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CN1135794C - 检测数据传输速率的装置及其方法 - Google Patents

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CN1135794C CNB011015829A CN01101582A CN1135794C CN 1135794 C CN1135794 C CN 1135794C CN B011015829 A CNB011015829 A CN B011015829A CN 01101582 A CN01101582 A CN 01101582A CN 1135794 C CN1135794 C CN 1135794C
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Abstract

提供一种装置，在采用串行总线例如IEEE1394的系统中，通过识别实时发送的数据量和该数据的改变量来检测数据传输速率，以便分配发送/接收数据所需的适当带宽。该装置通过串行总线来检测数据传输速率，该装置包括：数据传输速率检测单元；采样器；低通滤波器；第一比较单元；估计的数据传输速率输出单元；和第二比较单元。因此，可以高效率地操作串行总线例如IEEE1394的带宽。

Description

检测数据传输速率的装置及其方法
本发明涉及检测数据传输速率的装置及其方法，特别涉及在使用数据传输线例如IEEE1394总线的系统中自动检测数据传输速率的装置及其方法。
作为新的高性能的串行总线的IEEE1394总线具有例如价格低、速度快、使用少量电缆和连接简单的特性。IEEE1394总线特别支持设备之间发送的数字数据的实时处理的同步协议。IEEE1394总线的数据传输速率为100～400Mbps。因此，作为连接到具有大数据处理量的多个外围设备和系统例如摄录一体机、扫描仪、照相机、图像会议、以及点播电视(VOD：video ondemand)系统的方法，IEEE1394总线是重要的。
但是，通过将分配的同步带宽除以最大100μs来使用与IEEE1394总线连接的设备。因此，有分配的带宽未被全部而被分配最大带宽的设备。在有许多上述设备的情况下，IEEE1394总线的带宽被低效率地操作。即，尽管IEEE1394总线的整个带宽未被占用，但仍可能出现不能将带宽分配给另一设备的现象。这种现象可能限制可以与IEEE1394总线连接的设备的最大数。
因此，为了高效率地使用IEEE1394总线的带宽，最好将最佳的带宽分配给与IEEE1394总线连接的设备。为此，必须实时估计各设备的准确比特率。
为了解决以上问题，本发明的目的在于提供用于检测数据传输速率的装置，通过识别实时发送的数据量，以便在使用串行总线例如IEEE1394的系统中分配发送/接收数据所需的适当带宽。
因此，为了实现上述目的，提供通过串行总线来检测数据传输速率的装置。该装置包括：数据传输速率检测单元，用于检测通过预定的传输线发送的比特流数据的数据传输速率；采样器，用于对数据传输速率检测单元检测的数据传输速率进行按预定的周期来采样；低通滤波器，用于对采样器采样的值进行低通滤波；差错检测单元，使用采样器采样的值和低通滤波过的值来检测发送的比特流数据的数据传输速率的差错值；比较单元，比较差错检测单元检测出的差错值和基准差错电平；和估计数据传输速率输出单元，当差错值小于基准差错电平时，输出根据低通滤波过的值估计的数据传输速率。
本发明的另一目的在于提供用于检测数据传输速率的装置及其方法，通过识别实时发送数据的改变量，可以检测数据传输速率。
为了实现上述目的，提供在串行总线的带宽分配给系统后，通过串行总线来检测数据传输速率的装置。该装置包括：数据传输速率检测单元，用于检测通过预定的传输线发送的比特流数据的数据传输速率；采样器，用于对数据传输速率检测单元检测的数据传输速率按预定的周期进行采样；低通滤波器，用于对采样器采样的值进行低通滤波；差错检测单元，使用采样器采样的值和低通滤波过的值来检测发送的比特流数据的数据传输速率的差错值；第一比较单元，用于比较差错检测单元检测的差错值和基准差错电平；估计数据传输速率输出单元，用于在差错值小于基准差错电平时，根据低通滤波过的值来输出估计的数据传输速率；和第二比较单元，用于比较估计的数据传输速率和上限及下限，以便通知从估计数据传输速率输出单元输出的估计的数据传输速率是否存在于由用户根据分配的带宽设定的上限和下限之间，并确定是否输出估计的数据传输速率。
