(57)【要約】      （修正有）【課題】メモリの利用効率を高めて電力消費および発熱を抑圧したＯＦＤＭ送信装置とその信号分離装置およびメモリアクセス制御方法を提供する。【解決手段】回路３１〜３ｎ、およびＣＰＵ１に規定のスロットタイミングを割り当てるのではなく、回路３１〜３ｎから発生される読み出し要求に応えるかたちでメモリ２へのアクセス権を要求元の回路に割り当てる。各回路３１〜３ｎの要求する速度により個々の処理に割り当てるスロットの割合を可変し、各回路３１〜３ｎごとの速度の違いを吸収する。さらに、読み出し要求の無いタイミングではＣＰＵ１に無条件でアクセス権を与えることにより、ＣＰＵ１のメモリアクセスに対する優先度を最も高くするようにした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数チャネルのデータが多重されたストリーム信号を処理するプロセッサと、
このプロセッサにより処理された処理データを記憶するシングルポート型のメモリと、
このメモリに記憶された記憶データを読み出して前記複数のチャネルごとの変調前処理を施す複数の処理回路と、
これらの処理回路から出力される変調前データをＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex ）変調して電波送信する無線処理部と、
前記プロセッサおよび前記複数の処理回路の前記メモリへのアクセス権を調停する制御部とを具備し、
前記複数の処理回路は、前記記憶データの読み出しに際して読み出し要求を発生させ、
前記制御部は、前記読み出し要求の無いスロットタイミングにおいて前記プロセッサに前記アクセス権を優先的に与えることを特徴とするＯＦＤＭ送信装置。
【請求項２】
前記複数の処理回路の各々は、前記変調前データのデータレートに応じたレートで前記読み出し要求を発生させることを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ送信装置。
【請求項３】
複数チャネルのデータが多重されたストリーム信号から前記チャネルごとのデータを分離する信号分離装置において、
前記ストリーム信号が入力されるプロセッサと、
このプロセッサにより処理された処理データを記憶するシングルポート型のメモリと、
このメモリに記憶された記憶データを読み出して前記ストリーム信号を前記複数のチャネルごとに分離する複数の回路と、
前記プロセッサおよび前記複数の回路の前記メモリへのアクセス権を調停する制御部とを具備し、
前記複数の回路は、前記記憶データの読み出しに際して読み出し要求を発生させ、
前記制御部は、前記読み出し要求の無いスロットタイミングにおいて前記プロセッサに前記アクセス権を優先的に与えることを特徴とする信号分離装置。
【請求項４】
前記複数の回路の各々は、分離したデータのデータレートに応じたレートで前記読み出し要求を発生させることを特徴とする請求項３に記載の信号分離装置。
【請求項５】
複数チャネルのデータが多重されたストリーム信号を処理するプロセッサと、このプロセッサにより処理された処理データを記憶するシングルポート型のメモリと、このメモリに記憶された記憶データを読み出して前記ストリーム信号を前記複数のチャネルごとに分離する複数の回路とを具備する信号分離装置におけるメモリアクセス制御方法であって、
前記複数の回路は前記記憶データの読み出しに際して読み出し要求を発生させ、
前記読み出し要求の無いスロットタイミングにおいては前記プロセッサに前記メモリへのアクセス権を優先的に与えることを特徴とするメモリアクセス制御方法。
【請求項６】
前記複数の回路の各々は、分離したデータのデータレートに応じたレートで前記読み出し要求を発生させることを特徴とする請求項５に記載のメモリアクセス制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ネットワークから取得した映像ストリームをＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex ）変調して再送信するＯＦＤＭ送信装置とその信号分離装置、およびこの信号分離装置に備わるメモリへのアクセス制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークなどの媒体を介して視聴者にビデオストリームを配信する、いわゆるＩＰＴＶ（ＩＰ Television）サービスが知られている。この種のサービスは次の２つに大きく分けられる。一つはＩＰ−ＶＯＤ（Video on Demand）、もう一つは地上Ｄ−ＩＰ再送信も含むＩＰ放送である。種々の形態の視聴サービスがあるなかで、近年、ＩＰ再送信システムに関する技術開発が盛んである。
