2024年3月25日发(作者：念荫)
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鬟 ｜羹警ｌ ｌｌ＿一 ｌ ｌ√＇｜＿０ 譬 ÷ 囊｜蠢ｊ０ｉｌｌ＿０ 警
ＴＨＳ３２０Ｃ５４０２在电视数字传输复用器中的应用
●空军工程大学 马时平张重阳肖卫华毕笃彦
引 言
随着信息技术的发展，电视信号的数字化编
码、数字化存储、数字化处理已经越来越广泛。新
开发的数字有线电视广播系统主要包括ＭＰＥＧ．２编
表ＰＭＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｍａｐ Ｔａｂｌｅ）、网络信息表ＮＩＴ
（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）、条件访问表ＣＡＴ
（Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ Ａｃｃｅｓｓ Ｔａｂｌｅ）。这４类表中包含进行多
路解调和显示程序的必要和足够的信息。
表１程序特殊信息
码器、数字传输复用器、数字调制器以及机
顶盒。复用器是该系统的重要组成部分，完
成对多路符合ＭＰＥＧ．２系统层标准ＩＴＵ—Ｔ
ＲＥＣ．Ｈ．２２２ ０［ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８—１的ＴＳ流（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ
结构名 流类型 保留的ＰＩＤ＃ 描述
程序关联表 ⅡＵ－Ｔ Ｒｅｃ．Ｈ．２２２．０ ｌ
ＩＳｏ／正Ｃ ｌ３８ｌ８一ｌ
０ｘ００
赋值的
赋值的
表ＰＩ关联程序号与程序映射 Ｄ
成部分的ＰＩ说明１个或多个程序组 Ｄ值
物理网络参数：ＦＤＭ频
率、发送器号码等等
建立１个或多个（私用）
ＥＭＭ流与每个独立的
ＰＩＤ值的联系
ＴＵ—Ｔ Ｒｅｃ．Ｈ．２２２．０ ｌ
Ｓｔｒｅａｍ）的复用，经过６４ ＱＡＭ调制后，以
程序映射表 Ｉ
ＩＳｏ／正Ｃ １３８１８—１
便在１路６ ＭＨｚ的带宽中传送多路数字化节
网络信息表 私用
目。考虑到处理的实时性，我们使用美国德
州仪器公司（ＴＩ）的ＴＭＳ３２ＯＣ５４０２ ｆ简称
条件访问表
Ｃ５４０２）ＤＳＰ作为主控芯片。本文首先介绍ＴＳ
ⅡＵ—Ｔ Ｒｅｃ．Ｈ．２２２．０ ｌ
ＩＳｏ／正Ｃ ｌ３８ｌ８
ｌ
一
０ｘ０ｌ
流的结构、Ｃ５４０２芯片、复用器的组成，然后重点
介绍该芯片在复用器中的应用，最后就利用ＣＣＳ开
发仿真做一经验介绍。
系统层解复用，首先要获取ＰＡＴ表。ＰＡＴ表中
包含了该传送流中所有程序的一个清单。通过ＰＡＴ
表，就可获取该传送流中所包含每个程序的ＰＭＴ
表。
１ ＴＳ流简介
主要包括分组方法、程序特殊信息（ＰＳＩ）表以
及程序参考时钟（ＰＣＲ）的提取。
（１）分组方法
在每个程序的ＰＭＴ表中，就有该程序中各个原
始流的信息，包括ＰＩＤ、原始流类型以及该程序中
包含有效ＰＣＲ字段的传送流中ＰＩＤ。通过ＰＡＴ及ＰＭＴ
表，就可掌握传送流中每个程序以及每个程序中各
原始流之间的关系。
（３）ＰＣＲ
传送流分组长度固定为１ ８ ８字节，分组由分组
首部及有效负载组成，如图１所示。
Ｉ８８字节
在传送流中，解码的同步实现是靠相应的程序
首部 有效负载 首部 有效负载 首部 有效负载
参考时钟ＰＣＲ值。ＰＣＲ是将比特流本身的时序编码
的时间标签，它可以由同一道程序的视频和音频的
图１传送流分组
（２）ＰＳＩ
ＰＴＳ所用的共同时间基点推出。由于每道程序都有
自己的时间基点，所以含有多道程序的传送流的每
一
ＰＳＩ被分成４类表。如表１所示，每个表可被分
成１段或多段置于传送流中。这４类表是：程序关
联表ＰＡＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）、程序映射
道程序都有独立的ＰＣＲ字段。
２ ０５４０２介绍
Ｃ５４０２是ＴＩ公司１９９９年１０月推出的性价比较高
圈啊皿Ｍｉｃ ＩＩ＆Ｅ ｂｅｄｄｅｄＳｙｓｌｅ 。６３
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应用天地
的定点数字信号处理器，其主要特点如下：
◇先进的改进型哈佛结构，操作速率可达１００
ＭＩＰＳ；
