DE69621725T2

DE69621725T2 - System zur bereitstellung eines vorgegebenen zeitbezugs zwischen eingabe und ausgabe von daten sowie sender und empfänger für ein solches system

Info

Publication number: DE69621725T2
Application number: DE69621725T
Authority: DE
Inventors: Henricus Bloks
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1995-03-29
Filing date: 1996-03-11
Publication date: 2003-01-30
Anticipated expiration: 2016-03-12
Also published as: WO1996031033A3; WO1996031033A2; JPH10509294A; JP3845114B2; DE69621725D1; US5751721A; EP0763296B1; EP0763296A1

Description

System zum Liefern eines vorgegebenen Zeitbezugs zwischen Eingabe und Ausgabe von Daten, sowie Sender und Empfänger für ein derartiges System Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System mit einem Eingang, einem Ausgang und mit Zeitmitteln zum Koppeln einer Zeitmarkierung mit am Eingang eingegebenen Daten, wobei die genannten Daten an dem Ausgang ausgeliefert werden, wenn eine durch die Zeitmittel angegebene Zeit mit der Zeitmarkierung in einem vorgegebenen Zeitbezug steht. Ein derartiges System ist in der Europäischen Patentanmeldung Nr. EP-A-602282 beschrieben.
Ein derartiges System schafft beispielsweise zwischen dem Eingeben und dem Ausliefern eine konstante Zeitverzögerung, gemessen gegenüber einer Zeit, gemessen von den Zeitmitteln. Diese konstante Zeitverzögerung kann nicht gewährleistet werden, wenn das Fortschreiten der Zeit, angegeben durch die Zeitmittel, unvorhersagbare Unstetigkeiten aufweisen kann. Dies ist weil die Zeit der Eingabe und die Zeit der Auslieferung dann nicht in derselben Zeitskala gemessen werden kann.
Es ist u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, es zu ermöglichen, die Effekte derartiger Unstetigkeiten zu überwinden.
Das System nach der vorliegenden Erfindung weist dazu das Kennzeichen auf, dass es Mittel aufweist zum Signalisieren einer Potentialunstetigkeit in einem Fortschreiten der Zeit, angegeben durch die Zeitmittel und Zeitkorrekturmittel, zum Korrigieren der vorbestimmten Beziehung, wenn eine Potentialunstetigkeit für einen Zeitpunkt zwischen dem Eingeben und dem Ausliefern von Daten signalisiert wird. Auf diese Weise wird jeder etwaige Störeffekt signalisiert und das Zeitverhältnis wird korrigiert.
Bei einer Ausführungsform des Systems nach der vorliegenden Erfindung enthalten die Zeitmittel ein Eingangstimerregister und ein Ausgangstimerregister, Inkrementierungsmittel zum periodischen und einzelnen Inkrementieren dieser Register, und eine Anzahl Synchronisiermittel, je zum Synchronisieren des Eingangstimerregisters mit dem Ausgangstimerregister, wobei die Mittel zum Signalisieren der Potentialunstetigkeit vorgesehen sind zum Signalisieren der Potentialunstetigkeit, wenn diese Mittel detektieren, dass eines der Anzahl Synchronisiermittel die Synchronisation von einem anderen Mittel der Anzahl Synchronisiermittel übernimmt. Auf diese Weise gibt es verschiedene Synchronisationsquellen, beispielsweise verschiedene Geräte, die Zeitmaster in einem Pl 394-Bussystem werden. Wenn die Synchronisationsquelle sich ändert, wird eventuell eine Unstetigkeit auftreten. Auf diese Weise wird es in P1394 keine Unstetigkeit geben, wenn der neue Zeitmaster vorher zu dem alten Zeitmaster synchronisiert wurde, es wird aber eine Unstetigkeit geben, beispielsweise wenn der neue Zeitmaster unmittelbar bevor er der Zeitmaster wurde, eingeschaltet wurde.