【０００３】
この種のシステムは光ファイバ網などの高速ネットワークから取得した映像ストリームをふたたび電波に変換し、局地的なエリア内（個人宅、マンションなど）に再送信する。このようにすることで宅内配線の煩わしさの解消などのメリットを得られる。無線区間の変調方式はいわゆる地上波ディジタルテレビション放送と同じくＯＦＤＭ変調方式が主流であり、宅内設備としてはＯＮＵ（Optical Network Unit）に接続されるセットトップボックス（ＳＴＢ）がキーデバイスである。
【０００４】
ところで、普通セットトップボックスは２４時間連続稼動で使用されることから、消費電力の低減や発熱の抑制に関する仕様が厳しい。冷却ファンからの騒音なども宅内ユースとしては気になるところであり、できる限り消費電力を抑えて小型、軽量化することが求められる。特に内蔵ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリの電力消費量を抑えることが急務である。
【０００５】
しかしながら映像ストリーム信号のビットレートは非常に高く、多数のチャネルが多重されていることとも相俟ってＣＰＵには非常に高い処理能力を求められる。処理能力の無駄を省いて可能な限り低速のＣＰＵで間に合わせる工夫が必要である。メモリについても、マルチポート型でなくシングルポート型のメモリを用い、チャネルごとに時分割でアクセスすることで擬似的にマルチポート化するなどといった工夫がなされている（例えば特許文献１，２を参照）が、さらなる改良の余地がある。
【特許文献１】特開２００１−１７５５３０号公報
【特許文献２】特開２００２−１０８７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上述べたように映像再送信の技術分野にあっては、宅内装置の消費電力の低減が急務となっており、そのための技術開発が要望されている。  
この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、メモリの利用効率を高めて電力消費および発熱を抑圧したＯＦＤＭ送信装置とその信号分離装置およびメモリアクセス制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためにこの発明の一態様によれば、複数チャネルのデータが多重されたストリーム信号を処理するプロセッサと、このプロセッサにより処理された処理データを記憶するシングルポート型のメモリと、このメモリに記憶された記憶データを読み出して前記複数のチャネルごとの変調前処理を施す複数の処理回路と、これらの処理回路から出力される変調前データをＯＦＤＭ変調して電波送信する無線処理部と、前記プロセッサおよび前記複数の処理回路の前記メモリへのアクセス権を調停する制御部とを具備し、前記複数の処理回路は、前記記憶データの読み出しに際して読み出し要求を発生させ、前記制御部は、前記読み出し要求の無いスロットタイミングにおいて前記プロセッサに前記アクセス権を優先的に与えることを特徴とするＯＦＤＭ送信装置が提供される。
【０００８】
このような手段を講じることにより、空きのスロットタイミングにおいてはメモリへの書き込み処理がＣＰＵ（プロセッサ）に対して強制的に割り当てられる。すなわちＣＰＵと処理回路とで順次決まったスケジュールでスロットを割り当てるのではなく、空きのスロットの有無が常時モニタされ、空きがあれば即座にＣＰＵへの処理割り当てが行われる。従ってメモリへのアクセスに無駄が無くなり、メモリの利用効率を高められ、ひいてはメモリの動作速度を抑えることが可能になることから電力消費の抑制、発熱の抑圧などの種々のメリットを得ることが可能になる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、メモリの利用効率を高めて電力消費および発熱を抑圧したＯＦＤＭ送信装置とその信号分離装置およびメモリアクセス制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、この発明に関わるＯＦＤＭ送信装置の利用の一例を示すシステム図である。図１の映像配信システムはＩＰネットワーク１００を中核とし、ＩＰ放送により番組コンテンツデータをマルチキャスト配信するシステムである。放送局１０から電波で放送されたコンテンツデータはそれぞれチューナ３０で復調再生されたのちＩＰデータ化され、複数チャネル分の映像データの多重されたストリームデータがＩＰネットワーク１００に送出される。これにより地上デジタル−ＩＰ再送信をも含むＩＰ放送サービスが実現される。
【００１１】