改为事先规定的。子卡的功能相当于一个简易的码
流分析仪，而且可以提供Ｉ路单独的ＴＳ流。
◇先进的多总线结构，３条１６位数据存储器总
线和１条程序存储器总线；
４ Ｃ５４０２的几个典型应用
Ｃ５４０２在该系统中的应用：对输入的ＴＳ流进行
◇４０位算术逻辑单元（ＡＬｕ），包括１个４０位
桶形移位器和２个４ ０位累加器；
◇１个１７×１７乘法器和１个４０位专用加法器，
允许１ ６位带（或不带）符号的乘法；
分析；对６路码流进行均匀交织和ＰＳＩ信息的重置；
主卡与子卡之间通过Ｃ５４０２ ＨＰＩ接口进行通信；利
用Ｃ５４０２串口与计算机ＲＳ２３２串口相连。
４．１ 输入的ＴＳ流分析
ＤＳＰ从ＦＩＦＯ中读取ＴＳ流到内部ＲＡＭ中去，如
◇８个辅助寄存器及１个软件栈，允许使用业
界最先进的定点ＤＳＰ Ｃ语言编译器；
◇数据／程序寻址空间１Ｍ×６ ｂｉｔ，内置４Ｋ×
１６ ｂｉｔＲＯＭ和１６Ｋ×１６ ｂｉｔＲＡＭ；
图３所示，根据１３位的ＰＩＤ号０ｘ０００找到ＰＡＴ表，
ＦＩＦＯ通道
◇内置可编程等待状态发生器、锁相环时钟
产生器、２个多通道缓冲串行口、１个８位并行与外
部处理器通信的ＨＰＩ口、２个１ ６位定时器以及６通
道ＤＭＡ控制器；
◇低功耗，工作电源有３ ｖ和１．８ ｖ（内核使
用）。
图３子卡原理图
３ 复用器硬件框图及流程
复用器硬件框图如图２所示。
在ＰＡＴ表中获得ＰＭＴ的ＩＤ号和ＮＩＴ的ＩＤ号；根据
ＰＭＴ
ＰＩＤ获得视频、音频、ＰＣＲ的ＰＩＤ号以及其它
——
私有信息的ＰＩＤ号；根据ＰＣＲ
ＰＩＤ和ｐｃｒｆｌａｇ，找
到ＰＣ Ｒ包；根据公式计算出码率：
＝
单路Ｔｓ流 单路Ｔｓ流
单路Ｔｓ流
单路ＴＳ流 单路ＴＳ流
单路Ｔｓ流
处理卡
处理卡 处理卡
处理卡 处理卡
处理卡
（ＤＳＰ）
篇
（ＤＳＰ） （ＤＳＰ） （ＤＳＰ）
（ＤＳＰ） （ＤＳＰ）
其中，、厂为相邻２个ＰＣＲ包，求得多个
码率，然后求算术平均，获得平均码率。利
用ＦＩＦＯ进行数据传输，速率在１０－２５ ＭＢ／ｓ
数据总线
路Ｔｓ
输出
．
之间。由于ＤＳＰ处理能力为１ ００ ＭＩＰＳ，子
查询控制总线
合成控制卡
（ＤＳＰ）
卡中ＤＳＰ传输数据量最大为２ ＭＢ／ｓ，约耗
时０．１－－４３．２ Ｓ，这样处理时间足够（０．８～０．９ Ｓ）。
子卡输入ＦＩＦＯ采用８ ＫＢ大小，在其半满时，
图２复用器硬件框图
ＤＳＰ等待ｎ，－Ｊｌ＇－．Ｊ最大为（１８８／１０ ０００）×６＝０．１ １２８ ｍｓ，
（１）合成控制卡（主卡）流程
主卡流程：主要完成６块卡处理的实施监控，
生成ＰＳＩ等信息并周期性发送。主卡的ＰＳＩ信息：
６个ＰＭＴ的ＰＩＤ以及每个子卡输入来的视频、音频、
ＰＣＲ的ＰＩＤ号是事先规定好的。
（２）单路ＴＳ流处理卡（子卡）流程
子卡流程：ＴＳ流进入ＦＩＦＯ缓存，由ＤＳＰ进行
ＰＳＩ信息的提取和码率的计算；将有关信息送入合
成处理卡进行分析、综合；根据需要从输入的流中
期间ＦＩＦ０的填充量为０．１ １２ ８×１＝０．１ １２ ８ ＫＢ，远不
能输入码流将子卡的输入ＦＩＦＯ填充满而导致溢出。
４．２ 码流交织和ＰＳ Ｉ信息配置
为了将６块子卡输入的ＴＳ流复合成１路ＴＳ流，
主卡ＤＳＰ的功能就是将６路ＴＳ流均匀交织。主卡
对子卡进行查询，当子卡有准备好的数据时，就将
数据通过ＨＰＩ送到主卡的ＤＳＰ内部ＲＡＭ中，再写
到外部ＦＩＦＯ中。由于各路码流的ＰＩＤ号可能相同，
提取１路视频、１路音频和ＰＣＲ包，并将它们的ＰＩＤ
需要对各路Ｔｓ流的ＩＤ号进行重新设置。主卡根据
预先设置的所有ＰＩＤ生成新的ＰＳＩ表，并按照一定
６４ 丰时＾Ｊ・入式毒健矗甩量圃匝皿
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＿ｌ ＿ ｌｚ
时间间隔发送到外部的ＦＩＦＯ中去。主卡的ＣＰＵ以
１００ ＭＨｚ运行．输出ＦＩＦＯ的大小为８ ＫＢ，以固定５
ＭＨｚ的码率发送，子卡填写的数据不会导致主卡上
慧麓 黧黧 硼
ＭｃＢＳＰ（多通道缓冲串行口）。ＭｃＢＳＰ提供了全双
工的通信机制以及双缓存的发送寄存器和三缓存的
接收寄存器，允许连续的数据流传输，数据长度可
以为８、１２、１６、２０、２４、３２；同时还提供了Ａ．律
和 ．律压扩，多达１ ２ ８个通道的发送和接收。数
据经ＭｃＢＳＰ与外设的通信通过ＤＲ和ＤＸ引脚相连。
控制信号则由ＣＬＫＸ、ＣＬＫＲ、ＦＳＸ、ＦＳＲ四条引脚
