 2 、CLOSED CAPTION 2）は、それぞれ第２のプログラムのビデオ、オーディオおよびクローズド・キャプション情報を表わし、識別子４、５および６を有する。最後に、エントリには放送システム自体で生成されるコンポーネント信号が提供される。たとえば、識別子Ｎ−１を有するエントリはプログラム刻時基準信号を運ぶ信号コンポーネントと暗号化鍵とを表わし、識別子Ｎを有するエントリは各種システム・テーブル（たとえばサービス・テーブル）を運ぶ信号コンポーネントを表わす。
【００２６】図１と図２を再び参照すると、図示した実施例では、サービス・テーブル１３０内のそれぞれのエントリの識別子は、関連するコンポーネント信号を運ぶＦＩＦＯバッファ１０に予め割り当てた識別番号を参照する。つまり、識別子１（VIDEO 1 ）を有するエントリは、図示した実施例において予め割り当てた識別番号「１」を有するいちばん上のＦＩＦＯバッファ１２に結合したビデオ信号コンポーネントＶを参照し、識別子２（AUDIO 1 ）を有するエントリは、予め割り当てた識別番号「２」を有するＦＩＦＯバッファ１４に結合したオーディオ信号コンポーネントＡを参照し、識別子３（CLOSED CAPTION 1）を有するエントリは、予め割り当てた識別番号「３」を有するＦＩＦＯバッファ１６に結合したクローズド・キャプション信号コンポーネントＣＣを参照する。識別子４、５および６を有するエントリも同様に、第２のプログラム供給源（図示せず）からのビデオ、オーディオおよびクローズド・キャプション信号コンポーネントを参照する。
【００２７】パケットストリーム１１０内のそれぞれのパケット・スロットは、これに関連する優先順位リストを有する。図３では、複数の優先順位リスト１２０でこれを図示してあり、それぞれがそれぞれのパケット・スロットに関連しており、そして、関連するパケット・スロットの直下に図示してある。優先順位リストとパケット・スロットとの関連は、それぞれの優先順位リストとこれに関連するパケット・スロットの間の矢印で示してある。つまり、優先順位リスト１ １２２はパケット・スロット１に関連し、優先順位リスト２ １２４はパケット・スロット２に関連し、優先順位リスト３ １２６はスロット３に、また優先順位リストＭ１２９はパケット・スロットＭに関連する。それぞれの優先順位リストは、それぞれが四角で表わされる複数のエントリを含む。それぞれのエントリの内容は、サービス・テーブル１３０に含まれているコンポーネント信号を表わす識別子（ＩＤ）である。
【００２８】たとえば、優先順位リスト１ １２２の第１のエントリＩＤ１は、第１のプログラム供給源からのビデオ信号コンポーネントＶを表わす識別子「１」を含む。図３において、これは、優先順位リスト１ １２２の第１のエントリＩＤ１とサービス・テーブル１３０の第１のエントリVIDEO 1 との間の矢印で示してある。優先順位リスト１ １２２の第２のエントリＩＤ２は、第２のプログラム供給源（図１には図示せず）のビデオ信号コンポーネント（これも図示せず）を表わす識別子「４」を含む。これは、図３において、優先順位リスト１ １２２の第２のエントリＩＤ２とサービス・テーブル１３０の第４のエントリVIDEO 2 の間の矢印で表わしている。優先順位リスト１ １２２のさらなるエントリ（ＩＤ３．．．）は、たとえば、放送される他のビデオ信号コンポーネント全てについての識別子を同様に含む。
【００２９】同様に、優先順位リスト２ １２４は、たとえばオーディオ・コンポーネント信号の全てを識別するエントリを含む。つまり、優先順位リスト２ １２４の第１のエントリＩＤ１は第１のプログラム供給源からのオーディオ信号コンポーネントＡを表わす値２を有し（優先順位リスト２ １２４のＩＤ１からサービス・テーブル１３０内の第２のエントリAUDIO 1 への矢印で表わしてある）、第２のエントリＩＤ２は第２のプログラム供給源からのオーディオ信号コンポーネントを表わす値５を有し（優先順位リスト２ １２４のＩＤ２からサービス・テーブル１３０の第２のエントリAUDIO 2 への矢印で表わしてある）、と言うように続く。優先順位リスト３は、たとえば、優先順位リスト１と同様のビデオ・コンポーネント信号を識別するエントリを含み、優先順位リストで別の位置を有するビデオ信号コンポーネントによるものでありうる。次の優先順位リスト（図示していない）は、たとえば、クローズド・キャプション・コンポーネント信号の全てを識別するエントリを含み、これにさらに別のビデオ信号コンポーネント優先順位リストが続く。最後の優先順位リストＭは、たとえば、ＰＣＲおよびスクランブル鍵コンポーネント信号Ｎ−１とテーブル信号コンポーネントを識別するエントリを含むことがある。
【００３０】グループ内のパケット・リスト数とそれぞれのパケット・リストについて関連する優先順位リストへのコンポーネント信号の割り当ては、それぞれのコンポーネント信号のそれぞれのデータ速度を考慮することで最もよく行なえる。つまり、高いデータ速度を有するコンポーネント信号（たとえばビデオ信号コンポーネント）は１つ以上の優先順位リストに割り当てるのでグループ内の１つ以上のパケット・スロットに割り当てられるが、低いデータ速度を有するコンポーネント信号（たとえばオーディオ信号コンポーネント）は１つだけの優先順位リストに割り当てられる。どのようにして、コンポーネント信号を優先順位リストに割り当ててシステムのデータ伝送効率を最適化し、同時にパケット・ストリーム内にヌル・パケットが挿入される確率を最小限に抑えるかは、デジタル・データ送信の当業者には理解されよう。
【００３１】動作において、パケット・スロットが発生すると、（図１の）スケジューラ・コントローラ５０はそのパケット・スロットについて優先順位リストを検討する。スケジューラ・コントローラ５０は、その優先順位リストの第１のエントリから識別子を抽出し、制御バス２２のＩＤ信号線にその識別子を表わす識別信号を置く。アドレスされたＦＩＦＯバッファ１０は、（図２の）ＦＩＦＯ１０２のフル出力端子Ｆからの信号を制御バス２２のレディ信号線に送出することで応答する。アドレスされたＦＩＦＯバッファ１０がパケットを形成するのに十分なデータを有することをレディ信号が表わしていれば、スケジューラ・コントローラ５０は、パケタイザ３０からの開始信号を待ち、開始信号を受信すると、制御バス２２のイネーブル信号線にイネーブル信号を生成する。イネーブル信号に応答し、アドレスされたＦＩＦＯバッファ１０がそのパケット・スロットにデータを作成し、全て前述したように、データはデータ・バス２０を経由してパケタイザ３０へ送信される。