此外，提供用于检测通过串行总线发送的数据传输速率的方法。该方法包括以下步骤：(a)检测通过预定的传输线发送的比特流数据的数据传输速率；(b)使用检测的数据传输速率按第一预定周期来检测数据传输速率的差错；(c)比较差错和基准差错电平；(d)当差错小于基准差错电平时检查当前操作模式；(e)在当前操作模式是发送/接收平均模式时，输出使用该数据传输速率的第一预定周期的估计的数据传输速率；和(f)在当前操作模式是发送/接收跟踪模式时，在第一预定周期的估计的数据传输速率未存在于预定的上限和预定的下限之间的情况下，输出第一预定周期的估计的数据传输速率。
附图的简要说明
通过参照以下附图及优选实施例的详细说明，本发明的上述目的和优点将变得更明确，其中：
图1是实现本发明的检测数据传输速率装置的优选实施例的系统方框图。
图2A和图2B是表示图1所示的低通滤波器的输入和输出模拟结果的图。
图3是实现本发明的检测数据传输速率装置的另一优选实施例的系统方框图。
图4是表示本发明的检测数据传输速率方法的流程图。
参照图1，采用本发明的检测数据传输速率的装置的系统包括：外部输入/输出接口单元102；音频/视频接口单元104；先进先出(FIFO)缓冲器106；分组化/解分组化(packetization/depacketization)单元108；链路层处理单元110；物理层处理单元112；以及本发明的检测数据传输速率的装置120。
外部输入/输出接口单元102与MPEG传输流(TS)分用器连接，并将外部时钟变换成系统时钟。音频/视频接口单元104在数据通过IEEE1394总线发送时将10字节分布系统服务(DSS)首标和时戳插入到数据中，而在从IEEE1394总线接收数据时，去除10字节DSS首标和处理分组的延迟或通过比较时戳和周期定时器来在指定的时间内读出数据。
FIFO缓冲器106接收和发送数据，并有双端口RAM的形式。分组化/解分组化单元108通过将分组首标插入到经IEEE1394总线发送的数据中来对数据进行分组，并对从IEEE1394总线接收的数据进行解分组和变换时钟，以与链路进行接口。链路层处理单元110处理发送/接收分组数据的链路层。物理层处理单元112完成与IEEE1394总线的物理匹配。
图1所示的检测数据传输速率的装置120包括：数据传输速率检测单元121；采样器122；低通滤波器123；差错检测单元124；第一比较单元125；估计数据传输速率输出单元126；和第二比较单元127。检测数据传输速率的装置120通过分成分配初始带宽的发送/接收平均模式和在分配带宽情况下分配测量实时发送的数据改变量所需带宽的发送/接收跟踪模式来操作。
首先，在发送/接收平均模式期间，每当以字为单位的比特流数据从外部输入/输出接口单元120发送到音频/视频接口单元104时，数据传输速率检测单元121就通过递增计数或递减计数来检测发送的比特流数据的数据传输速率。同样，检测的数据传输速率根据采样器122的采样周期被清除。这里，可以设置数据传输速率检测单元121，以检测从音频/视频接口单元104发送到外部输入/输出接口单元102的以字为单位的比特流数据的数据传输速率。操作条件由用户设置。
采样器122按125Hz来采样数据传输速率检测单元121检测的值。该采样值被分别发送到低通滤波器123和差错检测单元124。
无限冲击响应(IIR)滤波器组成的低通滤波器123低通滤波采样器122采样的值。从说明低通滤波器的输入和输出模拟结果的图2A和图2B可以看出，低通滤波器123被用来忽略瞬间的变化。图2A是低通滤波器123的输入波形，而图2B是低通滤波器123的输出波形。低通滤波器123滤波过的值被发送到差错检测单元124。
差错检测单元124使用从采样器122发送的采样值和从低通滤波器123发送的滤波过的值来检测发送的比特流数据的数据传输速率的一个同步周期的差错。为此，差错检测单元124通过将采样器122采样的值除以64来计算一个同步周期的采样值。这就是为什么采样值按125Hz来采样，而一个同步周期是125μs的原因。一个同步周期的滤波过的值还通过将低通滤波器123发送的滤波过的值除以64来计算。接着，计算一个同步周期的滤波过的值和一个同步周期的采样值之间的绝对差。一个同步周期的差错通过将计算的绝对差除以一个同步周期的采样值来检测。一个同步周期的检测出的差错被发送到第一比较单元125。
第一比较单元125比较从差错检测单元124发送的差错是否小于预置的基准差错电平。这里，基准差错电平由用户来设置，通过考虑要被检测的数据传输速率的精度和处理速度而选择7级之一来设置。即，用户通过选择输入数据传输速率的1/2、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64和1/128的其中之一来设置基准差错电平。