来实现。
ＤＲ ＦＳＸ
溢。当主卡的输出ＦＩＦＯ没有到达半满时，填充空
包，使ＦＩＦ０不会下溢。
在子卡中根据分析得到的ＰＳＩ信息，可以提取
１路或者多路的节目流，并将ＰＩＤ号改为事先规定
的，通过ＨＰＩ通信接口传送到主卡。
４．３ ＨＰＩ接口
ＨＰＩ（Ｈｏｓｔ Ｐｏｒｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）接口可以方便地实现
主卡与子卡之间的通信，而不需要额外的器件。
Ｃ５４０２的ＨＰＩ操作是８位的。当Ｃ５４０２运行在１００ＭＨｚ
主频时，通信速度可达到２５ ＭＢ／ｓ。ＨＰＩ接口具有
３个１６ ｂｉｔ寄存器：ＨＰＩＡ（地址寄存器）、ＨＰＩＤ（数据
ＦＳＲ ＣＬＫＸ
ＤＸ ＣＬＫＲ
图５异步串口
寄存器）、ＨＰＩＣ（控制寄存器）。主卡与子卡的ＤＳＰ芯
片之间的连接如图４所示：ＨＤ ～ＨＤ 是８位数据线，
直接接到主设备的数据线上；ＨＣ Ｓ为选通信号；
４．５ ＤＳＰ程序ＢＯＯＴＬＯＡＤＥＲ的实现
ＢＯＯＴＬＯＡＤＥＲ是为了在上电时，将用户代码
从外部加载到内部的存储器以加快运行速度。我们
使用Ｃ５４０２外部８位并行Ｉ／Ｏ口实现ＢＯＯＴＬＯＡＤＥＲ
程序。Ｃ５４０２读Ｉ／Ｏ口０ｘｆｆｆｆ，这里面存放着外部存
ＨＤＳ．～ＨＤＳ，为数据锁存信号，在主设备的存取周期
控制数据的传输，一般连到主设备的数据选通；
ＨＲ／Ｗ是读写信号；ＨＣＮＴＬ０／ＨＣＮＬ １用于主设备选
储器的首地址（数据区）。若在这个首地址内读到
择存取ＨＰＩ的哪一个寄存器和对寄存器的存取类
型，连至主设备的地址线。由于ＨＰＩ寄存器是１ ６位
的，而ＨＰＩ与主设备仅以８位数据线相连，因而用
了关键字０８ ＡＡ，就进行８位加载；若是１ ０ ＡＡ则
表示１６位加载。硬件系统就是加了１片３．３ ｖ的Ｆｌａｓｈ，
程序用编程器烧入Ｆ１ａｓｈ。
ＨＢＩＬ决定当前存取的是１个字的第１个字节还是第
２个字节，连到主设备的地址线。
５ Ｃ５４０２的软件编程体会
（１）Ｃ语言与汇编混合编程
Ｄ Ｄ７ ● ＨＤ ＿ＨＤ７
Ａ ＡＩ ●
ＨＣＳ．Ａ７～Ａ４ ■
ＭＳＴＲＢ，Ｗ／Ｒ ●
ＨＣＮＴＬ０／１（ａｄｄｒｅｓｓ）
ＨＣＳ
ＨＲ，Ｗ
在运算能力不是十分紧张的情况下，用Ｃ语言
开发ＤＳＰ程序不仅使ＤＳＰ开发的速度大大加快，而
且开发出来的ＤＳＰ程序的可读性和可移植性大大加
强，程序修改也极为方便。采用Ｃ编译器的优化功
能可以增加Ｃ代码的效率。
一
Ｒｅａｄｙ．Ａ７～Ａ４ ●
ＭＳＴＲＢ，Ａ７，Ａｌ５，ＤＳ ●
ＨＲＤＹ
ＨＤＳｌ－ＨＤＳ２
图４主卡与子卡的ＤＳＰ芯片接口
般情况下，采用Ｃ语言和汇编混合编程方法
对ＨＰＩ操作首先将控制字写入ＨＰＩＣ，然后将要
存取的地址写入ＨＰＩＡ，最后存取ＨＰＩＤ，就可从ＨＰＩ
存储块或将数据写入ＨＰＩ存储块。此外，还可选择
ＨＰＩＡ自动增加方式，将初始地址写入ＨＰＩＡ，可不
有３种：①独立编写Ｃ程序和汇编程序；②直接
在Ｃ语言程序的相应位置嵌入汇编语句；③对Ｃ程
序进行编译生成相应的汇编程序，然后对汇编程序
进行手工优化和修改。可以从Ｃ程序中访问汇编程
序的变量和常量，也可以在汇编程序中访问Ｃ程序
变量。
再操作ＨＰＩＡ，每存取１次数据，地址都会自动加１，
因而加快了存取速度。
４．４主卡ＤＳＰ与计算机接口
为了实现系统自检、码率以及节目信息提取、
（２）预防流水线冲突
流水线操作是ＤＳＰ实现高速度、高效率的关键
技术之一。在ＴＭＳ３２０Ｃ５４Ｘ中采用了深度为６级的
流水线操作，因此流水线冲突不可避免。一般情况
输出，我们通过ＤＳＰ的串口与计算机的串口进行通
信。如图５所示，采用的是异步通信方式。其中
７５Ｃ １ ８９和７５Ｃ１ ８８为电平转换芯片，Ｃ５４０２有２个
下，当发生流水线冲突时，由ＤＳＰ自动插入延迟解
决冲突问题，但有时需要程序员通过调整程序语句
囡皿皿Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｎ 。＆Ｅｍｂ。ｄｄｅ ｓｌｅ 。６５
ｉ １ｒ了
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｜囊§ 《藿｜ｌｌ｜ 甏譬誊 ＿誓誊誊甍誊。
Ｉｌ 番《尊强。 －－ ０｜ ￡
ｌｌ器裳鏊鼍一毫 蘩｜毪鼍零霪等０誊｜薯矗 一 鼍 ≮誊簿。霉囊 餮《鬓笺 嚣ｔ薯登０ ｌ≯ 一 ＿
