专利名称：处理电视信号的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电视接收器系统。更确切地说，本发明涉及残余边带(VSB)、正交调幅(QAM)、NTSC、频带外(OOB)接收器。
背景技术：
数字电视，通常称为DTV，它是一种能够发射和接收数字化的信号、显示数字图像以及播放数字音频的增强型电视系统。尽管目前的模拟电视系统如国家电视系统委员会制式(NTSC)、顺序与存储彩色电视系统制式(SECAM)和逐行倒相制式(PAL)可以提供其中的一些特性，但数字化的发射、接收以及数字化的视频、音频等的组合将数字电视和目前的模拟电视系统区分开来。
数字电视使用多种数字信号处理技术，并以更高的谱效率利用紧缺带宽来传输和表现视频、音频信号，是优于目前模拟电视系统的方式。在这方面，数字电视在等同的带宽中允许比当前的模拟电视系统包含更多广播信息的更多频道。任何多余的带宽可以重新分配给其他类型的通信系统使用。因此，采用数字电视系统的播送设备能够提供比当前的模拟广播电视系统包含更高图像分辨率的空中电视信号。应用数字电视系统的播送设备也能使用分配给常规模拟电视系统的带宽来提供多点传送和数据广播服务。因此，要求目前的广播电视服务必须及时并全部转换为数字电视。
尽管数字电视(DTV)使用与常规模拟电视广播系统相同的甚高频(VHF)和超高频(UHF)波段，但是数字电视使用了与常规模拟电视广播系统不同的调制技术。常规模拟电视广播系统对图像信号采用幅度调制(AM)，对伴音信号采用频率调制(FM)。DTV使用多种调制技术来发射和接收打包的数字信号。在美国使用八级残余边带(VSB)调制。在欧洲、亚洲的一些地区，则选择例如编码正交频分复用的调制方案。另一方面，数字卫星系统(DSS)利用正交相移调制，而有线电线(CATV)系统使用正交幅度调制(QAM)。
在美国，DTV使用了由改进型电视标准协会(ATSC)颁布的多项广播格式。这些格式包括称为480p的由480扫描行组成的逐行扫描视频、称为480i的由480扫描行组成的4∶3的隔行扫描视频、称为1080i的隔行扫描视频、称为720p的逐行扫描视频。标准清晰度(SD)电视(SDTV)使用隔行480i和逐行480p。SDTV提供的图像质量在某些方面与传统的NTSC 525线系统相当。高清晰度(HD)电视(HDTV)使用纵横比为16∶9的隔行1080i和逐行720p格式。HDTV 1080i和720p格式的分辨率可以转换为较低的分辨率，如SDTV提供的隔行480i和逐行480p格式。
比如在美国，DTV信号使用8级VSB(8VSB)在RF载波上调制，并压缩为4∶2∶0 MPEG2格式的打包流在6MHz频道发射。这些打包的流包含音频和视频信息。因此，常规模拟电视系统不能接收一个发射过来的DTV信号。为对接收到的8级VSB信号进行解码，需要兼容ATSC的DTV接收器或机顶盒图1是现有的数字电视(DTV)接收器的方块图。参照图1，接收器100包括天线102、调谐器104、解调器块106、均衡器110、相位跟踪块112、网格解码器114、解交错器116、Reed Solomon(RS)解码器118以及解随机处理模块120。
天线102与调谐器104耦合，该调谐器适于接收6MHz VHF或UHF信号。调谐器104包括允许约50MHz到约810MHz范围中的信号通过的带通滤波器，从而拒绝任何不想要的信号。解调模块106适合接收并处理NTSC信号，它可包括用来减轻共频道干扰影响的电路。均衡器110适合补偿发射过程中可能出现的线性失真。相位跟踪模块112可用于跟踪、消除不需要的噪音。网格解码器114减少了共频道干扰和脉冲噪音。解交错器116和里德所罗门(ReedSolomon)解码器118可净化信号并去除任何不需要的可能影响图像质量的突发干扰。网格解码器114、解交错器116和Reed Solomon解码器118显著减少了接收信号中可能发生的错误。解随机处理模块120配置成接收来自ReedSolomon解码器118的已纠错信号，并利用和发射过程中随机化原始信号采用的相同伪随机序列来解随机处理已纠错信号。
图1中的接收器适于只接收并解调八级VSB调制信号。在多数情况下，调谐器104、滤波器模块106、均衡器110、相位跟踪块112、网络解码器114、解交错器116、Reed Solomon(RS)解码器118和解随机模块120都集成到多个集成电路中(ICs)，这些集成电路必须通过适当的电路和/或逻辑耦合到一起。因此，利用这些集成电路实现的任何接收器均需要在紧缺且昂贵的印刷电路板(PCB)制材和复杂的设计布线方面进行大量投资。即使在图1中大部分元件都集成到少数集成电路的情况中，获得的接收器也只限于北美数字陆地广播电视信号。此外，随着CableCard规范的颁布，任何带外信号处理将要求额外的IC和/或电路来处理带外信号。这进一步要求使用额外的PCB制材，进一步增加成本和设计复杂度。
对于本领域的技术人员而言，通过将这类系统与如本发明结合附图所陈述的本发明的一些方面进行比较，将显而易见常规和传统方法中其它的局限性和缺点。
发明内容
本发明的特定实施例可体现为用于处理电视信号的方法和系统。该方法的一些方面包括使用集成DTV接收器的单片集成的DTV接收器来接收带内信号，并在单片DTV接收器内解调该接收信号。对应于接收到带内信号的带外信号可由上述单片集成的DTV接收器接收和处理。举例来说，接收带内信号可以是VSB信号、NTSC信号或QAM信号。如果接收信号是VSB信号，解调的接收到的带内信号可在单片集成的DTV接收器中纠错，从而产生已纠错的ATSC兼容信号。如果接收带内信号是QAM信号，通过已解调接收带内信号可在单片集成DTC中纠错，从而产生已纠错的ITU-T J.83信号，该信号符合ITU-T J.83的附件A、附件B和/或附件C。如果接收带内信号是VSB信号，可在单片集成的DTV接收器中对已纠错的ATSC信号进行均衡处理。如果接收到的带内信号是QAM信号，则可在单片集成的DTV接收器中对已纠错的符合ITU-T J.83的信号进行均衡处理。
输出MPEG传输流可在单片集成的DTV接收器中，从解调的接收到的带内信号产生。MPEG传输流可以是串行或并行的MPEG传输流。如果接收到的带内信号是NTSC信号，解调的接收到的带内信号可在单片集成的DTV接收器中解码。I2S音频输出、立体声音频输出、单声道音频输出和/或多路基带音频输出可在单片集成的DTV接收器中，从已解码的接收带内信号产生。如果接收的信号是NTSC信号，复合NTSC信号可以在单片集成的DTV接收器中，从已解码的接收带内信号产生。接收到的带外信号可在单片集成的DTV接收器中解码，如使用QPSK解调器。已解调的接收的带外信号可在单片集成的DTV接收器中纠错。输出的带外传输流可在单片集成的DTV接收器中，从已处理的接收带外信号产生。带外传输流包括CableCard密码和安全数据。接收带内信号和/或带外信号解调可以通过集成在单片集成的DTV接收器的上的处理器来进行控制。
本发明的另一实施例可提供其上已存有计算机程序的机器可读存储装置，该程序至少含有一个可由机器执行的代码部分，由此使机器执行上述用于处理电视信号的步骤。
本用于处理电视信号系统的一些方面包括带内模拟前端，其集成于接收带内信号的单片集成的DTV接收器中。单片DTV接收器内的解调器可以解调接收到的带内信号。集成在单片集成的DTV接收器里的带外模拟前端可适于接收与该接收信号相对应的带外信号。单片集成的DTV接收器里面的带外接收器可以处理接收的带外信号。举例来说，接收到的带内信号可以是VSB信号，NTSC信号或QAM信号。
如果接收带内信号是VSB信号，ATSC FEC可用于在单片集成的DTV接收器中纠错解调的接收到的带内信号，并由此产生已纠错的ATSC兼容信号。如果接收带内信号是QAM信号，符合ITU-T J.83的FEC可用于在单片集成的DTV接收器中纠错已解调信号，并由此产生已纠错的符合ITU-T J83的信号。符合ITU-T J.83信号可符合ITU-T J.83规范的附件A、附件B和/或附件C。如果接收信号是VSB信号，至少有一个均衡器可用来均衡单片集成的DTV接收器中的已纠错的ATSC信号。如果接收到的信号是QAM信号，该均衡器可用来均衡单片集成的DTV接收器中已纠错的ITU-T J.83兼容信号。