Das System nach der vorliegenden Erfindung hat eine weitere Ausführungsform mit einem Sender, einem Empfänger und einem Bus, der den Sender und den Empfänger und wenigstens ein anderes Gerät verbindet, wobei der Sender den Eingang und das Eingangstimerregister enthält, wobei der Empfänger den Ausgang und das Ausgangszeitregister enthält, wobei die Daten und der Zeitstempel von dem Sender über den Bus zu dem Empfänger übertragen werden, wobei der Sender ebenfalls einen Code überträgt, der eine Anzahl Potentialunstetigkeiten angibt, die vor dem Eingeben der Daten über den Bus im Zusammenhang mit dem Zeitstempel signalisiert wurden. Auf diese Art und Weise wird die vorliegende Erfindung auf ein Bussystem angewandt. In diesem System, beispielsweise einem P1394-Bussystem, werden die Daten eine variable Verzögerung erfahren, abhängig von der Zeit zwischen dem Eingeben der Daten und der Zeit, wo der Bus verfügbar ist. Diese Verzögerung wird danach dadurch kompensiert, dass die Daten in dem Empfänger noch weiter verzögert werden, bis die vorbestimmte Zeitbeziehung auftritt. Dadurch, dass der Zeitstempel und der Code über den Bus übertragen werden, wird der Empfänger in den Stand gesetzt, die Zeitbeziehung zu korrigieren.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Systems nach der vorliegenden Erfindung enthält der Empfänger die Zeitkorrekturmittel, die dazu vorgesehen sind, den Code mit einer örtlichen Zählung von Potentialunstetigkeiten zu vergleichen und zum Korrigieren der vorbestimmten Beziehung, wenn die örtliche Zählung den Code nicht entspricht.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Systems nach der vorliegenden Erfindung enthalten die Zeitkorrekturmittel einen Unstetigkeitsspeicher, zum Speichern eine Stetigkeitsamplitude, welche die Amplitude eines Effektes auf das Fortschreiten der Zeit einer wenigstens jüngsten signalisierten Potentialunstetigkeit darstellt, und zum Korrigieren der vorbestimmten Beziehung entsprechend der Amplitude. Die aktuelle Amplitude der Unstetigkeit (die Null sein kann, wenn es sich herausstellt, dass die Potentialunstetigkeit nicht aufgetreten ist) kann nicht gemessen werden bis die Synchronisation zum ersten mal durchgeführt worden ist, d. h. nachdem die Potentialunstetigkeit signalisiert worden ist. Dadurch, dass die gemessene Unstetigkeit gespeichert wird, kann die Beziehung zwischen dem Zeitstempel und der Zeit der Auslieferung eingestellt werden, wenn das Eingeben und das Ausliefern durch eine oder mehrere Potentialunstetigkeiten getrennt werden, so dass die echte Zeitbeziehung zwischen dem Eingeben und dem Ausliefern nicht durch die Unstetigkeiten beeinträchtigt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein System nach der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 einen Empfänger nach der vorliegenden Erfindung.
Die IEEE P1394-Norm, herausgegeben von der IEEE, definiert eine Architektur für ein digitales Kommunikationsnetzwerk mit einer Anzahl Knotenpunkte, das imstande ist mit einer Anzahl verschiedener Bitraten zu kommunizieren ohne die Notwendigkeit einer allgemeinen Verteilung eines Taktsignals einer gemeinsamen Systems. Im Grunde hat jeder Knotenpunkt den eigenen örtlichen Bittaktgenerator, der mit anderen Taktgeneratoren in dem Netzwerk überhaupt nicht synchronisiert oder verriegelt ist. Es ist eine Basistaktrate von 24.576 MHz +/- 100 ppm definiert worden, von der die 3 möglichen Bittaktraten durch Multiplizkation dieser Frequenz mit einem Faktor 4, 8 oder 16 hergeleitet werden.
Die P1394 Architektur definiert ebenfalls einen gemeinsamen Zeitbasismechanismus, verwendet zum Einführen des Konzeptes einer allgemeinen Buszeit. Dies geschieht unter Verwendung des sog. "Cycle Timer Register", das entsprechend bestimmten spezifischen Regeln mit einer Basistaktrate inkrementiert. Weil aber keiner dieser Basistakte verriegelt werden, können die Wert der "Cycle Timer Register" in der Zeit auseinander gehen, auch wenn sie ursprüngliche einander gleich waren. Um diese Werte in Synchronisation zu halten wird einer der Knotenpunkte als "Cycle Master" bezeichnet und dieser Knotenpunkt hat die Verantwortung. Periodisch (im Schnitt alle 125 us) ein Paket mit dem Netzwerk zu versenden, wobei dieses Paket den aktuellen Wert des eigenen "Cycle Timer Register" enthält. Alle anderen Knotenpunkte, die dieses Paket empfangen, haben die Pflicht den Inhalt des eigenen "Cycle Timer Register" entsprechend dem empfangenen Wert zu aktualisieren.