尊§ 一一 嚣 、曩＝ ｌ
。 曩｜ ｜童鼍 ‰鼋蠹薯尊 。
的次序或在程序中插入一定量的ＮＯＰ来解决。例
如：
ＳＴＬＭ Ａ，ＢＲＣ
ＮＯＰ
ＲＰＴＢ Ｌ００Ｐ
访问的地址），可以减少辅助寄存器的使用。
（５）少用函数和子程序调用
虽然结构化程序给软件和调试带来方便，但每
一
个函数和子程序的调用和返回都将使Ｃ５４０２产生
１次流水线刷新，增加了指令周期，因而在存储空
间足够时，应多使用宏结构；但在编程时又必须考
虑程序的大小，所以在对设备处理速度影响不大的
语句
Ｌ００Ｐ
（３）存储空间要正确分配
Ｃ５４０２总共有１ ９２Ｋ字大小存储空间，６４Ｋ字的
程序区、６４Ｋ字的数据区和６４Ｋ字的Ｉ／Ｏ区。当寄
存器ＰＭＳＴ的ＯＶＬＹ＝Ｏ时，片内ＲＡＭ在数据区内可
访问，在程序区不可访问；当ＯＶＬＹ＝１时，片内ＲＡＭ
情况下，也可以使用函数和子程序。
（６）关于中断服务程序的编写
中断有软中断和硬中断。在编写中断服务程序
时，最重要的是将中断向量表放置正确。首先在
ＰＭＳＴ寄存中设置ＩＰＴＲ，然后把ＩＮＴ放到规定的位
置，将中断模式ＩＮＴＭ＝０；将中断使能寄存器的对
映射到程序区和数据区，但数据页（地址从
ＯＨ～７ＦＨ）不映射到程序空间。我们在程序编程中选
用后一种模式。程序和数据同一块片内ＲＡＭ，在
编写ＣＭＤ文件时程序和数据区间不能发生重叠。
应位置１。雎
参考文献
１ 钟玉琢，等．运动图像及其伴音通用编码国 （４）指令的使用
①ＴＭＳ３２０Ｃ５４Ｘ的汇编有算术指令和程序指
令，２种指令可以互换。当外部端口操作时使用端
口指令ＰＯＲＴＷ和ＰＯＲＴＲ。
际标准一ＭＰＥＧ．２．北京：清华大学出版社，１９９７
２ 王剑，王红卫等．基于Ｅ１接口的ＤＶＢ流的
发射／接收设备软件编程．电视技术，２０００（７）：１９～２３
３ 张雄伟，曹铁勇．ＤＳＰ芯片的原理与开发应
用．北京：电子工业出版社，２０００
４ Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．ＴＭ￥３２０Ｃ５４Ｘ ＤＳＰ ＣＰＵ ａｎｄ
Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌｓ．１ ９９９
５ Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．ＴＭ￥３２０Ｃ５４Ｘ Ｃ Ｓｏｕｒｃｅ
②利用ＤＡＤＳＴ和ＤＳＡＤＴ指令，可以同时在１
个累加器中进行２次运算。
③利用ＤＡＤＤ和ＤＳＵＢ可实现３２的加减法。
④利用ＣＭＰＳ、ＳＡＣＣＤ、ＳＲＣＣＤ、ＳＴＲＣＤ四个
条件存储指令，以减少条件判断指令的开销；利用
ＭＡＸ、ＭＩＮ、ＦＩＲＳ、ＬＭＳ可以减少运算所需的指令
Ｄｅｂｕｇｇｅｒ．１ ９９９
６ Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．ＴＭＳ３２０Ｃ５４Ｘ Ａｓｓｅｍｂｌｙ
周期；利用Ｃ ５ ４的并行指令可以省去多次数据存
储，提高编程的效率。
Ｌａｎｇｕａｇｅ Ｔｏｏｌｓ．１ ９９９
⑤充分利用 （ＩＫ）寻址（在数据区内指明所要
近日，美国国家半导体公司宣布该公司已成功并购美
国加ＪＪ１、Ｉ Ｃａｍｐｂｅｌｌ的数字显示器厂商ＤｉｇｉｔａｌＱｕａｋｅ公司。美
国国家半导体显示产品部副总裁Ｄａｖｉｄ Ｈａｎｄｏｒｆ表示：“美
国国家半导体通过并购方式成功引进ＤｉｇｉｔａｌＱｕａｋｅ的几项
重要技术，其中包括先进的第四代影像缩放解决方案、三
通道模拟数字转换器以及采用最新加密／解密技术的先进数
字视频接口。ＤｉｇｉｔａｌＱｕａｋｅ这些已注册专利的技术有助加强
我们在数字显示技术上的领导地位，也确保我们可以为平
开发了一款专为数字显示器而设计的，具有创新性的缩放
器芯片。影像缩放技术是改变显示器的清晰度及画面大小
的必要功能之一。ＤｉｇｉａｌｔＱｕａｋｅ原有的专业设计工程师会继
续获得美国国家半导体聘用，他们可以继续在美国国家半
导体的显示器部门发挥他们的才华。自２００２年２月以来，
ＤｉｇｉａｌｔＱｕａｋｅ便一直与美国国家半导体的设计工程师紧密合
作，致力将该公司的影像缩放技术与美国国家半导体的高
集成度定时控制技术结合在一起。这个合作项目已取得了
面显示器提供全方位的解决方案。”美国国家半导体一直致
力为生产笔记本电脑显示器及台式电脑监视器的厂商提供