本系统还包括带内输出接口，其在单片集成的DTV接收器中，从解调的接收到的带内信号产生输出MPEG传输流输。输出MPEG传输流可以是串行或并行MPEG传输流。如果接收信号是NTSC信号，BTSC解码器可在单片集成的DTV接收器中解码已解调的接收信号。至少一个BTSC解码器和音频数模转换器可在单片集成的DTV接收器中，从已解码、解调的接收信号产生I2S音频输出，立体声音频输出，单声道音频输出和/或多路基带音频输出。如果接收信号是NTSC信号，数模转换器可在单片集成的DTV接收器中，从解调的接收到的带内信号产生复合NTSC信号。
解码器，例如QPSK解调器可用来在单片集成的DTV接收器中解调接收的带外信号。符合DVS167的FEC和/或符合DVS-178的FEC可以在单片集成的DTV接收器中，纠错已解调的接收带外信号。带外输出接口可在单片集成的DTV接收器中，从处理过的接收带外信号产生带外传输流。带外传输流包括CableCard加密和安全数据。片内处理器可以在单片集成的DTV接收器中，用以控制接收带内信号和/或接收带外信号的解调。
根据本发明的一个方面，提供了处理电视信号的方法。该方法包括通过单片集成的DTV接收器接收到的带内信号；在所述单片集成的DTV接收器中解调所述接收到的带内信号；用所述单片集成的DTV接收器接收与所述接收到的带内信号相对应的带外信号；在所述单片集成的DTV接收器中处理所述接收的带外信号。
优选地，所述已接收到的带内信号是VSB信号、NTSC信号和QAM信号之一。
优选地，该方法还包括如果所述接收信号是VSB信号，在单片集成的DTV接收器中纠错所述已解调的接收频带信号，以产生已纠错的符合ATSC的信号；如果接收带内信号是QAM信号，在单片集成的DTV接收器中纠错所述己解调的接收到的带内信号，以产生已纠错的符合ITU-T J.83的信号。
优选地，本方法还包括在所述单片集成的DTV接收器中，从所述解调的接收到的带内信号产生输出MPEG传输流。
优选地，本方法还包括输出MPEG传输流是串行MPEG传输流或并行MPEG传输流。
优选地，本方法还包括当接收带内信号是NTSC信号时，在单片集成的DTV接收器中对所述解调的接收到的带内信号进行解码。
优选地，本方法还包括在所述单片集成的DTV接收器中，从所述已解码、解调的接收到的带内信号产生至少I2S音频信号输出、立体声音频信号输出、单声道音频信号输出和多路基带音频信号输出中的一个。
优选地，本方法还包括如果接收信号是NTSC信号，则在单片集成的DTV接收器中，从所述已解码的接收信号产生复合NTSC信号。
优选地，本方法还包括在所述单片集成的DTV接收器中解调所述接收的带外信号。
优选地，本方法还包括在单片集成的DTV接收器中使用QPSK解调器解调所述接收的带外信号。
优选地，本方法还包括在所述单片集成的DTV接收器中纠错所述接收及解调的带外信号。
优选地，本方法还包括在单片集成的DTV接收器中，从所述处理过的接收的带外信号产生输出带外传输流。
优选地，所述带外传输流包括CableCard加密和安全数据。
优选地，本方法还包括通过集成在所述单片集成的DTV接收器中的片内处理器来解调所述带内信息。
根据本发明的一个方面，提供了其上已存有计算机程序的机器可读存储器，该程序至少含有一部分代码以处理电视信号，该至少含有的一部分代码可由机器来执行，使机器可执行以下步骤用单片集成的DTV接收器接收带内信号；在所述单片集成的DTV接收器中解调所述接收到的带内信号；在所述单片集成的DTV接收器中接收带外信号；在所述单片集成的DTV接收器中处理所述带外信号。
优选地，所述接收的信号是VSB信号、NTSC信号和QAM信号中的一种。
优选地，机器可读存储器还包括在单片集成的DTV接收器中，用来纠错所述解调及接收到的带内信号的代码。如果接收的信号是VSB信号，则产生已纠错的ATSC兼容信号；在单片集成的DTV接收器中，用来纠错所述解调的接收到的带内信号的代码。如果接收的信号是QAM信号，则产生已纠错的符合ITU-T J.83的信号。
优选地，所述符合ITU-T J.83的信号至少符合ITU-TM.83的附件A、附件B和附件C中的一种。
优选地，该机器可读存储器还包括在所述单片集成的DTV接收器中，如果接收信号是VSB信号，对所述己纠错的ATSC信号进行均衡的代码；在所述单片集成的DTV接收器中，如果接收的信号是QAM信号，对所述已纠错的符合ITU-T J.83的信号进行均衡的代码。
优选地，该机器可读存储器还包括在单片集成的DTV接收器中，从所述解调及接收到的带内信号产生输出MPEG传输流的代码。
优选地，所述输出MPEG传输流是串行MPEG传输流或并行MPEG传输流。
优选地，该机器可读存储器还包括在所述单片集成的DTV接收器中，如果接收到的带内信号是NTSC信号，用来对所述已解调的接收的信号进行解码的代码。
优选地，该机器可读存储器还包括在所述单片集成的DTV接收器中，从所述已解码、解调的接收到的带内信号至少产生一个I2S音频输出、立体声音频输出、单声道音频输出和多路基带音频输出的代码。
优选地，该机器可读存储器还包括在所述单片集成的DTV接收器中，如果接收到的带内信号是NTSC信号，从所述已解码的接收的信号产生复合NTSC信号的代码。
优选地，该机器可读存储器还包括在所述单片集成的DTV接收器中解调所述接收的带外信号的代码。
优选地，该机器可读存储器还包括在所述单片集成的DTV接收器中，使用QPSK解调器来解调所述接收的带外信号的代码。
优选地，该机器可读存储器还包括在所述单片集成的DTV接收器中，纠错所述已解调及接收的带外信号的代码。
优选地，该机器可读存储器还包括在所述单片集成的DTV接收器中，从所述处理过的接收的带外信号产生输出带外传输流的代码。
优选地，所述带外传输流包括CableCard加密和安全数据。
优选地，该机器可读存储器还包括通过集成在单片集成的DTV接收器中的片内处理器解调所述接收到的带内信号的代码。
根据本发明的一个方面，提供了处理电视信号的系统，该系统包括集成在单片集成的DTV接收器中的带内模拟前端；在所述单片集成的DTV接收器中，用来解调所述接收到的带内信号的解调器；集成在所述单片集成的DTV接收器中，用来接收所述接收的信号对应的接收的带外信号；集成在所述单片集成的DTV接收器中的带外接收器，用以处理所述接收的带外信号。
优选地，所述带内信号是VSB信号、NTSC信号及QAM信号中的一种。
优选地，本系统还包括ATSC FEC，如果接收到的带内信号是VSB信号，则该ATSC FEC在所述单片集成的DTV接收器中纠错所述解调及接收到的带内信号，产生已纠错的ATSC信号；符合ITU-T J.83的FEC，如果接收的信号是QAM信号，则该FEC在所述单片集成的DTV接收器中纠错所述解调及接收到的带内信号，产生已纠错的符合ITU-T J.83的信号。
优选地，所述符合ITU-T J.83的信号至少符合ITU-T J.83的附件A、附件B和附件C中的一种。
优选地，本系统还包括至少一个均衡器，如果接收的信号是VSB信号，则该均衡器在所述单片集成的DTV接收器中，对所述已纠错的ATSC信号进行均衡；如果接收的信号是QAM信号，所述的至少一个均衡器则在所述单片集成的DTV接收器中，对已纠错的符合ITU-T J.83的信号进行均衡。
优选地，本系统还包括在所述单片集成的DTV接收器中，从所述解调及接收到的带内信号产生输出MPEG传输流的带内输出接口。
优选地，所述输出MPEG传输流是串行MPEG传输流或并行MPEG传输流。
优选地，本系统还包括BTSC解码器，如果接收到的带内信号是NTSC信号，该解码器在所述单片集成的DTV接收器中，对所述解调及接收到的带内信号进行解码。
优选地，本系统还包括至少一个所述BTSC解码器和音频数模转换器，该音频数模转换器在所述单片集成的DTV接收器中，从所述已解码、解调及接收到的带内信号产生至少一个I2S音频输出，立体声音频输出，单声道音频输出和多路基带音频输出。