例如，在基准差错电平被设置为‘1/2’的情况下，估计的数据传输速率的精度低于将基准差错电平另外设置的精度。但是，在这种情况下，可以较快地获得估计的数据传输速率。另一方面，在将基准差错电平设置为‘1/128’的情况下，估计的数据传输速率的精度高于将基准差错电平另外设置的精度。但是，在这种情况下，与将差错电平另外设置时相比，为获得估计的数据传输速率要花费更多时间。作为第一比较单元125比较的结果，在检测出的差错小于基准差错电平的情况下，第一比较单元125输出比较结果信号，使得可以从估计数据传输速率输出单元126输出估计的数据传输速率。
估计数据传输速率输出单元126根据由第一比较单元125提供的比较结果来输出估计的数据传输速率。估计的数据传输速率是通过将从低通滤波器123发送的滤波过的值除以64计算的一个同步周期的滤波过的值。由于当前的操作模式是发送/接收平均模式，所以估计数据传输速率输出单元126将估计的数据传输速率输出到外部。结果，根据估计的数据传输速率，将初始的带宽分配给对应的设备。在通过IEEE1394总线管理器(未示出)来进行带宽分配时，将估计的数据传输速率发送到总线管理器。同样，将输出到外部的估计的数据传输速率发送到与对应设备的带宽分配有关的设备。这里，在将估计的数据传输速率发送到设备前，用户可以识别估计的数据传输速率。
但是，在当前的操作模式是跟踪模式的情况下，数据传输速率检测单元121、采样器122、低通滤波器123、差错检测单元124和第一比较单元125执行与发送/接收平均模式情况相同的操作。估计数据传输速率输出单元126也执行与发送/接收平均模式情况相同的数据传输速率估计。但是，在估计了数据传输速率时，在输出到外部之前，将数据传输速率输出到第二比较单元127。
第二比较单元127在施加估计的数据传输速率时将预置上限和预置下限与估计的数据传输速率进行比较。这是检查估计的数据传输速率是否不存在于上限和下限之间。上限值和下限值由用户来设置。用户根据平均模式期间测量的数据传输速率来确定上限值和下限值。使用满足第一比较单元125中比较条件的估计的数据传输速率，以忽略达到稳定状态前(或平均状态)不存在于上限和下限之间的估计的数据传输速率。
第二比较单元127将输出控制信号提供给估计数据传输速率输出单元126，并且在估计的数据传输速率不存在于上限和下限之间的情况下对外部产生中断。被输出控制信号控制的估计数据传输速率输出单元126将估计的数据传输速率输出到外部。但是，在估计的数据传输速率存在于上限和下限之间的情况下，不必改变对应的带宽。因此，第二比较单元127将从估计数据传输速率输出单元126提供的估计的数据传输速率与上限和下限进行重复地比较。这里，估计数据传输速率输出单元126不将估计的数据传输速率输出到外部。输出的估计的数据传输速率被提供给可以改变分配给对应设备的带宽的设备。在IEEE1394总线的总线管理器(未示出)可以改变分配给设备的带宽时，将估计的数据传输速率发送到总线管理器。这里，在估计的数据传输速率被发送到设备例如总线管理器之前，用户可以识别估计的数据传输速率。
参照图3，在另一实施例的检测数据传输速率的装置300中，除了差错检测单元301和第一比较单元302之外的所有功能块都与图1所示的功能块相同。因此，为了避免重复，将仅说明差错检测单元301和第一比较单元302的操作。
如图1所示，在从采样器122输出按125Hz采样的值时，采样值被低通滤波和从低通滤波器123输出，而差错检测单元301检测一个同步周期的差错。为此，差错检测单元301通过将采样值除以64来计算一个同步周期的采样值，和通过将低通滤波过的值除以64来计算一个同步周期的低通滤波过的值。检测计算出的低通滤波过的值和采样值之间的绝对差，作为一个同步周期的差错值。检测出的差错值被发送到第一比较单元302。
象图1的第一比较单元125那样，第一比较单元302设定这样的值，其中，将由用户设置的7个差错电平之一乘以通过将采样器122提供的采样值除以64计算出的一个同步周期的采样值，作为基准差错电平。将基准差错电平与从差错检测单元301发送的差错进行比较。作为比较的结果，在从差错检测单元301提供的差错小于设置的基准差错电平时，输出控制信号被输出到估计数据传输速率输出单元126。结果，估计数据传输速率输出单元126根据图1所示设置的操作模式将估计的数据传输速率输出到外部或第二比较单元127。
参照图4，检测通过预定的传输线发送的数据传输速率(步骤401)。检测数据传输速率的方法与参照图1的数据传输速率检测单元121说明的情况相同。在图1的外部输入/输出接口单元102和音频/视频接口单元104之间存在传输线，并且是将数据发送到IEEE1394总线或从IEEE1394总线发送的线路。
按预定的周期采样步骤401中检测出的数据传输速率(步骤403)。如图1说明的采样器122那样，预定的频率是125Hz。采样的数据传输速率被低通滤波(步骤405)。
