Brevet FR2686473A1 — publié le 19930723

CODEUR MULTICOMPOSANTES X-PAQUETS ET DECODEUR CORRESPONDANT La présente invention a pour objet un codeur multicomposantes permettant de constituer un multiplex que l'on peut qualifier de X-PAQUETS (ce terme comprenant les structures dites D 2 MAC, DMAC, D 2 plein temps, D plein temps et HD-MAC), chaque composante comprenant une séquence de paquets et les paquets étant répartis en salves successives occupant chacune une fraction déterminée d'une -ligne de trame de télévision, ladite fraction pouvant aller de 0/1 à 1/1, ainsi qu'un décodeur multicomposantes correspondant On désignera par composantes numériques toutes les données d'une source identifiées par une fenêtre dans la trame: une séquence de salves est un exemple de composante numérique L'invention trouve une application particulièrement importante dans la constitution d'un codeur permettant de constituer un multiplex numérique du type D 2 ou D plein temps La fraction de chaque composante pouvant aller jusqu'à la totalité du temps alloué aux lignes actives; elle trouve corrélativement une application importante dans la constitution d'un décodeur, notamment communautaire, permettant de traiter un tel signal diffusé et de le répartir entre des lignes d'abonnés. Un tel multiplex, et notamment un multiplex plein temps, doit être adaptable aux besoins du diffuseur et de ses fournisseurs de programmes Or ces besoins peuvent évoluer Le nombre de sources à diffuser peut augmenter, ce qui accroît la complexité Et une utilisation optimale des ressources exige que l'on puisse modifier facilement les fractions du temps allouées aux différentes sources. L'invention vise notamment à fournir un codeur de constitution telle qu'elle permette de façon simple une évolution vers une complexité accrue pour accepter davantage de sources, par simple adjonction de composants, sans modifications d'instructions mémorisées et sans changement du matériel préexistant. L'invention propose dans ce but un codeur modulaire X-paquets comprenant: plusieurs blocs ayant chacun au moins un codeur de paquets muni d'une mémoire tampon de stockage de données numériques provenant d'une source et un codeur de répar- tition de paquets en salves de durée ajustable et au plus égale à la durée d'une ligne de télévision et un ensemble codeur de base contenant un dispositif programmable d'affectation d'une fenêtre détermi- née de la trame de télévision à chaque bloc et des moyens pour appeler une salve de longueur correspondant à la largeur dans la fenêtre qui est affectée par le dispositif programmable, à partir du codeur de salve du bloc respectif, à chaque début de la fenêtre dans une ligne. Par commodité, on appellera "salve" l'ensemble des données appelées d'un même bloc pour une seule ligne et on désignera par "séquence de salves" l'ensemble des salves émises à partir du codeur de salves d'un bloc dans toute la fenêtre affectée à ce codeur On désignera par composantes numériques toutes les données d'une source identifiées par une fenêtre dans la trame (une séquence de salves est un exemple de composante numérique). Les données numériques peuvent représenter une information de nature quelconque, telle que son, vidéo, signaux de test, données de télétexte, etc. Un décodeur peut avoir une constitution qu'on peut considérer comme symétrique de celle du codeur défini ci- dessus. L'invention vise également à fournir un codeur (ou un décodeur) du genre ci-dessus défini permettant une reprogrammation facile, pouvant aller jusqu'à une modifi- cation des fenêtres à chaque trame Pour cela, l'invention propose un codeur (ou un décodeur) comportant un processeur permettant de modifier les salves à partir de données d'entrée constituées par: l'identification des numéros d'échantillons (ou de bits) o un changement de fenêtre, donc une commutation de blocs, a lieu, dans quelque ligne que ce soit; l'identification des lignes dans lesquelles il y a modification de la répartition entre blocs. Cette solution permet une reconfiguration rapide et n'exige que la mémorisation d'un faible volume d'informa- tions, comparée à la solution qui consisterait à mémoriser la répartition en salves pour toutes les lignes de la trame de télévision. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de codeurs et décodeurs qui en cons- tituent des modes particuliers de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels: la figure 1 montre une constitution possible de trame de télévision de type D 2 MAC/paquets, à transmission plein temps de trois séquences de salves; la figure 2 est un schéma de principe d'un codeur multicomposantes utilisable pour constituer une trame du genre montrée en figure 1; et la figure 3 est un synoptique montrant une constitution avantageuse de codeur de base correspondant au schéma de la figure 2. L'invention sera maintenant décrite dans son application à la transmission numérique plein temps dans une trame ayant, conformément à la norme D 2 MAC/paquets, 625 lignes, la ligne 625 étant destinée à la transmission d'une messagerie Mais, alors que pour la diffusion normale de programmes de télévision en D 2 MAC, chaque ligne active comporte, en plus de la partie analogique MAC, une salve numérique de 99 bits, chacune des lignes comportera uni- quement, en transmission ou diffusion numérique plein temps, 1 296 échantillons, soit 648 bits codés en duobinaire Les données provenant d'une même source sont, la plupart du temps, transmises en paquets de 751 bits, répartis en salves dont l'affectation peut être identifiée par des données incluses dans la ligne 625. Dans l'exemple donné en figure 1, la trame est constituée de trois séquences de salves occupant trois fenêtres, désignées par I, II et III Chaque ligne contient de une à trois salves Chaque numéro d'échantillon pour lequel il y a, dans une ligne quelconque de la trame, passage d'une salve à une autre, sera appelé par la suite "numéro d'échantillon caractéristique". Quel que soit le nombre de séquences de salves, le codeur multicomposantes destiné à constituer la trame comporte un ensemble codeur de base, qui constitue l'élément maître du codeur, cet ensemble codeur de base est seul utilisé lorsqu'il y a à transmettre ou à diffuser une seule séquence de salves, constituée à partir de paquets qui, dans le cas représenté en figure 1, proviennent d'un seul codeur de paquets 101. Le codeur de base 8 reçoit des consignes d'émission d'une frontal 12 qui, lui-même, comporte une mémoire contenant la structure de trame à constituer Ces consignes seront exploitées par un processeur 14. Le codeur de base 8, qui constitue un ensemble de base avec le frontal 12, est destiné à émettre vers les codeurs de salves 161, 162, 16, qui sont en nombre va- riable, des demandes de salves contenant chacun un nombre x de bits qui dépend de la fenêtre (I, II et III sur la figure 1) affectée à un bloc auquel appartient le codeur de salves Chaque codeur de salves constitue l'organe de sortie du bloc correspondant. Le codeur de salves qui est appelé (signal 1 sur la figure 2) répond en envoyant x bits à insérer (signal 2) au codeur de base 8 Le codeur de base 8 est prévu pour ajouter, dans chaque ligne et/ou dans chaque trame, des signaux de synchronisation et de retour trame conformes à la norme utilisée et pour ajouter, en ligne 625, les indi- cations fournies par le frontal 12 En D paquets plein temps, il est ainsi possible d'identifier jusqu'à 12 séquences de salves, c'est-à-dire 12 composantes numériques et 12 fenêtres. Le premier bloc montré en figure 2 comporte un seul codeur de paquets 10, qui fonctionne en esclave du codeur de salves correspondant 16, Il est prévu pour émettre un paquet de bits (signal 4) en réponse à une demande d'émis- sion (signal 3) provenant du codeur de salves 16, Le codeur de paquets 10, reçoit lui-même les données à transmettre d'une source Il possède une mémoire d'entrée organisée en file d'attente ou FIFO permettant de formater les données en paquets et une mémoire de sortie permettant d'envoyer vers le codeur de salves les paquets constitués suivant le nombre x de bits demandé, constituant une salve. Le codeur multicomposantes comporte autant de codeurs de salves qu'il y a de séquences de salves, c'est- à-dire de fenêtres (trois dans le cas de la figure 1). Un bloc peut comporter plusieurs codeurs de paquets, affectés chacun à une source Par exemple le second bloc illustré comprend des codeurs de paquets 1021,, 102 =. L'association peut être en cascade, chaque codeur de paquets étant esclave de celui qui le précède et maître de celui qui le suit et chaque demande de paquets étant transmise jusqu'à ce qu'elle rencontre un codeur ayant des paquets à émettre. Le montage peut également être tel que ce soit le codeur qui possède la source de plus forte priorité qui émet un paquet à la suite d'une demande, par exemple en mettant en oeuvre le procédé décrit dans la demande de brevet FR No 91 07 443. L' invention propose également un décodeur permettant de récupérer la totalité des paquets inclus dans le multi- plex, ayant une constitution symétrique de celle du codeur. Pour cette raison, il sera décrit en faisant de nouveau référence à la figure 2 Mais cette fois les références 8, 16 et 10 désigneront respectivement un décodeur de base (qui est toujours présent), des décodeurs de salves, en nombre égal à celui des composantes numériques ou des fenêtres, et des décodeurs de paquets. Le décodeur de base constitue encore l'élément maître Il émet vers les décodeurs salves (signal 1 sur la figure 2) les salves à traiter et ces appareils répondent en envoyant un signal d' acquittement (signal 2) Le décodeur de base 8 distribue