各种半导体解决方案。
Ｄｉｇｉｔａｌ Ｑｕａｋｅ创办于２００２年２月，开业仅两年便成功
丰硕的成果，两家公司成功地推出了一款先进的混合信号
系统芯片（ｓｙｓｔｅｍ．ｏｎ．ｃｈｉｐ）解决方案，并已得到客户的广
泛采用。
６６ 丰哼－ｊ－入 冬健 两雹田匝啊
2024年3月25日发(作者：念荫)
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鬟 ｜羹警ｌ ｌｌ＿一 ｌ ｌ√＇｜＿０ 譬 ÷ 囊｜蠢ｊ０ｉｌｌ＿０ 警
ＴＨＳ３２０Ｃ５４０２在电视数字传输复用器中的应用
●空军工程大学 马时平张重阳肖卫华毕笃彦
引 言
随着信息技术的发展，电视信号的数字化编
码、数字化存储、数字化处理已经越来越广泛。新
开发的数字有线电视广播系统主要包括ＭＰＥＧ．２编
表ＰＭＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｍａｐ Ｔａｂｌｅ）、网络信息表ＮＩＴ
（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）、条件访问表ＣＡＴ
（Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ Ａｃｃｅｓｓ Ｔａｂｌｅ）。这４类表中包含进行多
路解调和显示程序的必要和足够的信息。
表１程序特殊信息
码器、数字传输复用器、数字调制器以及机
顶盒。复用器是该系统的重要组成部分，完
成对多路符合ＭＰＥＧ．２系统层标准ＩＴＵ—Ｔ
ＲＥＣ．Ｈ．２２２ ０［ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８—１的ＴＳ流（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ
结构名 流类型 保留的ＰＩＤ＃ 描述
程序关联表 ⅡＵ－Ｔ Ｒｅｃ．Ｈ．２２２．０ ｌ
ＩＳｏ／正Ｃ ｌ３８ｌ８一ｌ
０ｘ００
赋值的
赋值的
表ＰＩ关联程序号与程序映射 Ｄ
成部分的ＰＩ说明１个或多个程序组 Ｄ值
物理网络参数：ＦＤＭ频
率、发送器号码等等
建立１个或多个（私用）
ＥＭＭ流与每个独立的
ＰＩＤ值的联系
ＴＵ—Ｔ Ｒｅｃ．Ｈ．２２２．０ ｌ
Ｓｔｒｅａｍ）的复用，经过６４ ＱＡＭ调制后，以
程序映射表 Ｉ
ＩＳｏ／正Ｃ １３８１８—１
便在１路６ ＭＨｚ的带宽中传送多路数字化节
网络信息表 私用
目。考虑到处理的实时性，我们使用美国德
州仪器公司（ＴＩ）的ＴＭＳ３２ＯＣ５４０２ ｆ简称
条件访问表
Ｃ５４０２）ＤＳＰ作为主控芯片。本文首先介绍ＴＳ
ⅡＵ—Ｔ Ｒｅｃ．Ｈ．２２２．０ ｌ
ＩＳｏ／正Ｃ ｌ３８ｌ８
ｌ
一
０ｘ０ｌ
流的结构、Ｃ５４０２芯片、复用器的组成，然后重点
介绍该芯片在复用器中的应用，最后就利用ＣＣＳ开
发仿真做一经验介绍。
系统层解复用，首先要获取ＰＡＴ表。ＰＡＴ表中
包含了该传送流中所有程序的一个清单。通过ＰＡＴ
表，就可获取该传送流中所包含每个程序的ＰＭＴ
表。
１ ＴＳ流简介
主要包括分组方法、程序特殊信息（ＰＳＩ）表以
及程序参考时钟（ＰＣＲ）的提取。
（１）分组方法
在每个程序的ＰＭＴ表中，就有该程序中各个原
始流的信息，包括ＰＩＤ、原始流类型以及该程序中
包含有效ＰＣＲ字段的传送流中ＰＩＤ。通过ＰＡＴ及ＰＭＴ
表，就可掌握传送流中每个程序以及每个程序中各
原始流之间的关系。
（３）ＰＣＲ
传送流分组长度固定为１ ８ ８字节，分组由分组
首部及有效负载组成，如图１所示。
Ｉ８８字节
在传送流中，解码的同步实现是靠相应的程序
首部 有效负载 首部 有效负载 首部 有效负载
参考时钟ＰＣＲ值。ＰＣＲ是将比特流本身的时序编码
的时间标签，它可以由同一道程序的视频和音频的
图１传送流分组
（２）ＰＳＩ
ＰＴＳ所用的共同时间基点推出。由于每道程序都有
自己的时间基点，所以含有多道程序的传送流的每
一
ＰＳＩ被分成４类表。如表１所示，每个表可被分
成１段或多段置于传送流中。这４类表是：程序关
联表ＰＡＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）、程序映射
道程序都有独立的ＰＣＲ字段。
２ ０５４０２介绍
Ｃ５４０２是ＴＩ公司１９９９年１０月推出的性价比较高