同様にコンテンツホルダー２０の持つコンテンツデータもＩＰ化されたのちＩＰネットワーク１００に送出され、ＩＰ−ＶＯＤ形式のサービスが提供される。視聴者の近くのエッジルータ４０に届いたＩＰパケットはＩＰテレビジョン（ＩＰＴＶ）により取得されてコンテンツ再生される。
【００１２】
ところで、エッジルータ４０にはＰＯＮ（Passive Optical Network）技術を利用する光ファイバＦが接続され、この光ファイバＦはユーザ宅６０内のＯＮＵ７で終端される。ＯＮＵ７はさらに宅内のセットトップボックス（ＳＴＢ）８に接続され、ＩＰ化された映像ストリームはこのＳＴＢ８で処理されたのちアンテナ６から電波で再送信される。これによりユーザ宅６０内のどこにいてもテレビセット（ＴＶ）５０による番組視聴が可能になる。ＳＴＢ８はＩＰネットワーク１００からのストリームデータを電波で再送信する、ＯＦＤＭ送信装置としての位置づけにある。なおＳＴＢ８とＴＶ５０との間を電波でなく、同軸ケーブルなどにより両者を有線で接続しても良い。
【００１３】
現在、地上波デジタルテレビジョン放送の標準方式はＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting for Terrestrial）であり、欧州と日本においては直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式が伝送方式として採用されている。ＯＦＤＭ方式は、広帯域信号を互いに直交する多数の搬送波（以下、キャリアという）で伝送することで、マルチパス伝搬路における耐遅延干渉特性を改善できるなどの特徴を持つ。
【００１４】
図２は、図１のＳＴＢ８を示す機能ブロック図である。図２において、ＯＮＵ７からの映像ストリームは、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）その他による演算処理回路を含むＣＰＵ１によりデジタル信号処理され、メモリ２に書き込まれる。書き込まれたデータは例えば各チャネルごとに対応する複数の処理回路（以下、回路と略称する）３１〜３ｎから読み出され、これによりチャネルごとの映像データが分離される。分離されたデータは各回路３１〜３ｎにおいて並べ替え、スクランブル、エラー処理などの、ＩＳＤＢ−Ｔに準拠する変調前処理を施されたのち変調部４に入力される。変調部４は処理後のデータをＯＦＤＭ変調し、変調信号が無線部５で高周波増幅されてアンテナ６から電波送信される。
【００１５】
図２においてメモリ２はシングルポート型であり、これにより構成の簡易化と消費電力の低減を図っている。ただし各回路３１〜３ｎ間のメモリアクセス権を制御することで１つまたは１組の素子を擬似的にマルチポート型として動作させ、論理的には複数チャネル分の信号を取り扱えるようになっている。
【００１６】
アクセス制御により擬似的にマルチポート化するにあたりチャネル信号ごとにタイムスロットを割り当てることができる。しかし、ネットワークで発生するジッタ、あるいはＣＰＵ１の処理内容によっては突発的に広い帯域を要する場合がある。この事態に対処するには結局のところ全体の処理速度を高速にせざるを得ず、メモリ２のアクセス速度を上げる必要がある。しかしながらこのことは消費電力の増大に直結するので擬似マルチポート化のメリットが薄められてしまう。以下ではこれに対処可能な技術につき開示する。
【００１７】
図３は図２のＳＴＢ８の要部を詳細に示す機能ブロック図である。ＳＴＢ８の内部において、ＣＰＵ１、メモリ２、回路３１〜３ｎはメモリバスＭＢを介して互いに接続され信号分離装置を形成する。ＣＰＵ１はメモリバスＭＢを用いてメモリ２へのデータ書き込みを行うし、回路３１〜３ｎはメモリバスＭＢを用いてメモリ２からのデータ読み出しを行う。さらに回路３１〜３ｎは制御線７０を介して、ＣＰＵ１は制御線８０を介して制御部９に接続される。
【００１８】
この実施形態においては、回路３１〜３ｎはメモリアクセスに際して、まずメモリバスＭＢを使用するための要求を制御線７０に出し、許可を与えられることによって初めてメモリ２へのアクセス権を得る。回路３１〜３ｎの要求する処理速度、すなわち変調部４に出力する変調前信号のレートに応じたレートで、回路３１〜３ｎは個別に読み出し要求を発生させる。複数の回路からの要求が時間的に重なれば、制御部９はその中から優先順位の高いものから順にアクセス権を与える。すなわち制御部はＣＰＵ１、回路３１〜３ｎのメモリ２へのアクセス権を調停する役割を担う。次に制御部９の処理につき詳しく説明する。
【００１９】