【００３２】一方、アドレスされたＦＩＦＯバッファ１０がパケットを形成するのに十分なデータを有していないことをレディ信号が示す場合、スケジューラ・コントローラ５０は、優先順位リスト１２０の次のエントリからそのパケット・スロットに対する識別子を抽出して、その識別子を表わす信号を制御バス２２のＩＤ信号線に置き、新たにアドレスされたＦＩＦＯバッファ１０からのレディ信号を待つ。アドレスされたＦＩＦＯバッファ１０の１つが、パケットを形成するのに十分なデータを有することを表わすレディ信号を受信するか、または、優先順位リスト内の最後のエントリを処理するまで、これを繰り返し、最後のエントリの場合には、ヌル・パケットがパケット・スロットに送出される。さらに、同じ手順を次のパケット・スロットに対する優先順位リストで行なう。
【００３３】入力ＦＩＦＯバッファをパケタイザへ結合するためにデータ・バスを使用する伝送ストリーム・エンコーダは、エンコーダへさらなるＦＩＦＯバッファを容易に追加するのに必要な柔軟性を提供する。新たなＦＩＦＯバッファは、制御バスおよびデータ・バスへ結合され、すでにバス上にあるＦＩＦＯバッファの識別子とは異なる識別子が割り当てられる。さらに、本発明による伝送ストリーム・エンコーダにおいては、多数のＦＩＦＯバッファをパケタイザに接続することができるので、多数のコンポーネント信号を伝送リンク上に送信することができる。
【００３４】コンポーネント信号をパケット・スロットへ割り当てる複合方式は、大きな柔軟性を提供する。これによって、放送業者は、必要とするスループットをそれぞれのコンポーネント信号に提供すると同時に、送信されるヌル・パケットの数を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による伝送ストリーム・エンコーダのブロック図である。
【図２】図１の伝送ストリーム・エンコーダで使用するＦＩＦＯバッファのさらに詳細なブロック図である。
【図３】パケット・スロットをコンポーネント信号に割り当てるためのスケジューラ・コントローラにおいて、保持される一組のテーブルを示すメモリ配置図である。
【符号の説明】
５ 入力端子
１０ ＦＩＦＯバッファ
２０ データ・バス
２２ 制御バス
３０ パケタイザ
５０ スケジューラ・コントローラ
６０ マイクロプロセッサ
７０ メモリ
１０２ ＦＩＦＯ
１０４ アドレス比較器
１０６ バッファ／ドライバ
１０８ ２入力ＡＮＤゲート
１１０ パケット・ストリーム
１２０ 優先順位リスト
１３０ サービス・テーブル
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大多数の供給源からのデータを１つのパケット・ストリームに統合できる、供給源の個数が容易に拡張可能な伝送ストリーム・エンコーダに関する。
【０００２】なお、本明細書の記述は本件出願の優先権の基礎たる米国特許出願第０８／４４２，４３０号（１９９５年５月１６日出願）の明細書の記載に基づくものであって、当該米国特許出願の番号を参照することによって当該米国特許出願の明細書の記載内容が本明細書の一部分を構成するものとする。
【０００３】
【従来の技術】現在の高品位テレビおよび衛星放送システムでは、プログラムは、動画を表わすビデオ信号と、１つまたはそれ以上のオーディオ信号（ステレオまたは多国語機能用）と、１つまたはそれ以上のデータ信号（クローズド・キャプション、および／または対話型コンピュータ・プログラム・コードおよび／またはデータ）の組み合せを含む。特定の例として、Grand Alliance（グランド・アライアンス）コンソーシアムが提案しているシステムでは、ビデオ信号コンポーネント、２つのオーディオ信号コンポーネントおよび４つの補助データ信号コンポーネントを含むプログラムを提供している。連続したデータ・パケットのストリームが形成され、それぞれのパケットにはコンポーネント信号の１つからのデータが含まれる。この方法では、７種類のコンポーネント信号が１つのパケット・ストリームに時分割多重化されて、伝送リンク上に放送される。
【０００４】遠隔地でパケット・ストリームに含まれるデータを受信処理して、７種類のコンポーネント信号を再現する。ビデオ信号コンポーネントで表現される画像は表示画面上に表示され、オーディオ信号コンポーネントで表現される音声はスピーカから再現される。補助データ・コンポーネント信号は、遠隔地で適切な回路により処理され、意図したように使用される。たとえば、補助データ・コンポーネント信号の１つがクローズド・キャプション情報を表わす場合、クローズド・キャプション画像を表わすビデオ信号が生成され、この画像信号はビデオ信号コンポーネントを表わす画像信号と組み合され、組み合された画像信号で表現される画像は表示画面上に表示される。
【０００５】７つのコンポーネント信号を組み合せるために使用する装置は、伝送ストリーム・エンコーダと呼ばれる。国際標準化機構ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１発行の、１９９３年９月の「ＭＰＥＧ−２システム試案（ＩＳＯ／ＩＥＣ／ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ２１／Ｎ０５３１）」と題する、動画および関連オーディオの符号化試案では、伝送ストリーム・エンコーダのブロック図が示されている。このブロック図には、７種類のデジタル・データ信号コンポーネントを表わすデータを一時的に緩衝し、７つの信号コンポーネントのうちの選択した１つを表わすデータを作成するための、入力先入れ先出し（ＦＩＦＯ）バッファおよびデータ・セレクタを含む。このデータはパケタイザ（packetizer：パケット化部）に供給される。スケジューラは、信号コンポーネントのどれを次のパケット・スロットへ入れるか、後述する優先順位方式または固定時間スロット方式のいずれかを使って選択する。