圈啊皿Ｍｉｃ ＩＩ＆Ｅ ｂｅｄｄｅｄＳｙｓｌｅ 。６３
维普资讯
应用天地
的定点数字信号处理器，其主要特点如下：
◇先进的改进型哈佛结构，操作速率可达１００
ＭＩＰＳ；
改为事先规定的。子卡的功能相当于一个简易的码
流分析仪，而且可以提供Ｉ路单独的ＴＳ流。
◇先进的多总线结构，３条１６位数据存储器总
线和１条程序存储器总线；
４ Ｃ５４０２的几个典型应用
Ｃ５４０２在该系统中的应用：对输入的ＴＳ流进行
◇４０位算术逻辑单元（ＡＬｕ），包括１个４０位
桶形移位器和２个４ ０位累加器；
◇１个１７×１７乘法器和１个４０位专用加法器，
允许１ ６位带（或不带）符号的乘法；
分析；对６路码流进行均匀交织和ＰＳＩ信息的重置；
主卡与子卡之间通过Ｃ５４０２ ＨＰＩ接口进行通信；利
用Ｃ５４０２串口与计算机ＲＳ２３２串口相连。
４．１ 输入的ＴＳ流分析
ＤＳＰ从ＦＩＦＯ中读取ＴＳ流到内部ＲＡＭ中去，如
◇８个辅助寄存器及１个软件栈，允许使用业
界最先进的定点ＤＳＰ Ｃ语言编译器；
◇数据／程序寻址空间１Ｍ×６ ｂｉｔ，内置４Ｋ×
１６ ｂｉｔＲＯＭ和１６Ｋ×１６ ｂｉｔＲＡＭ；
图３所示，根据１３位的ＰＩＤ号０ｘ０００找到ＰＡＴ表，
ＦＩＦＯ通道
◇内置可编程等待状态发生器、锁相环时钟
产生器、２个多通道缓冲串行口、１个８位并行与外
部处理器通信的ＨＰＩ口、２个１ ６位定时器以及６通
道ＤＭＡ控制器；
◇低功耗，工作电源有３ ｖ和１．８ ｖ（内核使
用）。
图３子卡原理图
３ 复用器硬件框图及流程
复用器硬件框图如图２所示。
在ＰＡＴ表中获得ＰＭＴ的ＩＤ号和ＮＩＴ的ＩＤ号；根据
ＰＭＴ
ＰＩＤ获得视频、音频、ＰＣＲ的ＰＩＤ号以及其它
——
私有信息的ＰＩＤ号；根据ＰＣＲ
ＰＩＤ和ｐｃｒｆｌａｇ，找
到ＰＣ Ｒ包；根据公式计算出码率：
＝
单路Ｔｓ流 单路Ｔｓ流
单路Ｔｓ流
单路ＴＳ流 单路ＴＳ流
单路Ｔｓ流
处理卡
处理卡 处理卡
处理卡 处理卡
处理卡
（ＤＳＰ）
篇
（ＤＳＰ） （ＤＳＰ） （ＤＳＰ）
（ＤＳＰ） （ＤＳＰ）
其中，、厂为相邻２个ＰＣＲ包，求得多个
码率，然后求算术平均，获得平均码率。利
用ＦＩＦＯ进行数据传输，速率在１０－２５ ＭＢ／ｓ
数据总线
路Ｔｓ
输出
．
之间。由于ＤＳＰ处理能力为１ ００ ＭＩＰＳ，子
查询控制总线
合成控制卡
（ＤＳＰ）
卡中ＤＳＰ传输数据量最大为２ ＭＢ／ｓ，约耗
时０．１－－４３．２ Ｓ，这样处理时间足够（０．８～０．９ Ｓ）。
子卡输入ＦＩＦＯ采用８ ＫＢ大小，在其半满时，
图２复用器硬件框图
ＤＳＰ等待ｎ，－Ｊｌ＇－．Ｊ最大为（１８８／１０ ０００）×６＝０．１ １２８ ｍｓ，
（１）合成控制卡（主卡）流程
主卡流程：主要完成６块卡处理的实施监控，
生成ＰＳＩ等信息并周期性发送。主卡的ＰＳＩ信息：
６个ＰＭＴ的ＰＩＤ以及每个子卡输入来的视频、音频、
ＰＣＲ的ＰＩＤ号是事先规定好的。
（２）单路ＴＳ流处理卡（子卡）流程
子卡流程：ＴＳ流进入ＦＩＦＯ缓存，由ＤＳＰ进行
ＰＳＩ信息的提取和码率的计算；将有关信息送入合
成处理卡进行分析、综合；根据需要从输入的流中
期间ＦＩＦ０的填充量为０．１ １２ ８×１＝０．１ １２ ８ ＫＢ，远不
能输入码流将子卡的输入ＦＩＦＯ填充满而导致溢出。
４．２ 码流交织和ＰＳ Ｉ信息配置
为了将６块子卡输入的ＴＳ流复合成１路ＴＳ流，
主卡ＤＳＰ的功能就是将６路ＴＳ流均匀交织。主卡
对子卡进行查询，当子卡有准备好的数据时，就将
数据通过ＨＰＩ送到主卡的ＤＳＰ内部ＲＡＭ中，再写
到外部ＦＩＦＯ中。由于各路码流的ＰＩＤ号可能相同，
提取１路视频、１路音频和ＰＣＲ包，并将它们的ＰＩＤ
需要对各路Ｔｓ流的ＩＤ号进行重新设置。主卡根据
预先设置的所有ＰＩＤ生成新的ＰＳＩ表，并按照一定
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＿ｌ ＿ ｌｚ
时间间隔发送到外部的ＦＩＦＯ中去。主卡的ＣＰＵ以
１００ ＭＨｚ运行．输出ＦＩＦＯ的大小为８ ＫＢ，以固定５
ＭＨｚ的码率发送，子卡填写的数据不会导致主卡上
慧麓 黧黧 硼
ＭｃＢＳＰ（多通道缓冲串行口）。ＭｃＢＳＰ提供了全双
工的通信机制以及双缓存的发送寄存器和三缓存的
接收寄存器，允许连续的数据流传输，数据长度可
以为８、１２、１６、２０、２４、３２；同时还提供了Ａ．律