优选地，本系统还包括数模转换器，如果接收的信号是NTSC信号，该数模转换器在所述单片集成的DTV接收器中，从所述解调的接收到的带内信号产生复合NTSC信号。
优选地，本系统还包括QPSK解调器，其在所述单片集成的DTV接收器中解调所述接收的带外信号。
优选地，本系统还包括至少一个符合DVS-167的FEC和符合DVS-178的FEC，其在所述单片集成的DTV接收器中纠错所述已解调及接收的带外信号。
优选地，本系统还包括带外输出接口，其在所述单片集成的DTV接收器中，从所述已处理的接收带外信号产生带外传输流。
优选地，所述带外传输流包括CableCard加密和安全数据。
优选地，本系统还包括片内处理器，其在所述单片集成的DTV接收器中控制所述接收带内信号的所述解调。
优选地，本系统还包括产生耦合到所述带内模拟前端的54MHz时钟信号的第三谐波晶体。
通过以下的说明和附图，可充分理解本发明的这些优点和其他的优点、方面和新颖特点，以及其图示实施例的细节。
图1是现有的数据电视(DTV)接收器的方框图；图2是根据本发明实施例的单片集成的DTV接收器的功能框图；图3是根据本发明实施例的图2中带内模拟前端的方框图；图4是根据本发明实施例的图2中8/16 VSB改进型接收器模块的方框图；图5是根据本发明实施例的图2中QAM改进型接收器模块的方框图；图6是根据本发明实施例的图2中NTSC IF解调模块的方框图；图7是根据本发明实施例的图2中CableCard接口模块的带外(OOB)QPSK接收器的方框图；图8是根据本发明实施例可由主状态机用于针对符合EIA/CEA-909的接口模块的示范性步骤的流程图；图9是根据本发明实施例可由主处理器利用来访问HAB的示范性步骤的流程图；图10是根据本发明实施例的可由采集处理器利用来访问和处理HAB的示范性步骤的流程图示。
具体实施例方式
本发明的实施例可体现为用于集成在单个芯片中的残余边带(VSB)、正交调幅(QAM)、NTSC制式、带外(OOB)接收器的方法和系统。简而言之，单片残余边带(VSB)、正交调幅(QAM)、NTSC制式、带外(OOB)接收器均被称为单片集成的DTV接收器。根据本发明的一个方面，单片集成的DTV接收器具备即插即用DTV接收器的能力，它能处理北美数字有线电视和数字陆地广播电视兼容系统。因此，单片集成的DTV接收器使用标准清晰度和高清晰度数字格式(SDTV/HDTV)。此外，与NTSC制式视频标准兼容的NTSC解调器集成在单片集成的DTV接收器中。NTSC解调器的输出可被导向外部广播电视系统委员会(BTSC)或立体声/双声道(Zweiton M)解码器，其也可被发送至片内音频解码器。片内音频解码器可完全符合BTSC音频标准。单片集成的DTV接收器也包括集成的带外QPSK接收器，比如说，它可适于处理符合CableCard规范的CableCard。
CardCard，通常称为配置点(POD)可移动安全模块，其可用来实现可移植性的模块。在这个方面，CableCard将机顶盒的一些特性和功能如加密、安全和其他私有网络特性转移至可移动设备或媒体。可移动设备或介质在尺寸上与内存卡如PCMCIA(个人计算机存储卡国际协会)卡相似。CableCard可嵌入或插入主设备，例如机顶盒或DTV接收器，并且可以提供条件访问功能。主系统，例如DTV接收器，可以利用条件访问功能对加密的数字内容进行解密。CableCard允许接收器的所有者从第一服务提供商转换到第二服务提供商而不必购买适用于第二服务提供商的新接收器。在这方面，当接收器所有者转换到第二服务提供商，只需要用第二服务提供商的相关信息来替换或升级CableCard。
集成在单片集成的DTV接收器中的QAM解调器和VSB解调器可称为集成数字接收器。集成在单片集成的DTV接收器中的模拟前端(AFE)可适用于接收居于标准电视图像(IF)频率中心的模拟信号。模拟前端可适用于利用集成的可编程增益放大器和模数转换器来放大并数字化接收的模拟信号。模数转换器的输出可传递到由QAM解调器和VSB解调器组成的集成DTV接收器。QAM解调器和VSB解调器各由一个或多个配置成去除或减少多通路传播影响、NTSC共频道干扰和RFI干扰的自适应滤波器组成。
VSB解调器的输出可传递到具有集成网格和Reed Solomon解码器的ATSC A/53编码前向纠错器(FEC)。QAM解调器输出可传递到ITU-T J.83附件A/B/C编码前向纠错器(FEC)。ATSC A/53编码前向纠错器和ITU-T J.83附件A/B/C编码前向纠错器的输出可以并行或串行MPEG-2传输格式来传递。NTSC解调器可适用于滤除和解调模拟NTSC和FM音频信号并通过片内数模转换器传递一个复合输出。
IF调制音频输出可由第二片内数模转换器提供。片内或集成的BTSC解码器可配置成解码来自NTSC解调器的基带多路音频，该NTSC解调器通过一对高精度音频数模转换器提供例如立体声左/右声道(L/R)、单声道或分离的音频编程(SAP)输出。因为必要的锁相环(PLL)作为耦合到片内主锁相环(PLL)的单个外部时钟信号的基准，增益、时钟、载波、采集和跟踪环可在片内集成。芯片配置、频道收集和性能监视功能可由使用不同软件代码和应用的片内采集处理器来处理。
图2是根据本发明实施例的单片集成的DTV接收器的功能框图。参照图2，单片集成的DTV接收器202包括带内模拟前端(AFE)模块204、ATSC 8/16VSB改进型接收器模块206、QAM改进型接收器模块208、NTSC IF解调器模块210、ATSC前向纠错(FEC)模块212、符合ITU-T J.83附件A/B/C的前向纠错(FEC)模块214、带内输出接口模块216、D/A模块224。图2也图示了用于CableCard接口模块的带外(OOB)QPSK接收器226，BSC主接口模块228、通用输入/输出(GPIO)/通用输出(GPO)接口模块230、符合EIA/CEA-909的接口模块232和调试接口模块234。图2所示的单片集成的DTV接收器202还包括BSC/SPI从接口模块236、主访问缓冲器(HAB)模块238、采集处理器240模块和主PLL模块242。
图3是根据本发明实施例的图2中带内模拟前端模块的方框图。参照图b，带内模拟前端240包括可编程的增益放大器(PGA)模块252、自动增益控制模块(AGC)254和模数(A/D)转换器256。自动增益控制模块254包括数字AGC，其适用于控制或调整图2中所示的QAM接收器205、VSB接收器206、NTSC解调器210可见的不同功率级。这些电压级的调整可用于去除或减少进入单片集成的DTV接收器的信号的任何幅度变化所带来的影响。这些电压级的调整可为带内模拟前端模块250中的模数转换器提供优化负载。
Sigma-Delta DAC可适用于相当简单地将数字值转换成模拟值。DAC的输出是一个提供作为Sigma-Delta DAC输入的控制字的脉冲编码调制(PCM)表示。耦合到DAC输出的外部低通滤波器可适用于对DAC输出积分以去除不需要的高频分量。因此，低通滤波器产生的模拟电压可正比于二进制编码控制字。
带内模拟前端(AFE)250可配置成接收普通IF中心频率的模拟信号。内部可编程资源放大器252提供增益以调制进来的信号等级。增益基于闭环自动增益控制。
8/16VSB接收器模块206、QAM改进型接收器模块和NTSC IF解调器模块210和结合在一起的BTSC解码器模块222可称为带内接收器。根据本发明实施例，来自带内模拟前端的单个模数转换器输出可传递到组成带内接收器的三个接收器。因此，在任何特定时间，组成带内接收器的三个接收中只有一个运行。
ATSC A/53数字电视标准是由数字高清晰度电视制造商大联盟制定并在美国成为SDTV和HDTV信号陆地传输的认可标准。ATSC A/53数字电视标准基于八级残余边带(8-VSB)网格解码的调制格式，其额定有效载荷数据率在6MHz频道约为19.4Mbps。该标准也指定了用于有线电视环境的高数据率模式，该模式利用16-VSB在6MHz频道提供有效载荷数据率为38.3Mbps。此模式符合ITU-T J.83附件D规范。单片集成的DTV接收器中的ATSC 8/16 VSB改进型接收器206符合ATSC A/53数字电视标准的普通和高数据率模式。