選択した信号コンポーネントからのデータを含むパケットを形成するには、スケジューラは、データ・セレクタを調整して、選択した信号コンポーネントの入力ＦＩＦＯの出力端子をパケタイザへ結合し、この入力ＦＩＦＯを調整してパケットに入れるべきデータを作成する。得られたパケットは伝送リンク上へ送信する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述の試案に図示されている伝送ストリーム・エンコーダの問題点は、伝送されるパケット・ストリーム内に組み合せることのできる信号数が前述の７種類に制限されていることである。将来の発展において、これら７種類の信号コンポーネントより多くを送信パケット・ストリームへ伝送する必要が出てくるものと思われる。しかしながら試案のシステムは拡張困難である。追加の信号コンポーネントそれぞれに対してＦＩＦＯを追加せねばならず、またデータ・セレクタを再設計して追加の入力端子を含める必要があり、追加のコンポーネントを選択し追加コンポーネントのＦＩＦＯの出力をパケタイザへ結合するための回路も同様に拡張しなければならない。
【０００７】本発明において望まれるものは、複雑な再設計を必要とせずに、さらなる信号コンポーネントのために拡張できる伝送ストリーム・エンコーダである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の原理によれば、伝送ストリーム・エンコーダはコンポーネント信号供給源に結合した複数バッファ（例：ＦＩＦＯバッファ）を含む。バッファのそれぞれは、コンポーネント信号データを作成するためのデータ出力端子を有する。パケタイザは、コンポーネント信号データを受信するためのデータ入力端子を有し、パケット・ストリームを作成する。データ・バスはＦＩＦＯバッファのデータ出力端子およびパケタイザのデータ入力端子へ共通に結合される。
【０００９】本発明による伝送ストリーム・エンコーダは、データ・バスへさらに、（ＦＩＦＯ）バッファを取り付けることにより、なんらの大規模な再設計を必要とせずに、多数のコンポーネント信号に対応できるように容易に拡張される。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による伝送ストリーム・エンコーダのブロック図である。図１において、図示した信号線は、単一または多数ビットのデジタル信号線を表わす。他の信号、たとえばクロックや制御信号と、他の要素たとえばクロック生成器や同期回路は、図面を簡略化するために図示していない。図示していないがデジタル・システム設計の当業者には、どのような信号が必要とされ、どのように信号を生成してシステム内の適切な場所に分配するかは理解されよう。
【００１１】図１において、１つまたはそれ以上のプログラム供給源（図示せず）は、対応する複数の入力端子５にそれぞれ結合された、複数のＮ個のデジタル信号コンポーネントを作成する。プログラム供給源は、たとえばＭＰＥＧエンコーダ等のデータ圧縮ネットワークを含み得る。第１、第２および第３の信号コンポーネントは、それぞれ入力端子２、４および６に結合される。Ｎ番目の信号コンポーネントは入力端子Ｎに結合される。図１において、信号コンポーネントはＨＤＴＶまたは衛星ＴＶプログラムを表わす。入力端子２、４および６に結合された第１、第２および第３の信号コンポーネントは、ビデオ信号Ｖ、オーディオ信号Ａおよびクローズド・キャプション情報信号ＣＣをそれぞれ表わしている。このようなプログラム供給源、その動作、および、これらが作成するビデオ、オーディオ、デジタルデータ信号は周知であるから、詳細にわたる説明は行なわない。
【００１２】複数の入力端子５は、それぞれ対応する複数のＦＩＦＯバッファ１０のデータ入力端子ＤＩへ結合してある。入力端子２、４、６およびＮは、それぞれＦＩＦＯバッファ１２、１４、１６および１Ｎのそれぞれのデータ入力端子ＤＩへ結合される。ＦＩＦＯバッファ１２、１４、１６および１Ｎのデータ出力端子ＤＯそれぞれは、共通にデータ・バス２０へ結合される。データ・バス２０は、パケタイザ３０のデータ入力端子へも結合される。パケタイザ３０の出力端子は出力端子１５へ結合される。出力端子１５は、パケット・ストリームを処理し、これを遠隔地へ放送するための伝送リンク（図示せず）ヘ結合する。伝送リンクとその動作は周知であり、詳細にわたる説明は行なわない。伝送リンクは、符号化、スペクトル整形および変調器ネットワーク等の送信処理ネットワークを含むことがある。
【００１３】スケジューラ・コントローラ５０は、レディ信号入力端子Ｒと、識別子信号ＩＤおよびイネーブル信号Ｅの出力端子を含む。複数のＦＩＦＯバッファ１０のそれぞれのレディ出力端子Ｒは、それぞれスケジューラ・コントローラ５０のレディ入力端子Ｒへ共通に結合される。スケジューラ・コントローラ５０の識別子出力端子ＩＤは、複数のＦＩＦＯバッファ１０のそれぞれの識別子入力端子ＩＤそれぞれに共通に結合され、スケジューラ・コントローラ５０のイネーブル出力端子Ｅは、複数のＦＩＦＯバッファ１０のそれぞれのイネーブル入力端子Ｅそれぞれに共通に結合される。レディＲ、識別子ＩＤおよびイネーブルＥ端子を共に結合する信号線は、制御バス２２を形成し、これがデータ・バス２０と連係して動作する。パケタイザ３０の開始信号出力端子Ｓは、スケジューラ・コントローラ５０の開始信号入力端子に結合される。メモリ７０はスケジューラ・コントローラ５０に結合される。
【００１４】ユーザ入力端子２５は、コンピュータ端末（図示せず）等のユーザ入力の供給源へ結合でき、マイクロプロセッサ（μＰ）６０の入力ポートに結合される。μＰ６０は、スケジューラ・コントローラ５０の制御入力端子Ｃに結合する制御出力ポートを有する。１つの実施例において、スケジューラ・コントローラ５０は周知の様態で、スタンドアロン型制御装置として製作することができる。この実施例では、スケジューラ・コントローラ５０は、直接メモリ７０へ結合し、μＰ６０から制御情報だけを受信するそれ自身のプロセッサを含み、メモリ７０への情報の格納と情報の取り出しを制御する。第２の実施例において、スケジューラ・コントローラ５０は、μＰ６０のシステム・バス（図示せず）に結合したＩ／Ｏアダプタとして動作する。この実施例では、スケジューラ・コントローラ５０はμＰ６０で実行するプログラムの制御下で動作する。メモリ７０は、図１R>１の破線で図示したように、μＰ６０のシステム・バス（図示せず）に結合され、μＰ６０がメモリ７０への情報格納および情報取り出しを制御する。