和 ．律压扩，多达１ ２ ８个通道的发送和接收。数
据经ＭｃＢＳＰ与外设的通信通过ＤＲ和ＤＸ引脚相连。
控制信号则由ＣＬＫＸ、ＣＬＫＲ、ＦＳＸ、ＦＳＲ四条引脚
来实现。
ＤＲ ＦＳＸ
溢。当主卡的输出ＦＩＦＯ没有到达半满时，填充空
包，使ＦＩＦ０不会下溢。
在子卡中根据分析得到的ＰＳＩ信息，可以提取
１路或者多路的节目流，并将ＰＩＤ号改为事先规定
的，通过ＨＰＩ通信接口传送到主卡。
４．３ ＨＰＩ接口
ＨＰＩ（Ｈｏｓｔ Ｐｏｒｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）接口可以方便地实现
主卡与子卡之间的通信，而不需要额外的器件。
Ｃ５４０２的ＨＰＩ操作是８位的。当Ｃ５４０２运行在１００ＭＨｚ
主频时，通信速度可达到２５ ＭＢ／ｓ。ＨＰＩ接口具有
３个１６ ｂｉｔ寄存器：ＨＰＩＡ（地址寄存器）、ＨＰＩＤ（数据
ＦＳＲ ＣＬＫＸ
ＤＸ ＣＬＫＲ
图５异步串口
寄存器）、ＨＰＩＣ（控制寄存器）。主卡与子卡的ＤＳＰ芯
片之间的连接如图４所示：ＨＤ ～ＨＤ 是８位数据线，
直接接到主设备的数据线上；ＨＣ Ｓ为选通信号；
４．５ ＤＳＰ程序ＢＯＯＴＬＯＡＤＥＲ的实现
ＢＯＯＴＬＯＡＤＥＲ是为了在上电时，将用户代码
从外部加载到内部的存储器以加快运行速度。我们
使用Ｃ５４０２外部８位并行Ｉ／Ｏ口实现ＢＯＯＴＬＯＡＤＥＲ
程序。Ｃ５４０２读Ｉ／Ｏ口０ｘｆｆｆｆ，这里面存放着外部存
ＨＤＳ．～ＨＤＳ，为数据锁存信号，在主设备的存取周期
控制数据的传输，一般连到主设备的数据选通；
ＨＲ／Ｗ是读写信号；ＨＣＮＴＬ０／ＨＣＮＬ １用于主设备选
储器的首地址（数据区）。若在这个首地址内读到
择存取ＨＰＩ的哪一个寄存器和对寄存器的存取类
型，连至主设备的地址线。由于ＨＰＩ寄存器是１ ６位
的，而ＨＰＩ与主设备仅以８位数据线相连，因而用
了关键字０８ ＡＡ，就进行８位加载；若是１ ０ ＡＡ则
表示１６位加载。硬件系统就是加了１片３．３ ｖ的Ｆｌａｓｈ，
程序用编程器烧入Ｆ１ａｓｈ。
ＨＢＩＬ决定当前存取的是１个字的第１个字节还是第
２个字节，连到主设备的地址线。
５ Ｃ５４０２的软件编程体会
（１）Ｃ语言与汇编混合编程
Ｄ Ｄ７ ● ＨＤ ＿ＨＤ７
Ａ ＡＩ ●
ＨＣＳ．Ａ７～Ａ４ ■
ＭＳＴＲＢ，Ｗ／Ｒ ●
ＨＣＮＴＬ０／１（ａｄｄｒｅｓｓ）
ＨＣＳ
ＨＲ，Ｗ
在运算能力不是十分紧张的情况下，用Ｃ语言
开发ＤＳＰ程序不仅使ＤＳＰ开发的速度大大加快，而
且开发出来的ＤＳＰ程序的可读性和可移植性大大加
强，程序修改也极为方便。采用Ｃ编译器的优化功
能可以增加Ｃ代码的效率。
一
Ｒｅａｄｙ．Ａ７～Ａ４ ●
ＭＳＴＲＢ，Ａ７，Ａｌ５，ＤＳ ●
ＨＲＤＹ
ＨＤＳｌ－ＨＤＳ２
图４主卡与子卡的ＤＳＰ芯片接口
般情况下，采用Ｃ语言和汇编混合编程方法
对ＨＰＩ操作首先将控制字写入ＨＰＩＣ，然后将要
存取的地址写入ＨＰＩＡ，最后存取ＨＰＩＤ，就可从ＨＰＩ
存储块或将数据写入ＨＰＩ存储块。此外，还可选择
ＨＰＩＡ自动增加方式，将初始地址写入ＨＰＩＡ，可不
有３种：①独立编写Ｃ程序和汇编程序；②直接
在Ｃ语言程序的相应位置嵌入汇编语句；③对Ｃ程
序进行编译生成相应的汇编程序，然后对汇编程序
进行手工优化和修改。可以从Ｃ程序中访问汇编程
序的变量和常量，也可以在汇编程序中访问Ｃ程序
变量。
再操作ＨＰＩＡ，每存取１次数据，地址都会自动加１，
因而加快了存取速度。
４．４主卡ＤＳＰ与计算机接口
为了实现系统自检、码率以及节目信息提取、
（２）预防流水线冲突
流水线操作是ＤＳＰ实现高速度、高效率的关键
技术之一。在ＴＭＳ３２０Ｃ５４Ｘ中采用了深度为６级的
流水线操作，因此流水线冲突不可避免。一般情况
输出，我们通过ＤＳＰ的串口与计算机的串口进行通
信。如图５所示，采用的是异步通信方式。其中
７５Ｃ １ ８９和７５Ｃ１ ８８为电平转换芯片，Ｃ５４０２有２个
下，当发生流水线冲突时，由ＤＳＰ自动插入延迟解
决冲突问题，但有时需要程序员通过调整程序语句
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的次序或在程序中插入一定量的ＮＯＰ来解决。例
如：
ＳＴＬＭ Ａ，ＢＲＣ
ＮＯＰ
ＲＰＴＢ Ｌ００Ｐ
访问的地址），可以减少辅助寄存器的使用。
（５）少用函数和子程序调用