图4是根据本发明实施例的8/16 VSB改进型接收器模块206的方框图。参照图4，8/16 VSB改进型接收器模块206包括相位恢复模块262、时序恢复模块264、采集/跟踪环路及时钟产生模块266和输出处理模块268。输出处理模块268包括前馈均衡器(FFE)模块268a、决策反馈(DFE)268c和分片去旋转器268b。
为实现载波恢复，8/16VSB改进型接收器206中的相位恢复模块262中的载波频率/相位恢复和跟踪环路可以是全数字化环路，它可以同时提供宽采集范围和大相位噪声跟踪能力。此环路可配置成利用导航跟踪和决策导向技术来估计频率/相位补偿的角度和方向。此环路可通过积分比例滤波器滤波，其中的滤波器的积分和线性系数是可编程的，以建立环路带宽。单片集成的DTV接收器202可以利用可配置成从积分器读取关联数据的适当的逻辑、电路和/或代码来提供环路监视。
在ATSC 8/16 VSB改进型接收器206中时序恢复环路模块264中的时序恢复环路包括时序误差判别器、环路滤波器和控制数字重采样的数字时序恢复模块。时序误差判别器可适用于为每一个经过具有可编程系数的数字积分比例低通滤波器滤波的符号输出新值。根据本发明的一个方面，采集处理器模块240可读取积分环路以实现环路监视或是写入积分环路以实现直接控制。对于过采样的数据流，至少环路滤波器的高位部分可应用于从过采样数据流中正确重构采样数据的重采样数字滤波器。
在陆地广播环境，来自NTSC发射器的射频干扰(RFI)和共频道干扰通常是降低接收信号质量的潜在问题。ATSC 8/16 VSB改进型接收器206包括可配置成减少共频道干扰影响的自适应滤波器。在这个方面，自适应滤波器在检测到的NTSC亮度、颜色和音频副载波所在的频谱放置槽口。在本发明的一个方面中，自适应滤波器可在频谱中放置槽口以检测和取消窄带干扰源。
尽管8/16 VSB改进型接收器260中的均方根Nyquist滤波器(未显示)将确保在标准频道上没有符号问干扰(ISI)，但是它们不能去除频道特性缺陷引起的ISI。因此，ATSC 8/16 VSB改进型接收器260利用前向馈均衡器(FFE)模块268a和决策反馈均衡器模块268c来减少幅度和相位失真，该减少幅度和相位失真是由变化的多通路传播的陆地广播产生的ISI而引起的。除了自适应均衡，决策反馈均衡器(DFE)模块268c在载波恢复环路的控制下使用正交合成器和复杂混合器来对已均衡的点群进行相位恢复，从而跟踪剩余载波偏移和瞬时相位偏移。
QAM改进型接收器模块208可适用于支持QAM解调，它接收居于标准电视IF频率中心的模拟信号，并利用集成的可编程增益放大器和模数转换器以放大及数字化此信号。QAM改进型接收器208解调、匹配滤波并自适应的过滤此信号以去除多通路传播影响和窄带共频道干扰。QAM改进型接收器模块208中的集成网格和Reed Solomon解码器适用于支持用于纠错的ITU-T J.83附件A/B/C编码格式。来自QAM改进型接收器模块208的输出数据流可以串行MPEG-2格式进行格式化及传递。时钟、载波和增益采集与跟踪环路集成在片内作为必需的锁相环，所有锁相环可作为耦合到主PLL模块242的单个外部晶体的基准。
QAM改进型接收器模块可在多个标准化模式中运行，例如CATV ITU-TJ.83附件A/C模式。ITU-T J.83附件A/C标准主要在美国以外地区用于数字有线电视应用。在欧洲，ITU-T J.83附件A/C标准称为有线数字视频广播(DVB-C)标准。数字音频视频委员会(DAVIC)已采用DVB-C标准和随同的多种扩展来支持256-QAM。IEEE802.14委员会已采用附件A/C作为用于有线调制解调器的两个可能物理层标准中的一个。尽管如此，如ITU-T J.83附件A和C及所有DAVIC扩展中所描述的，QAM改进型接收器模块208为完整标准提供支持包括高达8MHz的通信波道。
QAM改进型接收器模块208也可适用于在ITU-T J.83附件B模式中运行并为ITU-T J.83附件B标准提供支持。ITU-T J.83附件B标准目前是美国用于CATV网络上的数字电视传递的主要标准。ITU-T J.83附件B已作为物理层标准被多数组织采用，例如有线电讯工程师协会(SCTE DVS-031)、多媒体有线网络系统(MCNS-DOCSIS)和IEEE 802.14委员会。
图5是根据本发明实施例的图2中QAM改进型接收器模块208的框图。参照图5，QAM改进型接收器模块208包括相位恢复模块272、时序恢复模块274、采集/跟踪环路及时钟发生模块276和输出处理模块278。输出处理模块278包括前馈均衡器(FFE)模块278a、决策反馈均衡器(DEF)模块和分片去旋转模块278b。
为实现载波恢复，QAM改进型接收器270中的载波频率/相位恢复模块和跟踪环环路可以是全数字化环路，它可以同时提供宽采集范围和大相位噪声跟踪能力。此环路可配置成利用决策导向技术来估计频率/相位补偿的角度和方向。此环路可通过积分比例滤波器，其中滤波器的积分和线性系数是可编程的，以便可建立和管理环路带宽。来自环路滤波器的数据可用来控制直接数字频率合成器，以提供高度精确的频率发生和精细的相位分辨率。QAM改进型接收器模块270可利用可配置成从积分器读取关联数据的适当的逻辑、电路和/或代码来提供环路监视。
在QAM改进型接收器270中时序恢复环路模块274中的时序恢复环路包括时序误差判别器、环路滤波器和控制数字重采样的数字时序恢复模块。时序误差判别器可适用于为每一个经过具有可编程系数的数字积分比例低通滤波器滤波的符号输出新值。在本发明的一个方面，采集处理器模块240可读取积分环路以实现环路监视或是写入积分环路以实现直接控制。对于过采样的数据流，来自环路滤波器的数据可用来从过采样数据流中正确重构采样数据的重采样数字滤波器。
在有线电视系统中，由模拟CATV频道所产生的交调分量可引起窄带共频道干扰。因此，QAM改进型接收器模块270可包括在这些副载波所在频谱中放置槽口的自适应滤波器。自适应滤波器的使用减少了交调分量的影响。
在QAM改进型接收器模块270中的相位恢复模块272可适用于使用如正交合成器和复杂混合器来对已均衡的点群进行相位恢复。载波恢复环路可用来跟踪载波偏移和瞬时相位偏移。QAM改进型接收器模块270包括减少某些符号间干扰(ISI)影响的均方根Nyquist滤波器(图未示)。尽管均方根Nyquist滤波器将确保标准频道上没有符号间干扰(ISI)，但是它们不能去除频道特性缺陷引起ISI。因此QAM改进型接收器模块270利用前馈均衡器模块(FFE)278a和决策反馈均衡器模块(DRE)268c来消除最坏情况下变化的多通路传播的同轴电缆频道产生的ISI。在本发明中，盲收敛算法可方便均衡器采集。
符合ITU-T J.82附件A/B/C的前向纠错(FEC)模块214，也可称为A/53 FEC解码器，包括网格解码功能、卷积解交错功能、Reed-Solomon解码功能和解随机处理功能。A/53 FEC解码器模块214可适用于从8/16-VSB接收器接收软决策并定位相应的段和域同步信号。在使用八级VSB的情况下，接收的数据可通过适用于如最大可能性序列评估器(MLSE)功能的网格解码器来传递。对于8-VSB及16-VSB，此数据通过卷积解交错器传递到能纠正每个RS块中多个符号错误的Reed-Solomon(RS)解码器。所得的数据可进行解随机处理并传输到输出端，例如作为MPEG-2串行或并行格式化的、包括同步和数据时钟的数据流输出。A/53 FEC解码器模块214可配置成通过在输出MPEG-2数据流设置使能传输错误指示(TEI)标记来发送信号表示存在不可纠正的错误。
集成在单片集成的DTV接收器中的ITU-T J.83附件A/B/C FEC模块214可耦合到输出处理模块278的输入端。ITU-T J.83附件A/B/C FEC模块214可包括适用于支持通常使用的有线系统交织深度特性的内部存储。