【００１５】動作において、パケタイザ３０は、直列のパケットのストリームを作成する。それぞれのパケットは、コンポーネント信号の１つからのデータを含むか、または、パケットが形成される時点でそのコンポーネントのＦＩＦＯに十分なデータがない場合には、ヌル・パケットを含む。パケット・ストリームは、パケット・スロットの連続したグループに分割され、それぞれのグループは所定数のパケット・スロットを有する。スケジューラ・コントローラ５０は、どの信号コンポーネントがそれぞれのパケット・スロットに挿入されるかを制御する。以下で詳細に説明するように、スケジューラ・コントローラ５０は、一組の許容できる信号コンポーネントのリストを含み、それぞれのパケット・スロットにリスト１つづつある。リストの組は、スケジューラ・コントローラ５０に付属するメモリ内に格納される。スケジューラ・コントローラ５０がμＰ６０のＩ／Ｏアダプタとして動作する場合、リストの組はμＰ６０内のＲＡＭ（図示せず）に格納され、それ以外の場合には、スケジューラ・コントローラ５０は、このリストの組を含むために自分自身のメモリを含む。どこに格納されるかとは無関係に、このリストの組の内容は、周知の方法で、ユーザ入力端子２５からμＰ６０を経由しての入力により保持される。
【００１６】それぞれのＦＩＦＯバッファ１０は、所定のユニークなアドレスまたは識別値を有しており、スケジューラ・コントローラ５０は、前述の許容できる信号コンポーネントのリストの一部として、それぞれのＦＩＦＯバッファ１０の識別値をリスト内に保持する。パケット・スロットを埋める時間になったら、そのパケット・スロットについて許容できる信号コンポーネントのリストを検討する。スケジューラ・コントローラ５０は、第１の信号コンポーネントのＦＩＦＯバッファ１０に対する所定のユニークな識別値を含む識別信号をＩＤ信号線上に置く。識別信号は、全てのＦＩＦＯバッファ１０のＩＤ入力端子により共通に受信される。あるＦＩＦＯバッファ１０のＩＤ入力端子により受信した識別信号がそれ自体の識別値と一致した場合、レディ出力端子ＲにＦＩＦＯ内にパケットを埋める十分なデータがあるかどうかを表わすレディ信号を生成する。それ以外の場合では識別信号を無視し、ＦＩＦＯバッファ１０は休止状態である。
【００１７】スケジューラ・コントローラ５０は、レディ入力端子Ｒでレディ信号を受信する。レディ信号が、パケットを構成するだけの十分なデータがアドレスしたＦＩＦＯバッファ１０にないことを表わす場合、リスト内の許容できる信号コンポーネントの次のエントリがアドレスされ、この次のエントリ中の所定のユニークな識別値を有する識別信号が識別信号線に置かれ、レディ信号が同様に分析される。パケットを形成するのに十分なデータを有するＦＩＦＯバッファ１０が見つかるまで、またはリスト内にエントリがなくなるまで、この処理を繰り返す。
【００１８】パケタイザ３０は、開始出力端子Ｓに開始信号を生成してパケット・スロットの開始時刻を示す。パケットを形成するのに十分なデータを有するＦＩＦＯバッファ１０が見つかった場合、開始信号がスケジューラ・コントローラ５０で受信された時点で、イネーブル信号がイネーブル出力端子Ｅに作成される。アドレスされたＦＩＦＯバッファ１０はイネーブル信号に応答し、他のアドレスされていないＦＩＦＯバッファ１０はこれを無視して休止状態を続ける。イネーブル信号に応答して、そのＦＩＦＯバッファ１０のデータ出力端子ＤＯがイネーブルとなり、ＦＩＦＯバッファ１０からのデータはデータ・バス２０に供給される。パケタイザ３０は、データ・バス２０からのこのデータを受信してそのデータを含むパケットを生成する。パケタイザがパケットを生成している間に、スケジューラ・コントローラ５０は、複数のＦＩＦＯバッファ１０を検査して、次のパケット・スロットの内容を決定する。しかし、リスト上のＦＩＦＯバッファ１０のどれもがパケットを埋めるのに十分なデータを有していない場合、そのパケット・スロットに対してヌル・パケットが作成される。
【００１９】図２は、図１に図示した伝送ストリーム・エンコーダで使用するＦＩＦＯバッファ１０のさらに詳細なブロック図である。図２において、信号線は単一のまたは複数ビットのデジタル信号を表わす。他の要素および信号、たとえば同期用および／または刻時用は、図面を簡略化するために図示していない。デジタル回路設計の当業者には、どのような要素と信号が必要で、図示した要素をどのように設計し相互接続するかは理解されよう。
【００２０】図２において、ＦＩＦＯバッファ１０のデータ入力端子ＤＩはＦＩＦＯ１０２の入力端子に結合される。ＦＩＦＯ１０２の出力端子ＯはＦＩＦＯバッファ１０のデータ出力端子ＤＯに結合される。識別子入力端子ＩＤはアドレス比較器１０４のアドレス入力端子に結合される。アドレス比較器１０４の第１の出力端子はバッファ／ドライバ１０６のイネーブル入力端子に結合され、アドレス比較器１０４の第２の出力端子は２入力ＡＮＤゲート１０８の第１の入力端子に結合される。ＦＩＦＯ１０２のフル出力端子Ｆはバッファ／ドライバ１０６のデータ入力端子に結合される。バッファ／ドライバ１０６のデータ出力端子はＦＩＦＯバッファ１０のレディ出力端子Ｒに結合される。ＦＩＦＯバッファ１０のイネーブル入力端子ＥはＡＮＤゲート１０８の第２の入力端子に結合される。ＡＮＤゲート１０８の出力端子はＦＩＦＯ１０２の出力イネーブル入力端子に結合される。
【００２１】動作において、アドレス比較器１０４は、制御バス２２経由で（図１の）スケジューラ・コントローラ５０のＩＤ出力端子からの識別信号を受信する。周知の方法で、受信した識別信号をアドレス比較器１０４内においてこのＦＩＦＯバッファ１０に割り当てた所定のユニークな識別値と比較する。受信した識別信号がこのＦＩＦＯバッファ１０の識別値と同一の場合、アドレス比較器１０４の第１と第２の出力端子における信号は、ＦＩＦＯバッファ１０がアドレスされることを表わす第１の状態である。それ以外では、アドレス比較器１０４の第１と第２の出力信号における信号は、第２の状態を有し、このＦＩＦＯバッファがアドレスされていないことを表わす。デジタル回路設計の当業者には、データ・バスの物理的または論理的配置とは無関係に、他のＦＩＦＯバッファ１０に割り当てた識別子と互いに異なる識別子であれば、それぞれのＦＩＦＯバッファ１０にどんな識別子でも予め割り当てておけることが理解されよう。