使用步骤403中采样的值和步骤405中低通滤波过的值来检测一个同步周期的差错(步骤407)。检测差错的方法与参照图1的差错检测单元124说明的情况相同。在检测差错时，检查检测出的差错是否小于基准差错电平(步骤409)。如图1说明的那样，基准差错电平由用户设置，或如图3中说明的那样使用用户设置的差错电平和采样值进行运算所得的值。
作为步骤409中的检查结果，在检测出的差错不小于基准差错电平时，操作返回到步骤401，然后重复以上步骤。但是，作为步骤409中的检查结果，在检测出的差错小于基准差错电平时，检查当前模式(411)。
作为步骤411中的检查结果，在当前模式是发送/接收平均模式时，将估计的数据传输速率输出到设备(未示出)，用于设置对应设备的带宽(步骤413)。数据传输速率的估计如参照图1的估计数据传输速率输出单元126说明的那样来执行。
在此期间，在当前模式是发送/接收跟踪模式时，检查估计的数据传输速率是否存在于下限和上限之间(步骤415)。下限和上限按与参照图1说明的相同条件来设置。
作为步骤415中的检查结果，在估计的数据传输速率存在于下限和上限之间时，操作返回到步骤401，然后重复以上步骤。但是，作为步骤415中的检查结果，在估计的数据传输速率不存在于下限和上限之间时，产生中断(步骤417)。中断请求改变分配的带宽。因此，将中断提供给IEEE1394总线的总线管理器(未示出)或提供给一个设备以改变对应设备的带宽。估计的数据传输速率被输出，以便提供给该设备(步骤419)。数据传输速率的估计如步骤413中那样来执行。
如上所述，使用本发明，根据发送/接收平均模式和发送/接收跟踪模式，通过精确地检测一个同步周期的数据传输速率来实时地将适当的带宽分配给对应的设备，因而可以高效率地控制IEEE1394总线的带宽，可以比现有技术将更多的设备连接到IEEE1394总线。

Claims (8)

1、一种在串行总线的带宽分配给系统后通过串行总线来检测数据传输速率的装置，该装置包括：
数据传输速率检测单元，用于检测通过预定的传输线发送的比特流数据的数据传输速率；
采样器，用于对数据传输速率检测单元检测的数据传输速率按预定的周期进行采样；
低通滤波器，用于对采样器采样的值进行低通滤波；
差错检测单元，使用采样器采样的值和低通滤波过的值来检测发送的比特流数据的数据传输速率的差错值；
第一比较单元，用于比较差错检测单元检测的差错值和基准差错电平；
估计数据传输速率输出单元，用于在差错值小于基准差错电平时，输出根据低通滤波过的值的估计的数据传输速率；和
第二比较单元，用于比较估计的数据传输速率和上限及下限，以便通知从估计的数据传输速率输出单元输出的估计的数据传输速率是否存在于由用户根据分配的带宽设定的上限和下限之间，并确定是否输出估计的数据传输速率。
2、如权利要求1的检测数据传输速率的装置，其中，预定的传输线是用于与MPEG传输流(TS)分用器进行接口的外部输入/输出接口单元和音频/视频接口单元之间的线路。
3、一种通过串行总线来检测数据传输速率的方法，该方法包括以下步骤：
(a)检测通过预定的传输线发送的比特流数据的数据传输速率；
(b)使用检测的数据传输速率按第一预定周期来检测数据传输速率的差错；
(c)比较差错和基准差错电平；
(d)当差错小于基准差错电平时检查当前操作模式；
(e)在当前操作模式是发送/接收平均模式时，输出使用该数据传输速率的第一预定周期的估计的数据传输速率；和
(f)在当前操作模式是发送/接收跟踪模式时，在第一预定周期的估计的数据传输速率未存在于预定的上限和预定的下限之间的情况下，输出第一预定周期的估计的数据传输速率。
4、如权利要求3的检测数据传输速率的方法，其中，步骤(b)包括以下步骤：
(b1)在第二预定周期采样检测的数据传输速率；
(b2)低通滤波在步骤(b1)中采样的值；和
(b3)使用采样值和在步骤(b2)中低通滤波过的值以检测比特流数据的数据传输速率的差错。
5、如权利要求4的检测数据传输速率的方法，其中，步骤(c)中的基准差错电平是用户从多个差错电平中选择的一个差错电平，或是对一个差错电平和采样值进行预定运算所产生的值。
6、如权利要求4的检测数据传输速率的方法，其中，步骤(a)以字为单元来进行，在串行总线是IEEE1394总线的情况下，第一预定周期是一个同步周期，而第二预定频率为125Hz。
7、如权利要求4的检测数据传输速率的方法，其中，将使用步骤(b2)中低通滤波过的值检测的第一预定周期的低通滤波过的值输出，作为步骤(e)和(f)中的估计的数据传输速率。
8、如权利要求3的检测数据传输速率的方法，其中，步骤(f)中预定的上限和预定的下限根据步骤(e)中输出的估计的数据传输速率来确定，而步骤(f)包括通知估计的数据传输速率是否存在于预定的上限和预定的下限之间的步骤。
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