ITU-T J.83附件B解码器支持由连接的编码机制提供，此机制包括网格解码、解随机处理、卷积解交错、Reed-Solomon(RS)解码及校验和解码。这连接的编码机制与随同的交织提供了更优越的编码增益以抵消高斯噪声，而且仍然提供良好的保护以防突发错误。符合ITU-T J.83附件B的解码器可集成在ITU-T J.83附件A/B/C FEC模块214中。通过接收和处理来自均衡器模块270的软决策，网格解码器可提供并配置例如最大可能性序列评估器(MLSE)的功能。来自网格解码器的所得的输出序列可传输到帧同步模块和解随机处理模块进行处理。来自同步模块的输出数据可传输到Reed-Solomon解码器，它可配置成纠正例如每个RS块的3个符号错误。符合ITU-T J.83附件B的解码器的最终级可提供校验和解码。此类型的处理提供精确的方式以检测包括不可纠正错误的块。ITU-T J.83附件A/B/C FEC模块214可适用于辨识和报告MPEG-2流中的不可纠正错误。
符合ITU-T J.83附件A/C的解码器支持可通过如帧同步、卷积解交错、Reed-Solomon纠错和解随机处理等功能来提供。帧同步模块可适用于接收来自输出处理模块270的硬决策并锁定到反相的同步字节格式。在本发明的一个方面中，帧同步采集和保持特性可通过主接口设置。
一旦同步完成，具有可编程深度的卷积解交错器可采用Ramsey类型III方法来解交错数据。解交错后，所得的数据符号可传递到适用于纠正例如高达8个符号错误每个RS块的Reed-Solomon解码器。所得的已纠错输出可进行解随机处理以取消在发射调制中插入的随机化。所得的输出信号可包括具有包同步和数据时钟的串行或并行MPEG-2数据。如果传输错误指示(TEI)标志在MPEG-2流中被激活，附件ITU-T J.83A/C FEC模块214可通过设置该标志而报告不可纠正的错误。
NTSC IF解调器(IFD)模块210适用于接收和处理模拟NTSC IF电视信号，并产生输出数字基带复合视频广播信号(CVBS)或可以是单声道信号或BTSC基带多路信号的输出数字音频信号。图6是根据本发明实施例的图2中NTSCIF解调器模块的功能框图。参照图6，NTSC IF解调器模块282包括解调器模块284、音频数据通路模块286和视频数据通路模块288。音频通路模块的输出286是模拟多路调制IF音频信号。视频数据通路模块288的输出是NTSC制式的输出。
解调器模块284适用于从带内模拟前端204接收输出信号，此信号可传输至解调器模块284中的数字混合器。该数字混合器可将来自带内模拟前端204的输出信号中的IF数据转换成复杂的基带数据流。导航恢复环路可用来控制数字混合器的运行。数字混合器的输出可经过滤波传输到音频数据通路模块286。
音频数据通路模块286包括复杂混合器、滤波与清除级、频率解调级。复杂混合器可把FM音频信号，如4.5MHz NTSC载波转变为基带信号。滤波与清除级可适用于从信号中去除视频信号并减小它的采样率。所得的已清除信号可采用频率调制以产生单声道或基带BTSC多路信号。
视频数据通路模块288包括Nyquist滤波器、群延时滤波器、音频捕捉滤波器、增益/DC电平补偿模块。Nyquist滤波器可配置成执行Nyquist整形，传统上采用SAW滤波器在IF完成。群延时滤波器在指定的FCC掩码内提供群延时补偿。音频捕捉滤波器可从视频信号里去除音频信号。不同的音频捕捉滤波器可根据不同的音频载波位置来实现。增益/DC电平补偿模块可从视频解码器获得AGC和DC电平信号并相应地调整信号以取得用于复合视频广播信号(CVBS)的合理的信号负载和DC电平。
视频数据通路288的输出可通过集成在单片集成的DTV接收器202中使用例如高速CMOS DAC技术的视频数模转换器模块218(图2)发送。此数模转换器模块218可配置成支持复合视频广播信号(CVBS)输出。来自音频数据通路286的多路调制IF音频输出可适用于混合来自NTSC IF解调器模块210上至可编程IF的预解码的音频输出。所得的混合信号可通过视频数模转换器模块220传递，从而产生IF音频信号。数模转换器模块220可集成到使用例如高速CMOD DAC技术的单片集成的DTV接收器202。数模转换器模块220也可配置成支持已调制的IF音频信号。
耦合到ATSC FEC模块212和ITU-T J.83附件A/B/C FEC模块214的带内输出接口模块216可适用于净化从ATSC 8/16 VSB改进型接收器模块212和QAM改进型接收器模块208接收到的包括抖动的信号。因此，带内输出接口模块216可将ATSC FEC模块212和ITU-T J.83附件A/B/C FEC模块214的输出缓冲到如先进先出(FIFO)缓冲器中。所得的输出数据可由FIFO缓冲器使用主PLL模块242产生的平滑时钟来读出。输出时钟频率锁定在FEC 212、214时钟频率的平均值。带内输出接口模块216适用于格式化单片集成的DTV接收器216的串行或并行MPEG传输数据流中的输出。带内输出接口模块216也可执行独立的同步信号、误差和时钟反相，独立的数据和/或时钟抑制和/或可变的同步和有效持续长度。
使用高速CMOS DAC技术，数模转换器模块218和220集成到单片集成的DTV接收器中。数模转换器模块218配置成支持复合视频广播信号(CVBS)输出。因此，数模转换器模块218可产生复合NTSC输出，数模转换器模块218配置成产生IF音频输出。
BTSC解码器模块222耦合到NTSC IF解调器模块210并从NTSC IF解调器模块210接收输入的符合美国BTSC的基带多路TV音频信号。BTSC解码器模块222可适用于运行在如支持32KHz、44.1KHz和48KHz I2S输出等多输出速率的单频道模式。BTSC解码器模块222也可适用于产生立体声输出、单或双声道输出或独立分离音频编程(SAP)输出。
BTSC解码器模块222适用于具有例如数字多频道电视声音解码器所具有的功能。由NTSC IF解调器提取出的基带模拟BTSC复合信号可由BTSC解码器模块222接收，并完全按数字逻辑进行处理以恢复主要的左右频道(L+R)、立体声(L/R)频道或SAP频道。立体声解码包括差频道的和(L+R)频道、差(L-R)频道解码和重建矩阵以恢复左(L)和右(R)频道。主要频道(和频道或单频道)解码可作为立体声解码的子集来处理。差频道解码可包括使用例如PLL、双边带(DSB)解调和对解码差信号低通滤波来恢复导频音。可变降低重要性的电路可降低符合DBX-TV的噪声。和频道解码可包括低通滤波和降低重要性处理。第二音频编程(SAP)解码功能可包括FM解调和DBX可变降低重要性处理以及可用于领航载波和SAP FM载波的集成功率检测器。BTSC解码器模块222可基于导频音功率和SAP解码自动地在立体声和单声道互调切换。静音的实现可基于结合SAP FM载波的功率。
来自BTSC解码器模块222的解码器PCM输出可编程为如32KHz、44.1KHz和48KHz的采样率。这些数据率可由片内音频数模转换器224支持。此外，左/右频道PCM可通过I2S总线或片内音频数模转换器数字化地输出。
音频数模转换器模块224可适用于产生自BTSC解码器模块222的左(L)和/或右(R)音频信号的模拟信号表示，或产生来自NTSC IF解调器模块210的预解码的基带多路音频信号的模拟信号表示。来自数模转换器模块224的模拟输出代表了来自NTSC IF解调器的预解码的基带多路音频信号，可由适于接收基带输入的外部BTSC解码器利用。
音频数模转换器可向上采样BTSC解码器模块222的输出并对其进行编码。来自音频数模转换器的模拟数据输出是对应于进入音频数模转换器的数字输入的串行格式。差分输出可通过外部低通滤波器滤波以产生模拟音频。来自BTSC解码器模块222的音频数模转换器224的输入可具有48KHz、44.1KHz或32KHz的采样率。音频数模转换器224可向上采样其输入，过滤所得的上采样的数据并调制滤波后数据中的左、右部分。分开的左、右映射器可用来将数字调制器输出转换成具有不同的取决于调制值的高、低时间的串行脉冲格式。