【００２２】ＦＩＦＯ１０２は、入力端子Ｉでデータを受信し、周知の方法で内部にこれを一時的に格納する。フル出力端子Ｆの信号は、これも周知の方法で、ＦＩＦＯ１０２に現在格納されているデータ量の指標を与える。（図１の）パケタイザ３０がパケットを形成するのに十分なデータがＦＩＦＯ１０２にある場合、フル出力端子Ｆの信号は第１の状態を有し、それ以外の場合第２の状態を有する。スケジューラ・コントローラ５０がＦＩＦＯバッファ１０をアドレスさせる場合、アドレス比較器１０４からのバッファ／ドライバ１０６のイネーブル入力端子の信号により、バッファ／ドライバ１０６は、ＦＩＦＯ１０２のフル出力端子Ｆからの信号をＦＩＦＯバッファ１０のレディ出力端子Ｒに渡すことになる。ＦＩＦＯバッファ１０がアドレスされない場合、バッファ／ドライバ１０６のイネーブル入力端子の信号により、バッファ／ドライバ１０６は、出力端子を高インピーダンス状態とし、基本的に制御バス２２からＦＩＦＯバッファ１０を切り放す。この方法で、アドレスされたＦＩＦＯバッファ１０だけが制御バス２２のレディ信号線Ｒに信号を置くことができる。
【００２３】ＦＩＦＯ１０２は、イネーブル入力端子Ｅにおける適切な信号によりイネーブルになると、内部に現在格納しているデータをデータ出力端子Ｏに作成する。ＦＩＦＯバッファ１０がアドレスされるとき、アドレス比較器からＡＮＤゲート１０８の第１の入力端子への信号は、論理値「１」信号である。これにより、ＡＮＤゲート１０８は、ＦＩＦＯバッファ１０のイネーブル入力端子Ｅからの第２の入力端子の信号を出力端子に渡し、さらに、ＦＩＦＯ１０２のイネーブル入力端子Ｅへ渡すことになる。ＦＩＦＯバッファ１０がアドレスされないとき、アドレス比較器１０４からの信号は論理値「０」信号である。これにより、ＡＮＤゲート１０８は、出力端子に信号論理値「０」信号を作成し、ＦＩＦＯ１０２の出力端子Ｏをディスエーブルにする。この方法で、（図１の）スケジューラ・コントローラ５０によりイネーブルになったときに、アドレスされたＦＩＦＯバッファ１０のみが自分のデータ出力端子ＤＯにデータを作成する。
【００２４】どのような信号を次のパケットに挿入するか選択するため、スケジューラで用いるテクニックは、優先順位方式と固定時間スロット方式の複合である。図３R>３は、パケット・スロットにコンポーネント信号を表わすデータを割り当てるため、スケジューラ・コントローラ５０において保持される前述した一組のテーブルを表わすメモリ配置図である。図３において、（図１の）パケタイザ３０で作成されたパケット・ストリーム１１０の一部が図面の上部に図示してある。図示された部分のパケット・ストリーム１１０において、それぞれのパケットは四角により表現してある。パケット・ストリーム１１０は、それぞれが決まった所定数Ｍのパケット・スロット、すなわちスロット１、スロット２、スロット３からスロットＭを含むグループに分割される。このパケット・スロットのグループはパケット・ストリーム１１０内で連続的に反復する。つまり、図示したスロットＭの直後のパケットは次のグループのスロット１である。
【００２５】サービス・テーブル１３０は、放送システムで放送されるコンポーネント信号のそれぞれに対するエントリを含む。それぞれのエントリはコンポーネント信号の内容と識別子ＩＤを含む。図示したサービス・テーブル１３０では、第１のエントリVIDEO 1 が第１のプログラムのビデオコンポーネントを表わし、識別子１を有する。第２のエントリAUDIO 1 は第１のプログラムのオーディオコンポーネントを表わして識別子２を有し、第３のエントリCLOSEDCAPTION 1 は第１のプログラムのクローズド・キャプション情報を表わして識別子３を有する。同様に、サービス・テーブル１３０の第４、第５および第６のエントリ（VIDEO 2 、AUDIO 2 、CLOSED CAPTION 2）は、それぞれ第２のプログラムのビデオ、オーディオおよびクローズド・キャプション情報を表わし、識別子４、５および６を有する。最後に、エントリには放送システム自体で生成されるコンポーネント信号が提供される。たとえば、識別子Ｎ−１を有するエントリはプログラム刻時基準信号を運ぶ信号コンポーネントと暗号化鍵とを表わし、識別子Ｎを有するエントリは各種システム・テーブル（たとえばサービス・テーブル）を運ぶ信号コンポーネントを表わす。
【００２６】図１と図２を再び参照すると、図示した実施例では、サービス・テーブル１３０内のそれぞれのエントリの識別子は、関連するコンポーネント信号を運ぶＦＩＦＯバッファ１０に予め割り当てた識別番号を参照する。つまり、識別子１（VIDEO 1 ）を有するエントリは、図示した実施例において予め割り当てた識別番号「１」を有するいちばん上のＦＩＦＯバッファ１２に結合したビデオ信号コンポーネントＶを参照し、識別子２（AUDIO 1 ）を有するエントリは、予め割り当てた識別番号「２」を有するＦＩＦＯバッファ１４に結合したオーディオ信号コンポーネントＡを参照し、識別子３（CLOSED CAPTION 1）を有するエントリは、予め割り当てた識別番号「３」を有するＦＩＦＯバッファ１６に結合したクローズド・キャプション信号コンポーネントＣＣを参照する。識別子４、５および６を有するエントリも同様に、第２のプログラム供給源（図示せず）からのビデオ、オーディオおよびクローズド・キャプション信号コンポーネントを参照する。