図４は制御部９の処理手順を示すフローチャートである。図４において、ステップＳ１〜Ｓ５のループで制御部９は制御線７０のオン／オフをモニタし、回路３１から回路３ｎまで順に読み出し要求の有無を判定する（ステップＳ２）。読み出し要求があればその回路にメモリ２へのアクセスを許可するが、読み出し要求がなければ、制御部９は直ちにＣＰＵ１にメモリ２へのデータ書き込みを指示する（ステップＳ３）。このようにすることで図５に示すように、空き時間の全てがＣＰＵ１の書き込み期間に割り当てられるようになる。すなわち図５において回路３１の読み出しの後、回路３２〜３ｎ−１までは読み出し要求が無い。そこでこの実施形態では、この空きスロットをＣＰＵ１に強制的に割り当て、ＣＰＵ１にメモリ２へのアクセス権を与えてデータを書き込ませるようにする。
【００２０】
既存の技術では図６に示すように、この期間においてはＣＰＵ１は、予め割り当てられた固定的なスロットタイミングでしか、メモリ２にアクセスすることができない。よって×印に示すように、回路３１〜３ｎからのアクセスが実際には無いタイミングにＣＰＵ１はメモリ２にアクセスできず、無駄な時間が生じてしまう。このため突発的なアクセス要求に対処するためには十分なメモリ速度を確保しておく必要がある。
【００２１】
これに対しこの実施形態では、回路３１〜３ｎ、およびＣＰＵ１に規定のスロットタイミングを割り当てるのではなく、回路３１〜３ｎから発生される読み出し要求に応えるかたちでメモリ２へのアクセス権を要求元の回路に割り当てる。各回路３１〜３ｎの要求する速度により個々の処理に割り当てるスロットの割合を可変し、各回路３１〜３ｎごとの速度の違いを吸収する。さらに、読み出し要求の無いタイミングではＣＰＵ１に無条件でアクセス権を与えることにより、ＣＰＵ１のメモリアクセスに対する優先度を最も高くするようにしている。このようにしたので、ＣＰＵ１がメモリ２に書き込みを行う際の待ち時間が生じないようにでき、メモリ２の利用効率を高められる。
【００２２】
また、ピーク時のアクセスをメモリ２が吸収できるので、メモリ２のアクセス速度を既存の技術ほど高速にしなくても良くなる。さらに、各スロット期間を等しくして、アクセスしたいずれの回路も同じデータ量を読み出すようにすることで、平均すると一定のアクセスレートを実現することができる。従ってネットワークジッタのような一時的な平均値に比べアクセス量が急増するような場合においても容易に対処可能となり、メモリ２のアクセス速度を抑えていてもメモリバスＭＢのアクセス権を得られようになる。これらのことからメモリの利用効率を高められ、既存の技術に比べてメモリへのアクセス速度をさらに下げることができ、電力消費および発熱を抑圧したＯＦＤＭ送信装置とその信号分離装置およびメモリアクセス制御方法を提供することが可能となる。
【００２３】
なお、この発明は上記実施の形態に限定されるものではない。  
図７は、ＳＴＢ８の他の実施形態を示す機能ブロック図である。図７に示すようにメモリ２とＣＰＵ１、回路３１〜３ｎを結ぶメモリバスＭＢに、各区間で伝送するデータサイズと速度差とに応じてバッファメモリＢを設けるようにしても良い。このようにすることで、アクセスするデバイス（ＣＰＵ１、回路３１〜３ｎ）の速度とメモリバスＭＢとの速度差によりバスの使用効率が下がってメモリ２のアクセス速度が低下することを、防止できる。よって、各回路３１〜３ｎからメモリ２へのアクセス速度はいずれもメモリバスＭＢの転送速度よりも低いにもかかわらず、メモリバスの使用効率が低下することを防げる。さらに、メモリバスＭＢの開放されている時間が長くなるので、ＣＰＵ１のようにアクセスが一定しないデバイスに対する割り当て時間に余裕が生じ、ひいてはメモリ２のアクセス効率をよりいっそう高めることが可能になる。
【００２４】
さらに、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明に関わるＯＦＤＭ送信装置の利用の一例を示すシステム図。
【図２】図１のＳＴＢ８を示す機能ブロック図。
【図３】図２のＳＴＢ８の要部を詳細に示す機能ブロック図。
【図４】制御部９の処理手順を示すフローチャート。
【図５】この発明の実施形態におけるメモリアクセス制御を示すタイミングチャート。
【図６】比較のため既存のメモリアクセス制御を示すタイミングチャート。
【図７】ＳＴＢ８の他の実施形態を示す機能ブロック図。
【符号の説明】
【００２６】
１００…ＩＰネットワーク、１０…放送局、２０…コンテンツホルダー、３０…チューナ、４０…エッジルータ、Ｆ…光ファイバ、６…アンテナ、７…ＯＮＵ、８…セットトップボックス（ＳＴＢ）、５０…テレビセット、６０…ユーザ宅、１…ＣＰＵ、２…メモリ、３１〜３ｎ…処理回路、４…変調部、５…無線部、ＭＢ…メモリバス、７０，８０…制御線、Ｂ…バッファメモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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