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在三网融合的大背景下,数字电视的网络化已成为必然趋势。为了降低数字电视系统的设备成本,以及增强系统的可扩展性,传统的数字电视接口ASI已无法满足市场需求,因此亟需能将ASI接口转到IP接口的设备,以承载数字电视网和互联网之间的信息传递。本文将通过对MPEG-2TS流进行格式转换及中间处理,利用FPGA设计并实现TS overIP系统,以完成ASI接口到IP接口的转换。本文的主要研究内容如下: (1)本文将选用Xilinx公司的ZYNQ-7020以及物理层网络芯片88E1111构建系统的硬件平台,利用Verilog硬件描述语言完成系统功能设计,包括将ASI接口的MPEG-2TS码流封装为IP包格式,多路TS流的复用,码率平滑以及PCR校正,从而完成对TS overIP数字电视前端系统的设计与实现。 (2)本系统支持256路TS流的接收与发送,为了便于FPGA内部的处理,在系统内部对256路TS流进行复用。TS流中PID字节是节目信息的唯一标识,而复用操作会导致PID冲突。为了解决该问题,本文中提出了自定义包头的概念,即在标准TS包结构的基础上增加了自定义字节,通过对系统功能的仿真可知,利用自定义包头中的Stream_ID字节可完成PID映射及重新分配。 (3)为了解决数据突发所造成的缓冲区上溢而导致的丢包问题,本系统通过对码率平滑算法的研究,结合SRS算法和ARSBO算法的优缺点,提出了一种基于缓冲区等级动态调整的改进ARSBO算法。实验结果表明,改进的码率平滑算法在平滑性能上有所改进并且所占用的FPGA资源更低。 (4)传输流TS中所携带的节目参考时钟PCR是数字电视系统中编解码同步的关键,而本系统对TS流的处理无法保证恒定延迟,从而导致TS流中PCR值无法正确反映TS包间的时间关系,造成解码端的同步错误。为了保证编解码的时钟同步,本系统对PCR进行校正,以使系统满足MPEG-2标准对TS流PCR抖动与精度的要求。传统的PCR校正算法主要针对标准的ASI接口信号,为了对来自IP接口的TS流进行PCR校正,提出了一种改进的PCR校正算法,该算法通过记录PCR包间的时间累积与PCR值进行对比,从而完成对PCR的校正。