【００２７】パケットストリーム１１０内のそれぞれのパケット・スロットは、これに関連する優先順位リストを有する。図３では、複数の優先順位リスト１２０でこれを図示してあり、それぞれがそれぞれのパケット・スロットに関連しており、そして、関連するパケット・スロットの直下に図示してある。優先順位リストとパケット・スロットとの関連は、それぞれの優先順位リストとこれに関連するパケット・スロットの間の矢印で示してある。つまり、優先順位リスト１ １２２はパケット・スロット１に関連し、優先順位リスト２ １２４はパケット・スロット２に関連し、優先順位リスト３ １２６はスロット３に、また優先順位リストＭ１２９はパケット・スロットＭに関連する。それぞれの優先順位リストは、それぞれが四角で表わされる複数のエントリを含む。それぞれのエントリの内容は、サービス・テーブル１３０に含まれているコンポーネント信号を表わす識別子（ＩＤ）である。
【００２８】たとえば、優先順位リスト１ １２２の第１のエントリＩＤ１は、第１のプログラム供給源からのビデオ信号コンポーネントＶを表わす識別子「１」を含む。図３において、これは、優先順位リスト１ １２２の第１のエントリＩＤ１とサービス・テーブル１３０の第１のエントリVIDEO 1 との間の矢印で示してある。優先順位リスト１ １２２の第２のエントリＩＤ２は、第２のプログラム供給源（図１には図示せず）のビデオ信号コンポーネント（これも図示せず）を表わす識別子「４」を含む。これは、図３において、優先順位リスト１ １２２の第２のエントリＩＤ２とサービス・テーブル１３０の第４のエントリVIDEO 2 の間の矢印で表わしている。優先順位リスト１ １２２のさらなるエントリ（ＩＤ３．．．）は、たとえば、放送される他のビデオ信号コンポーネント全てについての識別子を同様に含む。
【００２９】同様に、優先順位リスト２ １２４は、たとえばオーディオ・コンポーネント信号の全てを識別するエントリを含む。つまり、優先順位リスト２ １２４の第１のエントリＩＤ１は第１のプログラム供給源からのオーディオ信号コンポーネントＡを表わす値２を有し（優先順位リスト２ １２４のＩＤ１からサービス・テーブル１３０内の第２のエントリAUDIO 1 への矢印で表わしてある）、第２のエントリＩＤ２は第２のプログラム供給源からのオーディオ信号コンポーネントを表わす値５を有し（優先順位リスト２ １２４のＩＤ２からサービス・テーブル１３０の第２のエントリAUDIO 2 への矢印で表わしてある）、と言うように続く。優先順位リスト３は、たとえば、優先順位リスト１と同様のビデオ・コンポーネント信号を識別するエントリを含み、優先順位リストで別の位置を有するビデオ信号コンポーネントによるものでありうる。次の優先順位リスト（図示していない）は、たとえば、クローズド・キャプション・コンポーネント信号の全てを識別するエントリを含み、これにさらに別のビデオ信号コンポーネント優先順位リストが続く。最後の優先順位リストＭは、たとえば、ＰＣＲおよびスクランブル鍵コンポーネント信号Ｎ−１とテーブル信号コンポーネントを識別するエントリを含むことがある。
【００３０】グループ内のパケット・リスト数とそれぞれのパケット・リストについて関連する優先順位リストへのコンポーネント信号の割り当ては、それぞれのコンポーネント信号のそれぞれのデータ速度を考慮することで最もよく行なえる。つまり、高いデータ速度を有するコンポーネント信号（たとえばビデオ信号コンポーネント）は１つ以上の優先順位リストに割り当てるのでグループ内の１つ以上のパケット・スロットに割り当てられるが、低いデータ速度を有するコンポーネント信号（たとえばオーディオ信号コンポーネント）は１つだけの優先順位リストに割り当てられる。どのようにして、コンポーネント信号を優先順位リストに割り当ててシステムのデータ伝送効率を最適化し、同時にパケット・ストリーム内にヌル・パケットが挿入される確率を最小限に抑えるかは、デジタル・データ送信の当業者には理解されよう。
【００３１】動作において、パケット・スロットが発生すると、（図１の）スケジューラ・コントローラ５０はそのパケット・スロットについて優先順位リストを検討する。スケジューラ・コントローラ５０は、その優先順位リストの第１のエントリから識別子を抽出し、制御バス２２のＩＤ信号線にその識別子を表わす識別信号を置く。アドレスされたＦＩＦＯバッファ１０は、（図２の）ＦＩＦＯ１０２のフル出力端子Ｆからの信号を制御バス２２のレディ信号線に送出することで応答する。アドレスされたＦＩＦＯバッファ１０がパケットを形成するのに十分なデータを有することをレディ信号が表わしていれば、スケジューラ・コントローラ５０は、パケタイザ３０からの開始信号を待ち、開始信号を受信すると、制御バス２２のイネーブル信号線にイネーブル信号を生成する。イネーブル信号に応答し、アドレスされたＦＩＦＯバッファ１０がそのパケット・スロットにデータを作成し、全て前述したように、データはデータ・バス２０を経由してパケタイザ３０へ送信される。
【００３２】一方、アドレスされたＦＩＦＯバッファ１０がパケットを形成するのに十分なデータを有していないことをレディ信号が示す場合、スケジューラ・コントローラ５０は、優先順位リスト１２０の次のエントリからそのパケット・スロットに対する識別子を抽出して、その識別子を表わす信号を制御バス２２のＩＤ信号線に置き、新たにアドレスされたＦＩＦＯバッファ１０からのレディ信号を待つ。アドレスされたＦＩＦＯバッファ１０の１つが、パケットを形成するのに十分なデータを有することを表わすレディ信号を受信するか、または、優先順位リスト内の最後のエントリを処理するまで、これを繰り返し、最後のエントリの場合には、ヌル・パケットがパケット・スロットに送出される。さらに、同じ手順を次のパケット・スロットに対する優先順位リストで行なう。
【００３３】入力ＦＩＦＯバッファをパケタイザへ結合するためにデータ・バスを使用する伝送ストリーム・エンコーダは、エンコーダへさらなるＦＩＦＯバッファを容易に追加するのに必要な柔軟性を提供する。新たなＦＩＦＯバッファは、制御バスおよびデータ・バスへ結合され、すでにバス上にあるＦＩＦＯバッファの識別子とは異なる識別子が割り当てられる。さらに、本発明による伝送ストリーム・エンコーダにおいては、多数のＦＩＦＯバッファをパケタイザに接続することができるので、多数のコンポーネント信号を伝送リンク上に送信することができる。
【００３４】コンポーネント信号をパケット・スロットへ割り当てる複合方式は、大きな柔軟性を提供する。これによって、放送業者は、必要とするスループットをそれぞれのコンポーネント信号に提供すると同時に、送信されるヌル・パケットの数を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による伝送ストリーム・エンコーダのブロック図である。