图7是说明根据本发明实施例的图2中的CableCard接口模块226的方框图。为便于说明，用于CableCard接口模块226的带外(OOB)QPSK接收器可称为带外接收模块226。参照图7，带外接收模块302可包括带外(OOB)模拟前端(AFE)304、带外(OOB)QPSK解调器306、DVS-167 FEC/DVS-178 FEC模块308和带外输出接口模块310。OOB AFE模块304包括可编程增益放大器、模数转换器、自动增益控制和压控振荡器(VCO)。
集成在单片集成的DTV接收器202中的带外接收模块302可用于IF中心信号。集成在带外接收器模块302的OOB AFE模块304利用频率灵敏的本地振荡器(LO)，它可适用于将70MHz至150MHz间的任何频道向下转换成SAW中心IF。
带外QPSK解调器模块306可从模数转换器接收IF采样输入，并利用载波恢复环路驱动的全正交混合器将采样输入向下转换成基带信号。所得的基带数据流可在时钟恢复环路的控制下重新采样，从而产生在频率和相位上都正确采样的数据流。I和Q基带信号分量可由双均方根Nyquist滤波器过滤。
带外接收模块302包括例如两个自动增益控制环路(AGC)的设备。第一环路可在可编程增益放大器内局部封闭并称为内IF环路或AGC环路。第二环路可在调谐器内封闭并称为外调谐器环路或延迟AGC环路。因此，增益控制可分成内、外调谐器环路。每个环路包括功率评估、阈值比较和一阶环路滤波器。滤波器输出可用来在内环路的情况下直接控制PGA增益，也可在外环路的情况下馈送到sigma-delta调制器以产生模拟控制电压。
由时序错误判别器、环路滤波器和数字时序恢复模块组成的波特恢复环路可用来控制数字重采样器。时序错误判别器适用于为每个波特输出新值，此波特通过具有可编程系数的数字积分脉冲比例低通滤波器滤波。可读取环路积分器用以提供环路监视，或写入此积分器以实现采集处理器240直接控制。来自环路滤波器的数据可应用于数字化控制的允许波特率变化的频率合成器。
带外接收器模块302包括可以是全数字环路的带外载波频率/相位恢复和跟踪环路，它们配置成同时提供宽采集范围和大相位噪声的跟踪能力。带外载波频率/相位恢复和跟踪环路适用于估计频率/相位补偿的角度和/或方向。集成的脉冲比例滤波器可用来过滤带外载波频率/相位恢复和跟踪环路。环路带宽可通过对积分脉冲比例积分滤波器的积分和线性系数编程来调整。环路滤波器输出可用来控制例如去旋转器。可读取积分器以提供环路监视和/或直接写入积分器以提供采集处理器240控制。
OOB QPSK接收器模块306包括具有前馈支路和反馈支路的精度反馈均衡器(DFE)，此均衡器适用于去除或减少由最差情况下的同轴电缆信道包括各种如无终端接头的残端的损害而产生的ISI的影响。均衡器系数可每波特周期被更新一次以便提供快速的收敛。
DVS-167(DAVIC)FEC/DVS-178(DIGICIPHERII)FEC模块308也可称为带外FEC模块308，其包括帧同步功能、解交错功能、Reed-Solomn(RS)解码功能和解随机处理功能。这些功能的至少一部分是可编程的，使得带外FEC模块308即可适于处理DigiCipherII的也可适于处理DAVIC的带外FEC规范。
BSC主接口模块228包括BSC接口和SPI接口。BSC接口可适于支持BSC操作模式，SPI接口可适于支持SPI操作模式。BSC操作模式允许通过串行接口来控制单片集成的DTV接收器202(图2)，该串行接口可与至少I2C总线的子集兼容。包括串行数据(SDA)信号和串行时钟(SCL)信号的微控制器接口可用于控制耦合到公共总线上的多个设备。耦合到公共总线上的设备的寻址可以通过两线接口上已建立的协议来完成。I2CTM接口规范定义了多个可用于多主系统的寻址模式和协议，在此通过引用结合于本文中。在本发明的一个方面中，BSC主接口模块228可配置成使耦合到总线上的设备不响应普通呼叫地址。但是，本发明不限于此。
一般地，对于I2C设备而言，SDA和SCL信号是具有开漏极输出驱动的双向信号。这允许多个设备可按带有外部上拉电阻的线与配置而连接到总线上。在单片集成的DTV接收器202中，SDA信号可以是双向的，但是SCL只可用作输入，这是因为单片集成的DTV接收器202可适于作为从设备工作。在正常工作时，数据传送可由SCL信号以数据的每个比特位一个SCL脉冲记录下来，可要求SDA信号在SCL信号为高电平时处于稳定状态。在SCL为高电平时，用SDA的跳变来发送接口开始(S)、停止(P)以及重复开始(Sr)状态的信号通知。开始状态可定义为在SCL信号为高时高至低的跳变。对应的停止状态可定义为在SCL信号为高时低至高的跳变。数据传输可由开始状态起，而由停止状态终止。在一个传输周期内的重复开始可用于更改数据流的方向或用于改变例如寄存器的基地址。数据传输操作可出现在例如8比特的块中，各个块可由指定的接收器通过产生确认信号(A)而被确认。确认信号可针对要传送的每个块产生于例如SCL信号的第九个脉冲上。可以理解，在不背离本发明的各个方面的情况下，可以更改本文中所引用的工作模式的信号电平。
为执行写操作，公共总线上的主设备通过在SCL信号为高时将SDA信号拉低而产生开始状态。其用信号通知单片集成的DTV接收器侦听公共总线以便得到它的片址。总线上的主设备随后可发送例如片址和R/W信号。公共总线上的各个从设备随后可将公共总线上的该地址与其自己的地址进行比较，如果发送的地址与设备自身的地址之间相匹配，则向主设备发出确认。如果不相匹配，则从设备可忽略当前传输的其余部分。单片集成的DTV接收器202的从地址(图2)是可经由一个或多个地址引脚而进行编程的。
在公共总线上的主设备向单片集成的DTV接收器202写入的情况中，数据的下一字节可由芯片解释为寄存器基址。这可用作用于存储所接收的数据的下一字节的位置地址。此基址可随数据的每个字节的接收而递增，从而允许在一次传输中对相邻的寄存器块编程。可以采用多次传输和通过使用重复开始状态来对不相邻的块进行编程，这允许可在主设备没有放弃总线控制的情况下指定新的片址和寄存器基址。在传输结束时，寄存器基址可指向写入的最后一个寄存器。传输可在接收到停止状态时便终止。
读操作可以类似于写操作的方式进行。在此方面，公共总线上的主设备可在芯片地址以及R/W信号之后产生开始状态。如果确认的话，则主设备可在产生SCL信号的时候侦听SDA信号。在主设备接收到一个字节之后，如果它想要接收另一字节的话，则它将确认当前已接收到的字节。在传输结束时，主设备不可向从设备发出确认，并可产生停止状态以终止传输。基址寄存器可用于确定正读取的位置，该地址可随每次连续的读取而递增。在读操作结束时，基址可最后一个读取之后指向寄存器。由于基址寄存器可以通过写操作来进行编程，因此为了改变传输方向，普通的读取可要求具有重复嵌入的开始的两次访问和单次访问。
在SPI操作模式中，引脚可设为逻辑1，这允许通过串行接口控制单片集成的DTV接收器202，该串行接口可以与至少同步串行外围互连(SPI总线规范)的子集兼容。微控制器接口可用于控制串行时钟(SCK)信号、从选择(SS)信号、主入/从出(MISO)信号以及主出/从入(MOSI)信号。可添加支持以助于从单片集成的DTV接收器202进行的传送。因此，在SPI传送期间发送到从设备的作为命令字节的前两个字节之后可以是地址字节，任何其余的字节可为数据字节。命令字节可包括7比特的保留字，之后是单个位R/W信号，该信号确定传输的数据方向。下一字节可以是8比特的寄存器基址，它可在写操作时用作存储已接收的数据的下一字节的位置，或者用作存储在读操作时从中检索出数据的下一地址的位置。基址可随传送或接收数据的每个字节而递增，这可允许在一次传输过程中存储或读取相邻的寄存器块。非相邻的寄存器块可通过多次传输而进行存储或读取，这要指定新的命令字节和寄存器基址。该传输可通过反断言主设备的从选择信号而终止。所述的比特分配是用于举例说明，本发明不限于此方面。
通用输入/输出(GPIO)/通用输出(GPO)接口模块230包括指定的通用I/O逻辑(GPIO)的一个或多个比特位。每个引脚可通过一个或多个控制寄存器而独立编程为输入或输出。每个引脚可通过一个或多个控制寄存器而写入或读取。每个引脚可通过一个或多个控制寄存器进行写入或置为三态。所拥有的寄存器可用于确定主处理器或采集处理器240是否具有相关的数据入、数据出和/或输出使能寄存器的写优先权。通用输入/输出(GPIO)/通用输出(GPO)接口模块230中的GPIO/GPO引脚可以与带外和音频输出共享。