虽然结构化程序给软件和调试带来方便，但每
一
个函数和子程序的调用和返回都将使Ｃ５４０２产生
１次流水线刷新，增加了指令周期，因而在存储空
间足够时，应多使用宏结构；但在编程时又必须考
虑程序的大小，所以在对设备处理速度影响不大的
语句
Ｌ００Ｐ
（３）存储空间要正确分配
Ｃ５４０２总共有１ ９２Ｋ字大小存储空间，６４Ｋ字的
程序区、６４Ｋ字的数据区和６４Ｋ字的Ｉ／Ｏ区。当寄
存器ＰＭＳＴ的ＯＶＬＹ＝Ｏ时，片内ＲＡＭ在数据区内可
访问，在程序区不可访问；当ＯＶＬＹ＝１时，片内ＲＡＭ
情况下，也可以使用函数和子程序。
（６）关于中断服务程序的编写
中断有软中断和硬中断。在编写中断服务程序
时，最重要的是将中断向量表放置正确。首先在
ＰＭＳＴ寄存中设置ＩＰＴＲ，然后把ＩＮＴ放到规定的位
置，将中断模式ＩＮＴＭ＝０；将中断使能寄存器的对
映射到程序区和数据区，但数据页（地址从
ＯＨ～７ＦＨ）不映射到程序空间。我们在程序编程中选
用后一种模式。程序和数据同一块片内ＲＡＭ，在
编写ＣＭＤ文件时程序和数据区间不能发生重叠。
应位置１。雎
参考文献
１ 钟玉琢，等．运动图像及其伴音通用编码国 （４）指令的使用
①ＴＭＳ３２０Ｃ５４Ｘ的汇编有算术指令和程序指
令，２种指令可以互换。当外部端口操作时使用端
口指令ＰＯＲＴＷ和ＰＯＲＴＲ。
际标准一ＭＰＥＧ．２．北京：清华大学出版社，１９９７
２ 王剑，王红卫等．基于Ｅ１接口的ＤＶＢ流的
发射／接收设备软件编程．电视技术，２０００（７）：１９～２３
３ 张雄伟，曹铁勇．ＤＳＰ芯片的原理与开发应
用．北京：电子工业出版社，２０００
４ Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．ＴＭ￥３２０Ｃ５４Ｘ ＤＳＰ ＣＰＵ ａｎｄ
Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌｓ．１ ９９９
５ Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．ＴＭ￥３２０Ｃ５４Ｘ Ｃ Ｓｏｕｒｃｅ
②利用ＤＡＤＳＴ和ＤＳＡＤＴ指令，可以同时在１
个累加器中进行２次运算。
③利用ＤＡＤＤ和ＤＳＵＢ可实现３２的加减法。
④利用ＣＭＰＳ、ＳＡＣＣＤ、ＳＲＣＣＤ、ＳＴＲＣＤ四个
条件存储指令，以减少条件判断指令的开销；利用
ＭＡＸ、ＭＩＮ、ＦＩＲＳ、ＬＭＳ可以减少运算所需的指令
Ｄｅｂｕｇｇｅｒ．１ ９９９
６ Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．ＴＭＳ３２０Ｃ５４Ｘ Ａｓｓｅｍｂｌｙ
周期；利用Ｃ ５ ４的并行指令可以省去多次数据存
储，提高编程的效率。
Ｌａｎｇｕａｇｅ Ｔｏｏｌｓ．１ ９９９
⑤充分利用 （ＩＫ）寻址（在数据区内指明所要
近日，美国国家半导体公司宣布该公司已成功并购美
国加ＪＪ１、Ｉ Ｃａｍｐｂｅｌｌ的数字显示器厂商ＤｉｇｉｔａｌＱｕａｋｅ公司。美
国国家半导体显示产品部副总裁Ｄａｖｉｄ Ｈａｎｄｏｒｆ表示：“美
国国家半导体通过并购方式成功引进ＤｉｇｉｔａｌＱｕａｋｅ的几项
重要技术，其中包括先进的第四代影像缩放解决方案、三
通道模拟数字转换器以及采用最新加密／解密技术的先进数
字视频接口。ＤｉｇｉｔａｌＱｕａｋｅ这些已注册专利的技术有助加强
我们在数字显示技术上的领导地位，也确保我们可以为平
开发了一款专为数字显示器而设计的，具有创新性的缩放
器芯片。影像缩放技术是改变显示器的清晰度及画面大小
的必要功能之一。ＤｉｇｉａｌｔＱｕａｋｅ原有的专业设计工程师会继
续获得美国国家半导体聘用，他们可以继续在美国国家半
导体的显示器部门发挥他们的才华。自２００２年２月以来，
ＤｉｇｉａｌｔＱｕａｋｅ便一直与美国国家半导体的设计工程师紧密合
作，致力将该公司的影像缩放技术与美国国家半导体的高
集成度定时控制技术结合在一起。这个合作项目已取得了
面显示器提供全方位的解决方案。”美国国家半导体一直致
力为生产笔记本电脑显示器及台式电脑监视器的厂商提供
各种半导体解决方案。
Ｄｉｇｉｔａｌ Ｑｕａｋｅ创办于２００２年２月，开业仅两年便成功
丰硕的成果，两家公司成功地推出了一款先进的混合信号
系统芯片（ｓｙｓｔｅｍ．ｏｎ．ｃｈｉｐ）解决方案，并已得到客户的广
泛采用。
６６ 丰哼－ｊ－入 冬健 两雹田匝啊