【図２】図１の伝送ストリーム・エンコーダで使用するＦＩＦＯバッファのさらに詳細なブロック図である。
【図３】パケット・スロットをコンポーネント信号に割り当てるためのスケジューラ・コントローラにおいて、保持される一組のテーブルを示すメモリ配置図である。
【符号の説明】
５ 入力端子
１０ ＦＩＦＯバッファ
２０ データ・バス
２２ 制御バス
３０ パケタイザ
５０ スケジューラ・コントローラ
６０ マイクロプロセッサ
７０ メモリ
１０２ ＦＩＦＯ
１０４ アドレス比較器
１０６ バッファ／ドライバ
１０８ ２入力ＡＮＤゲート
１１０ パケット・ストリーム
１２０ 優先順位リスト
１３０ サービス・テーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】 コンポーネント信号のそれぞれの供給源に結合され、それぞれがコンポーネント信号データを作成するためのデータ出力端子を有する複数のバッファと、コンポーネント信号データを受信するためのデータ入力端子を有し、パケット・ストリームを作成するためのパケタイザと、前記複数のバッファの前記それぞれのデータ出力端子と前記パケタイザの前記データ入力端子へ共通に結合され、前記バッファから前記パケタイザへ出力データを運ぶためのデータ・バスとを備える伝送ストリーム・エンコーダ。
【請求項２】 前記複数のバッファに結合され、前記複数のバッファの１つを選択してデータ出力端子にコンポーネント信号データを前記パケタイザへ供給し、パケットを作成するためのスケジューラ・コントローラをさらに含む請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項３】 前記バッファがＦＩＦＯバッファであり、前記複数のバッファのそれぞれ１つは、前記複数のＦＩＦＯバッファの１つがパケットを作成するのに十分なデータを含むかどうかを表わすフル信号を作成するためのさらなる出力端子を有し、前記スケジューラ・コントローラは、前記複数のバッファの１つを選択し、前記複数のバッファからのそれぞれのフル信号に応答して、前記バッファのデータ出力端子にコンポーネント信号データを作成することを含む請求項２に記載のエンコーダ。
【請求項４】 前記複数のバッファのそれぞれ１つは、所定のユニークな値で識別され、識別信号を受信するための識別入力端子を有し、前記所定のユニークな値を有する識別信号に応答して前記フル信号を作成し、前記スケジューラ・コントローラは、前記複数のバッファの前記それぞれの識別入力端子に結合した識別出力端子を有し、前記選択したバッファの前記所定のユニークな値を有する識別信号を作成することを含む請求項３に記載のエンコーダ。
【請求項５】 前記パケット回路はパケット・スロットのはじまりを表わす開始信号を作成する出力端子を有し、前記複数のバッファのそれぞれ１つは入力端子を有し、これでイネーブル信号を受信し、これにより前記バッファのデータ出力端子にコンポーネント信号データを作成し、前記スケジューラ・コントローラは前記開始信号に応答して、前記選択したバッファに対してイネーブル信号を作成することを含む請求項２に記載のエンコーダ。
【請求項６】 前記複数のバッファのそれぞれは、所定のユニークな値で識別され、識別信号を受信するためのさらなる入力端子を有し、前記所定のユニークな値を有する識別信号および前記イネーブル信号の両方に応じて、前記バッファのデータ出力端子にコンポーネント信号データを作成し、前記スケジューラ・コントローラは、前記複数のバッファのそれぞれの識別信号入力端子に結合した識別信号出力端子を有し、前記選択したバッファの前記所定のユニークな値を有する識別信号を作成することを含む請求項５に記載のエンコーダ。
【請求項７】 前記複数のバッファのそれぞれ１つは、前記複数のバッファの１つがパケットを作成するのに十分なデータを含むかどうかを表わすフル信号を作成するためのさらなる出力端子を有し、前記スケジューラ・コントローラは、前記複数のバッファの前記１つを選択し、前記複数のバッファからの前記それぞれのフル信号に応答して、前記バッファのデータ出力端子にコンポーネント信号データを作成することを含む請求項５に記載のエンコーダ。
【請求項８】 それぞれのバッファは、所定のユニークな値で識別され、識別信号を受信するための識別入力端子を有し、前記所定のユニークな値を有する識別信号に応答して前記フル信号を作成し、前記所定のユニークな値を有する識別信号と前記イネーブル信号の両方に応答して、前記バッファのデータ出力端子にコンポーネント信号データを作成し、前記スケジューラ・コントローラは、前記複数のバッファの前記それぞれの識別入力端子に結合した識別出力端子を有し、前記選択したバッファの前記値を有する識別信号を作成することを含む請求項７に記載のエンコーダ。
【請求項９】 前記スケジューラ・コントローラへ結合され、前記複数のバッファの前記１つを選択して前記パケタイザへコンポーネント信号データを供給するときに、前記スケジューラ・コントローラの動作を制御するために用いられるユーザ情報の供給源をさらに含む請求項２に記載のエンコーダ。
【請求項１０】 前記ユーザ情報の供給源はマイクロプロセッサを含む請求項９に記載のエンコーダ。
【請求項１１】 前記スケジューラ・コントローラは、前記マイクロプロセッサと独立して動作し、前記メモリへ直接結合されることを含む請求項１０に記載のエンコーダ。
【請求項１２】 前記スケジューラ・コントローラは、システム・バスにより前記マイクロプロセッサに結合され、前記マイクロプロセッサの制御下でＩ／Ｏアダプタとして動作し、前記メモリは、前記システム・バスを介して前記マイクロプロセッサへ結合されることを含む請求項１０に記載のエンコーダ。
【請求項１３】 前記ユーザ情報を表わすデータを格納するためのメモリをさらに含み、前記スケジューラ・コントローラは、前記複数のバッファの前記１つを選択して前記パケタイザへコンポーネント信号データを供給するとき、以前に格納したユーザ情報を表わすデータを取り出すことを含む請求項９に記載のエンコーダ。