符合EIA/CEA-909的接口模块232包括天线控制接口，天线控制接口适于实现最佳的电视接收。为优化天线装置的信号接收，单片集成的DTV接收器允许主系统控制天线装置的特征和/或位置。符合EIA/CEA-909的接口模块232能够处理模式A和/或模式B操作。该接口内的状态机确定连接的天线是否能够在模式B下操作。
在本发明的一个实施例中，符合EIA/CEA-909的接口模块232包括天线检测输入引脚、接收数据输入引脚和传送数据输出引脚。无论何时连接或去除了天线，则天线检测输入引脚均可启动或禁用符合EIA/CEA-909的接口模块232。接收数据输入引脚可配置成使它对于模式B操作时是有效的。传送数据输出引脚可用于将数据从单片集成的DTV接收器传送到耦合于其上的天线中。可对接收和传送数据以约8KHz的比特率进行脉宽调制。在本发明的一个实施例中，逻辑“0”可以近似地用41微秒的脉冲定义，而逻辑“1”可近似地用83微秒的脉冲定义。然而，本发明并不限于这些所举的示范性值。
图8是说明本发明可由主状态设备用于符合EIA/CEA-909的接口模块232的实施例的示范性步骤的流程图。参照图8，在步骤502中，开始对符合EIA/CEA-909的接口模块232进行初始化，随后以空闲状态进入步骤504。在步骤506中，确定天线检测信号(ant_dett)是否被断言。如果天线检测信号(ant_dett)是被断言的，则在步骤508中，可以激活传送状态机。在步骤510中，确定是否进行了传送。如果传送还未进行，则重复步骤510。如果完成了传送，则在步骤512中，确定是否存在初始传送或模式B操作。如果存在初始传送，则在步骤514中，可激活消息对消息定时器。在步骤526中，确定定时器是否计时满。如果定时器计时满，则在步骤516中，等待下一消息。在步骤520中，确定是否接收了新的消息。如果接收了新的消息，则控制返回到步骤508，在这里，激活传送状态机。在步骤512中，如果确定它不是初始传送或模式B操作，则在步骤522中，激活接收状态机。在步骤524中，确定接收是否完成。如果接收未完成，则重复步骤524。如果接收完成了，则执行步骤518，在该步骤中，等待下一消息。
调试接口模块234例如可以是JTAG兼容调试接口。调试接口模块234可以是与IEEE Std.1149.1兼容的测试访问端口(TAP)，其通常称为JTAG边界扫描接口。
BSC/SPI从接口模块236包括BSC接口模块和SPI接口模块。BSC接口模块可以控制BSC接口模式，串行外围互连(SPI)接口模块可以控制SPI接口模式。在BSC模式中，单片集成的DTV接收器202可通过与I2C总线的至少一个子集兼容的串行接口而进行控制。在本发明的一个实施例中，可利用包括有串行数据(SDA)和串行时钟(SCL)信号的两个信号来控制与公共串行总线耦合的多个装置。通常来说，与串行总线耦合的装置可通过为在两线接口上提供通信而建立的各种协议来寻址。例如，I2C规范定义了在双线串行总线应用中使用的多个寻址模式和/或协议。虽然BSC接口模块可利用I2C串行总线接口的子集，然而串行总线可以使得与串行总线相连的装置不会响应于全呼地址。
在SPI模式中，单片集成的DTV接收器202可经由至少与同上串行外围互连(SPI)总线的子集兼容的串行接口来进行控制。在本发明的一个实施例中，可以采用包括有串行时钟(SCK)信号、从选择(SS)信号、主入/从出(MISO)信号和主出/从入(MOSI)信号的四个信号来控制与公共串行总线相连的多个装置。可以增强SPI接口的至少一个协议层或添加至少一层，以便促进来自单片集成的DTV接收器202中的传输。
采集处理器模块240包括至少一个可编程的采集处理器。可利用适当的代码来管理和/或控制采集处理器的操作，以便降低对主机程序的需求。利用简单应用编程接口(API)可进行从主机到内处理器的通信。
主机通过主机存取缓冲(HAB)模块238向单片集成的DTV接收器202发出指令，并且询问单片集成的DTV接收器的状态和采集处理器的内部状态。为了访问集成在单片集成的DTV接收器202中的片内接收器，主机可在HAB238中发出读或写请求的通知，以便访问寄存器。当采集处理器240处于它可服务主机请求的状态中时，采集处理器240可执行该请求，然后返回到它的其它编程任务中。这就在采集处理器240方便这样做时允许请求在时隙中被服务，而不会影响采集时序。
主机存取缓冲器238可容纳一系列访问请求。各请求包括关于将访问的位置的信息、识别读或写的操作、定义存取长度、数据段的所需数量以及与该请求有关的状态位。提供对主机存取缓冲器238的访问的判优可在硬件级和/或软件级进行。可以利用主机存取缓冲指令位(HAB_CMD)来禁止同时访问主机处理器和本地处理器。主机可以建立访问，采集处理器(AP)240可在HAB_CMD位被断言时禁止访问主机存取缓冲器238。在已经发出了请求之后，主机可以不断言HAB_CMD，采集处理器240可允许被访问。主机可以不访问主机存取缓冲器238，直到采集处理器断言HAB_CMD位为止。可利用一个或多个位来控制主机或本地处理器对主机存取缓冲器的存取。
当主机处理器确定它需要访问单片集成的DTV接收器时，其检查HAB_CMD位的状态，以确定没有未被处理的未决请求。在主机处理器在HAB_CMD＝1时尝试执行对HAB 238的访问的情况下，就可能会产生HAB访问违例。在这种情况下，主机接口可以继续完成访问，但在写入时HAB 238实际上不会被写入，或者在读取时从HAB 238中读出的数据不是有效的。因此，可能会为例如主机系统和/或处理器产生错误状态，和/或将这一错误状态报告给例如主机系统和/或处理器。例如，可以在状态寄存器如HAB状态寄存器HAB(H_STAT1)中设定错误位(H_HAB_ER)，该错误位可根据中断使能的值来产生主机处理器或系统的一个中断。这类违例毫无例外地对将继续进行的采集处理器的操作没有影响。如果HAB_CMD＝0，主机可发出请求或一系列请求到这些请求会占据HAB 238中的有效空间的位置点处。在请求发出之后，主机处理器可将HAB_CMD位设定为逻辑1。在本发明的一个方面中，当HAB_CMD位设定为逻辑1时，就为采集处理器240和/或主机处理器产生一个中断。一旦HAB 238指令位被设定为逻辑1，主机处理器就无法访问HAB238，直到整个缓冲器已被服务并对HAB_CMD清零为止。主机处理器或系统可取决于采集处理器以时序方式执行这些请求的能力。
在于HAB 238中发出了读取的情况下，主机处理器可能需要等待到HAB_CMD位被采集处理器240清零为止。这表示主机存取缓冲器238包含有所有请求数据。主机然后执行对主机存取缓冲器238的读取，并且取来请求数据。一旦数据被检索，主机便根据需要发出更多的请求。
主机存取块238可用于对一系列访问请求排队。各请求包括与待访问位置、读/写指示器、存取长度、数据段的所需数量和请求的状态位相对应的信息。可在硬件级对HAB存取的判优进行管理。可利用HAB_CMD位来禁止同时访问主机和采集处理器，并且主机可配置成能够进行存取。当HAB_CMD位为逻辑0时，禁止主机存取块238访问采集处理器模块240。在已经发出了请求后，主机可将HAB_CMD位设定为逻辑1，并且可访问采集处理器，而主机不允许进一步访问主机存取缓冲器238，直到采集处理器240清除了HAB_CMD位时为止。可以理解，在不脱离本发明的各方面的前提下，可以改变针对主机存取块238操作的逻辑电平。
图9显示了可由根据本发明一个实施例的主机处理器使用以访问HAB的示范性步骤的流程图。参见图9，在步骤502中，对是否需要访问主机存取缓冲器作出判断。如果不需要访问主机存取缓冲器，那么步骤502继续循环，直到需要访问为止。如果不需要访问主机缓冲器，那么控制回到步骤502。如果需要访问主机存取缓冲器，那么在步骤504中确定HAB_CMD位是否等于逻辑0。在步骤506中，可在主机存取缓冲器中发出一些或所有请求。在发出请求之后，在步骤508中将HAB_CMD位设定为逻辑1。在步骤510中，确定是否存在任何读取操作。如果没有读取操作，那么控制回到步骤502。然而，如果有读取操作，那么在步骤512中确定HAB_CMD位是否等于逻辑0。如果HAB_CMD位不等于逻辑0，那么重复步骤512，直到HAB_CMD位等于逻辑0为止。在确定HAB_CMD位等于逻辑0时，可以读取主机存取缓冲器。之后，控制回到步骤502。