les différentes salves en fonction de la constitution du multiplex numérique d'entrée qu'il reçoit, (décrite dans la ligne 625). Chaque décodeur de salves fonctionne en esclave du décodeur de base et en maître du décodeur de paquets (ou des décodeurs de paquets) rattachés Il constitue des paquets au fur et à mesure qu'il reçoit les données de la salve qu'il gère et les envoie (signal 3) aux décodeurs de paquets En réponse au paquet qu'il reçoit, le décodeur de paquets renvoie au décodeur de salves un signal d'acquittement (signal 4) Une mémoire tampon est prévue en sortie du décodeur de salves (ou en entrée du décodeur de paquets) pour permettre au décodeur de paquets d'intervenir uni- quement sur des paquets complets, reconstitués à partir de plusieurs salves appartenant à la même séquence de salves. Il est préférable de prévoir la mémoire en sortie du décodeur de salves: ainsi chaque paquet émis par le décodeur de salves est accompagné d'une adresse, ce qui permet, lorsqu'il y a plusieurs décodeurs de paquets, de déterminer si le paquet lui est affecté et doit être traité, ou au contraire doit être transmise au décodeur suivant. Le dialogue entre deux décodeurs de paquets (as- sociés à un même décodeur de salves) peut être identique au dialogue entre le décodeur de salves et le premier décodeur de paquets. Comme le montre la figure 1, l'agencement des fenêtres ou composantes numériques dans la trame donnée peut varier d'une ligne à une autre De plus, il est en général nécessaire de modifier périodiquement le découpage en fenêtres, à la limite à chaque trame. L'agencement peut être défini en mémorisant, pour chaque ligne, les échantillons de passage d'une composante numérique à une autre Et dans ce cas la capacité de mémoire requise devient importante lorsque la configuration est complexe. Dans un mode avantageux de réalisation de l'inven- tion, le codeur de base présente la constitution de principe montrée en figure 3 et constitue un processeur qui permet de gérer le fonctionnement du codeur de façon à autoriser une reconfiguration en temps réel en n'exigeant qu'un volume de mémoire réduit et un processeur simple d'émission de signaux de contrôle. Le fonctionnement du codeur implique qu'on définisse dans la trame des numéros d'échantillons caractéristiques (xc, x 1, xp) o une commutation de composantes (c'est- à-dire par exemple un changement de salves) a lieu dans une ligne quelconque, et des "numéros de lignes caractéristi- ques" Y 1,, yq par exemple o la répartition des salves change. On peut alors, pour chaque ligne caractéristique, mémoriser la succession des codes caractéristiques chacun d'une composante numérique, ce qui permet de reconstituer la répartition dans chaque ligne puisque: à chaque ligne, le code peut changer à chaque échantillon caractéristique, la répartition mémorisée pour une ligne caracté- ristique reste inchangée jusqu'à la ligne caractéristique suivante. Le codeur de base comportera en général deux branches de constitution comparable Une des branches est destinée à sélectionner la composante numérique à émettre dans la trame La seconde branche est destinée à générer des codes représentant des requêtes pour les composantes numériques. Dans le mode de réalisation illustré en figure 3, la première branche comporte une mémoire vive 30 destinée à stocker les numéros d'échantillons caractéristiques x,, xp Cette mémoire a avantageusement un nombre de positions binaires adressables égal à celui des échantillons dans chaque ligne (par exemple 1 296 en plein temps) Les positions en mémoire vive 30 dont l'adresse correspond aux numéros d'échantillon caractéristiques sont mises dans un état binaire actif ( 1 par exemple) par écriture à partir du bus 34 de l'ensemble processeur-frontal La branche comporte une seconde mémoire 32, organisée en file d'attente ou FIFO 32, dans laquelle les codes d'identification des compo- santes numériques sont mémorisées à partir du bus, dans le même ordre que dans la trame, et ce uniquement pour une ligne caractéristique à la fois Les codes donnés à titre d'exemple sur la figure 3 sont ceux de validation de salve. Une entrée 36 de la file d'attente 32 reçoit un signal de la mémoire vive 30 lorsque cette dernière est adressée en lecture par le numéro d'un échantillon caractéristique, provenant d'un compteur échantillon 38 remis à zéro au début de chaque ligne Chaque signal fait avancer la file 32 d'une position et provoque l'émission, sur la sortie 40, du code de sélection d'une composante numérique Ce code est appliqué sur l'entrée de sélection d'un multiplexeur 42. La file d'attente 32 est montée de façon à se rebou- cler sur tous les codes de la ligne caractéristique, jusqu'à l'arrivée d'une nouvelle ligne caractéristique. A chaque ligne caractéristique, le bus 34 charge une nouvelle répartition Dans la pratique, le