【請求項１】 コンポーネント信号のそれぞれの供給源に結合され、それぞれがコンポーネント信号データを作成するためのデータ出力端子を有する複数のバッファと、コンポーネント信号データを受信するためのデータ入力端子を有し、パケット・ストリームを作成するためのパケタイザと、前記複数のバッファの前記それぞれのデータ出力端子と前記パケタイザの前記データ入力端子へ共通に結合され、前記バッファから前記パケタイザへ出力データを運ぶためのデータ・バスとを備える伝送ストリーム・エンコーダ。
【請求項２】 前記複数のバッファに結合され、前記複数のバッファの１つを選択してデータ出力端子にコンポーネント信号データを前記パケタイザへ供給し、パケットを作成するためのスケジューラ・コントローラをさらに含む請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項３】 前記バッファがＦＩＦＯバッファであり、前記複数のバッファのそれぞれ１つは、前記複数のＦＩＦＯバッファの１つがパケットを作成するのに十分なデータを含むかどうかを表わすフル信号を作成するためのさらなる出力端子を有し、前記スケジューラ・コントローラは、前記複数のバッファの１つを選択し、前記複数のバッファからのそれぞれのフル信号に応答して、前記バッファのデータ出力端子にコンポーネント信号データを作成することを含む請求項２に記載のエンコーダ。
【請求項４】 前記複数のバッファのそれぞれ１つは、所定のユニークな値で識別され、識別信号を受信するための識別入力端子を有し、前記所定のユニークな値を有する識別信号に応答して前記フル信号を作成し、前記スケジューラ・コントローラは、前記複数のバッファの前記それぞれの識別入力端子に結合した識別出力端子を有し、前記選択したバッファの前記所定のユニークな値を有する識別信号を作成することを含む請求項３に記載のエンコーダ。
【請求項５】 前記パケット回路はパケット・スロットのはじまりを表わす開始信号を作成する出力端子を有し、前記複数のバッファのそれぞれ１つは入力端子を有し、これでイネーブル信号を受信し、これにより前記バッファのデータ出力端子にコンポーネント信号データを作成し、前記スケジューラ・コントローラは前記開始信号に応答して、前記選択したバッファに対してイネーブル信号を作成することを含む請求項２に記載のエンコーダ。
【請求項６】 前記複数のバッファのそれぞれは、所定のユニークな値で識別され、識別信号を受信するためのさらなる入力端子を有し、前記所定のユニークな値を有する識別信号および前記イネーブル信号の両方に応じて、前記バッファのデータ出力端子にコンポーネント信号データを作成し、前記スケジューラ・コントローラは、前記複数のバッファのそれぞれの識別信号入力端子に結合した識別信号出力端子を有し、前記選択したバッファの前記所定のユニークな値を有する識別信号を作成することを含む請求項５に記載のエンコーダ。
【請求項７】 前記複数のバッファのそれぞれ１つは、前記複数のバッファの１つがパケットを作成するのに十分なデータを含むかどうかを表わすフル信号を作成するためのさらなる出力端子を有し、前記スケジューラ・コントローラは、前記複数のバッファの前記１つを選択し、前記複数のバッファからの前記それぞれのフル信号に応答して、前記バッファのデータ出力端子にコンポーネント信号データを作成することを含む請求項５に記載のエンコーダ。
【請求項８】 それぞれのバッファは、所定のユニークな値で識別され、識別信号を受信するための識別入力端子を有し、前記所定のユニークな値を有する識別信号に応答して前記フル信号を作成し、前記所定のユニークな値を有する識別信号と前記イネーブル信号の両方に応答して、前記バッファのデータ出力端子にコンポーネント信号データを作成し、前記スケジューラ・コントローラは、前記複数のバッファの前記それぞれの識別入力端子に結合した識別出力端子を有し、前記選択したバッファの前記値を有する識別信号を作成することを含む請求項７に記載のエンコーダ。
【請求項９】 前記スケジューラ・コントローラへ結合され、前記複数のバッファの前記１つを選択して前記パケタイザへコンポーネント信号データを供給するときに、前記スケジューラ・コントローラの動作を制御するために用いられるユーザ情報の供給源をさらに含む請求項２に記載のエンコーダ。
【請求項１０】 前記ユーザ情報の供給源はマイクロプロセッサを含む請求項９に記載のエンコーダ。
【請求項１１】 前記スケジューラ・コントローラは、前記マイクロプロセッサと独立して動作し、前記メモリへ直接結合されることを含む請求項１０に記載のエンコーダ。
【請求項１２】 前記スケジューラ・コントローラは、システム・バスにより前記マイクロプロセッサに結合され、前記マイクロプロセッサの制御下でＩ／Ｏアダプタとして動作し、前記メモリは、前記システム・バスを介して前記マイクロプロセッサへ結合されることを含む請求項１０に記載のエンコーダ。
【請求項１３】 前記ユーザ情報を表わすデータを格納するためのメモリをさらに含み、前記スケジューラ・コントローラは、前記複数のバッファの前記１つを選択して前記パケタイザへコンポーネント信号データを供給するとき、以前に格納したユーザ情報を表わすデータを取り出すことを含む請求項９に記載のエンコーダ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開平８−３３１１８０
【公開日】平成８年（１９９６）１２月１３日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平８−１２１９４９
【出願日】平成８年（１９９６）５月１６日
【出願人】（３９１０００７７１）トムソン マルチメデイア ソシエテ アノニム (21)
【氏名又は名称原語表記】ＴＨＯＭＳＯＮ ＭＵＬＴＩＭＥＤＩＡ Ｓ．Ａ．
【公開日】平成８年（１９９６）１２月１３日
【国際特許分類】
【出願日】平成８年（１９９６）５月１６日
【出願人】（３９１０００７７１）トムソン マルチメデイア ソシエテ アノニム (21)
【氏名又は名称原語表記】ＴＨＯＭＳＯＮ ＭＵＬＴＩＭＥＤＩＡ Ｓ．Ａ．
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