当采集处理器240能够处理来自主机处理器的请求时，采集处理器240可执行例如主机存取缓冲服务例程。采集处理器可初始化或建立中断计时器，使之设置为允许执行访问的时期。在这一方面中，访问可持续到产生了计时器中断为止。采集处理器240可确定是否已设定了HAB_CMD位。如果是这样，那么采集处理器240可通过扫描主机存取缓冲器238以查找尚未被服务的第一请求来促发所请求的访问系列。这可以通过检查与各请求相关的本地状态位来实现。一旦采集处理器240发现了尚未被服务的请求，那么就可由采集处理器240来对该请求进行服务。在完成了该请求的处理时，采集处理器240可设定请求状态，并且移动到下一请求。在主机存取缓冲器中不存在更多请求的情况下，采集处理器238可以清除HAB_CMD位，并之后回到检查主机存取缓冲器中的其它请求。
图10为根据本发明一个实施例的采集处理器使用以存取和处理HAB 238中的请求的示例性步骤的流程图。参见图10，在步骤520中，采集处理器准备好了为主机处理器提供服务。在步骤522中，启动计时器。在步骤524中，确定HAB_CMD位是否等于逻辑1。如果HAB_CMD未被设定为1，那么重复步骤524，直到HAB_CMD位等于逻辑1为止。如果HAB_CMD位等于逻辑1，那么在步骤526中，采集处理器可在主机存取缓冲器中查找未被服务的请求。然后可在步骤528中对未被服务的请求进行服务。在步骤530中，可以设定与各服务请求相关的请求状态。在步骤532中，可以确定是否有更多的请求要被服务。如果没有更多的请求要被服务，那么控制回到步骤526。然而，如果有更多的请求要被处理，可将HAB_CMD位设定为逻辑0或对其清零。控制回到步骤524。
虽然本发明有时是针对功能块的形式来进行描述的，然而由单片集成的DTV接收器202(图2)的特定块所处理的一些功能并不限于描述它们的方式。因此，可以在集成在单片集成的DTV接收器202中的一个或多个块中实现特定块的功能。例如，带内输出接口模块216的一些功能可以集成在ITU-T J.83A/B/C FEC块214中。在另一例子中，带内输出接口模块216的一些功能可以集成在ATSC FEC模块212中。
因此，本发明可在硬件、软件或硬件和软件的组合中实现。本发明可以集中的方式在至少一个计算机系统中实现，或者以分布的方式将不同元件分布在若干互连计算机系统中来实现。可执行这里所述方法的任何类型的计算机系统或其它装置都是合适的。硬件和软件的典型组合可以是通用计算机系统，其带有这样的计算机程序，当这种程序载入并运行时，它可以控制计算机系统，从而执行这里所述的方法。
本发明还可嵌入在计算机程序产品中，该产品包括了可体现这里所述方法的实施的所有特征，并且在载入到计算机系统中时能够执行这些方法。本文中的计算机程序指一组指令的任何语言、代码或符号的任何表达，该指令可使具有信息处理能力的系统直接或在下述操作之后间接地执行特定功能，这些操作是a)转换到另一语言、代码或符号；b)在不同的材料形式中再现。
虽然已经参考一定的实施例来介绍了本发明，然而本领域的技术人员可以理解，在不脱离本发明范围的前提下可以进行多种修改以及用等效物进行替换。另外，在不脱离其范围的前提下，可作出许多改进来调节特定的状态或材料以适应本发明的公开内容。因此，本发明并不限于所公开的特定实施例，而是本发明将包括属于所附权利要求范围内的所有实施例。
权利要求
1.一种用于处理电视信号的方法，其特征在于，所述方法包括通过单片集成的DTV接收器来接收带内信号；在所述单片集成的DTV接收器内解调所述接收信号；通过所述单片集成的DTV接收器来接收与所述接收到的带内信号相对应的带外信号；及在所述单片集成的DTV接收器内处理所述接收到的带外信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收到的带内信号是VSB信号、NTSC信号和QAM信号中的一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括如果所述接收到的带内信号是VSB信号，那么在所述单片集成的DTV接收器内对所述解调的接收到的带内信号进行误差校正，以生成经纠错的符合ATSC信号；及如果所述接收到的带内信号是QAM信号，那么在所述单片集成的DTV接收器内对所述解调的接收到的带内信号进行误差校正，以生成经纠错的符合ITU-T J.83信号。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述符合ITU-T J.83的信号与ITU-T J.83的附件A、附件B和附件C中的至少一个兼容。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括如果所述接收到的带内信号是VSB信号，那么在所述单片集成的DTV接收器内对所述经纠错的ATSC信号进行补偿；及如果所述接收到的带内信号是QAM信号，那么在所述单片集成的DTV接收器内对所述经纠错的符合ITU-T J.83信号进行补偿。
6.一种其中存储有计算机程序的机器可读的存储装置，其特征在于，所述计算机程序具有至少一个用于处理电视信号的代码部分，所述至少一个代码部分可通过机器来运行，以便使所述机器执行步骤通过单片集成的DTV接收器来接收带内信号；在所述单片集成的DTV接收器内解调所述接收信号；通过所述单片集成的DTV接收器来接收与所述接收到的带内信号相对应的带外信号；及在所述单片集成的DTV接收器内处理所述接收到的带外信号。
7.如权利要求6所述的机器可读的存储装置，其特征在于，所述接收到的信号是VSB信号、NTSC信号和QAM信号中的一种。
8.一种用于处理电视信号的系统，其特征在于，所述系统包括集成在单片集成的DTV接收器内以接收带内信号的带内模拟前端；设于所述单片集成的DTV接收器内以解调所述接收到的带内信号的解调器；集成在所述单片集成的DTV接收器内以接收与所述接收信号相对应的带外信号的带外模拟前端；及集成在所述单片集成的DTV接收器内以处理所述接收到的带外信号的带外接收器。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述接收到的信号是VSB信号、NTSC信号和QAM信号中的一种。
10.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括ATSC FEC，如果所述接收到的带内信号是VSB信号，则其可在所述单片集成的DTV接收器内对所述解调的接收到的带内信号进行误差校正，以生成经纠错的符合ATSC的信号；及符合ITU-T J.83的FEC，如果所述接收到的带内信号是QAM信号，则其可在所述单片集成的DTV接收器内对所述解调的接收到的带内信号进行误差校正，以生成经纠错的符合ITU-T J.83的信号。
全文摘要
本发明公开了一种用于集成在一个芯片内的残余边带(VSB)、正交调幅(QAM)、NTSC、带外(OOB)接收器的方法和系统。单片集成的DTV接收器具备即插即用DTV接收器的能力，即可用于处理北美数字有线电视也可用于处理数字陆地广播电视兼容的系统。单片集成的DTV接收器可接收所有标准清晰度(SDTV)以及高清晰度(HDTV)数字格式，并且片内NTSC解调器处理NTSC视频。NTSC解调器的输出可被导向外部广播电视系统委员会(BTSC)或Zweiton M解码器，其也可被发送到片内音频符合BTSC的解码器。单片集成的DTV接收器也可包括集成的带外QPSK接收器，比如说，它可适于处理符合CableCard规范的CableCard。
文档编号H04N5/44GK1652579SQ20051005233
公开日2005年8月10日 申请日期2005年2月6日 优先权日2004年2月6日
发明者马纳什·古耶, 查尔斯·艾伦·布鲁克斯, 兰德尔·B·珀洛 申请人:美国博通公司