file d'attente est avantageusement constituée et commandée de façon à con- tenir toujours en réserve les codes de la prochaine ligne à parvenir. La seconde branche comporte une mémoire vive 44, de constitution similaire à celle de la mémoire vive 30 Dans cette mémoire sont chargés, par l'intermédiaire du bus 34, les lignes caractéristiques des codes de requête de com- posantes numériques Elle comprend aussi une file d'attente 46 dans laquelle le bus du processeur 34 charge des codes de requête, identifiant par exemple le codeur de salves qui doit fournir une salve La sortie de chaque codeur de salves attaque les entrées de données du multiplexeur 42. REVENDICATIONS 1 Codeur multicomposantes, chaque composante comprenant une séquence de paquets et les paquets étant répartis en salves successives occupant chacune une fraction déterminée d'une ligne de trame de télévision, caractérisé en ce qu'il comprend: plusieurs blocs ayant chacun au moins un codeur de paquets ( 10,,) muni d'une mémoire tampon de stockage de données numériques provenant d'une source et un codeur ( 161, 162, 16 J de répartition de paquets en salves de durée ajustable et au plus égal à la durée d'une ligne de télé- vision; et un ensemble codeur de base contenant un dis- positif programmable d'affectation d'une fenêtre déterminée de la trame de télévision à chaque bloc et des moyens pour appeler une salve de longueur correspondant à la largeur dans la fenêtre qui est affectée par le dispositif program- mable, à partir du codeur de salves du bloc respectif, à chaque début de la fenêtre dans une ligne. 2 Codeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que certains au moins des blocs comprennent plusieurs codeurs de paquets ( 1021,, 102,), chaque codeur étant prévu pour présenter un ordre de priorité et le codeur de salves étant prévu pour que ce soit le codeur de paquets ayant la plus forte priorité qui émette des données vers le codeur de salves. 3 Codeur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le codeur de base ( 8) est prévu pour ajouter, dans chaque ligne et/ou dans chaque trame, des signaux de synchronisation et de retour trame conformes à une norme X/paquets et pour ajouter, en ligne 625, des indications d'identification de salves. 4 Décodeur multicomposantes permettant de fraction- ner un multiplex constitué à partir de sources fournissant chacune une séquence de paquets qui sont répartis en salves successives occupant chacune une fraction déterminée d'une ligne de trame de télévision, caractérisé en ce qu'il comprend: un ensemble décodeur de base contenant une mémoire programmable d'affectation d'une fenêtre déterminée de la trame de télévision à chaque bloc, et des moyens pour émettre sur des sorties différentes les salves identifiées dans la trame de télévision, et plusieurs blocs ayant chacun au moins un décodeur de salves fonctionnant en esclave du décodeur de base et en maître d'au moins un décodeur de paquets qui lui sont rattachés. Codeur selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé en ce qu'il comprend un processeur permettant de modifier l'agencement des salves à partir de données d'entrée constituées par: l'identification des numéros d'échantillons caractéristiques o une commutation de blocs a lieu, dans quelque ligne que ce soit, l'identification des numéros de lignes caractéris- tiques, dans lesquels il y a modification de la répartition entre blocs. 6 Codeur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le codeur de base comporte deux branches similaires dont une sélectionne la composante numérique pour laquelle une salve doit être émise et la seconde génère des codes représentant des demandes de salves, destinées aux codeurs de salves appropriés. 7 Codeur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la première branche comporte une mémoire vive ( 30) de stockage de numéros d'échantillons caractéristiques, ayant un nombre de positions binaires adressables égal à celui des échantillons dans chaque ligne et une file d'attente ( 32) dans laquelle des codes d'identification des composantes numériques sont mémorisés dans l'ordre des salves à partir d'un processeur extérieur, uniquement pour une ligne il caractéristique à la fois, la file d'attente recevant un signal de sortie de la mémoire vive ( 30) lorsque cette dernière reçoit, en lecture, l'adresse du numéro d'un échantillon caractéristique, provenant d'un compteur d'échantillons. 8 Codeur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la seconde branche comporte une mémoire vive ( 44) dans laquelle sont chargés, par l'intermédiaire d'un bus ( 34), les numéros d'échantillons caractéristiques de codes de requête de salves et une file d'attente ( 46) dans laquelle le bus du processeur ( 34) charge des codes de requêtes identifiant le codeur de salves qui doit fournir une salve.