Die Wirkung des P1394-Busses ist derart, dass Zugriff auf den Bus nicht zu jeder gewünschten Zeit gewährleistet werden kann. Dadurch werden Daten, transportiert über diesen Bus eine Verzögerung erfahren, die nicht fest ist. Dieser Verzögerungsjittereffekt ist von einer derartigen Größe, dass einige Typen von Daten (wie MPEG-2 Transportströme) nicht transportiert werden können, ohne dass einige Sondervorkehrungen getroffen werden. Ein Sondervorkehrungstyp ist, vor der Übertragung mit jedem Paket eine Zeitmarkierung zu verbinden und die Markierung in dem Empfänger zu benutzen zum künstlichen Erzeugen einer konstanten Transportverzögerung.
Bei diesem Verfahren wird der Wert der Markierung aus dem Wert des "Cycle Timer Register" an dem Senderknotenpunkt extrahiert, und zwar zu dem Zeitpunkt, an dem das Paket dem Sender von dem Gastgebersystem geliefert wurde. Zum Erzeugen einer konstanten Transportverzögerung erfordert das Verfahren, dass jedes Paket in dem Empfänger gespeichert wird bis die Buszeit (= Wert des "Cycle Timer Register") im Empfänger dem Wert der mit diesem Paket verbundenen Markierung entspricht. Pufferung ist ebenfalls erforderlich auf der Senderseite, da Zugriff auf den Bus für denselben Sender nicht immer gewährleistet werden kann.
Dieses Verfahren der Zeitmarkierung funktioniert ausgezeichnet, solange es keine Ausnahmen bei dem Bus gibt. Es aber eine spezielle Situation, in der dieses Verfahren im Allgemeinen nicht funktioniert und das ist kurz gesagt nach dem Auftritt einer Bus-Rückstellsequenz. Eine Busrückstellung wird angefordert, wenn neue Knotenpunkte an das Netzwerk hinzugefügt werden oder bestehende Knotenpunkte davon entfernt werden. Die Busrückstellsequenz umfasst die Selektion eines Netzwerkwurzelknotenpunktes, der auch als "Cycle Master" funktionieren wird. Wenn dies einem neuen Knotenpunkt trifft, der dem Bus gerade hinzugefügt worden ist, dann kann die Selektion als "Cycle Master" eine Unstetigkeit in der Buszeit herbeiführen, von nun an als Zeitbasisänderung bezeichnet. Dies ist unerwünscht, da dies auch alle Markierungswerte, die an die Pakete angehängt worden sind, die zur Zeit in jedem Puffer im Sender und im Empfänger warten, ungültig macht. Wenn an diesem Umstand nichts unternommen wird, wird im schlimmsten Fall Pufferüberlauf in dem Empfänger entstehen, weil Pakete nicht zur rechten Zeit, sondern stattdessen viel später geliefert werden. Wenn beispielsweise der CTR 16 ms zurückspringt, zeigt eine Markierung, die ursprünglich 100 us vorwärts zeigte, nun 16,1 ms nach vorne und das entsprechende Paket wird nach wie vor diese Zeit in dem Lieferpuffer warten.
Die vorliegende Erfindung beansprucht nun ein Verfahren, durch das es möglich ist, durch Inspektion eine Zeitmarkierung zu detektieren, die an ein Paket angeheftet worden ist, ob die Markierung eventuell gültig ist, und zwar wegen einer zwischenzeitlichen Zeitbasisänderung. Das Verfahren schafft ebenfalls ein Verfahren auf Basis von der Frage, welche Aktion unternommen werden kann um jeden einzelnen Markierungswert einzustellen, damit die Zeitbasisänderung kompensiert wird, sogar wenn mehrere Zeitbasisänderungen schnell nacheinander aufgetreten sind.
Die an ein Paket angeheftete Zeitmarkierung ist mit einem neuen Feld mit einer festen Breite W (Anzahl Bits) erweitert worden, die nachher als TB-Feld ("Time-Base") bezeichnet wird.
Wenn eine neue Zeitmarkierung in einem Sender durch Abtastung (und etwaige nachfolgende Verarbeitung) eines "Cycle Timer Register" Wertes erzeugt worden ist, nimmt das TB-Feld den Wert eines W Bitzählers TC in dem Sender an. Dieser TB Wert wird nun zusammen mit der ursprünglichen Zeitmarkierung an das Paket angehängt und übertragen. Der Wert des W Bitzählers TC wird auf Null gesetzt, wen der Sender initialisiert wird. Der Wert des W Bitzählers TC wird um Eins inkrementiert, wenn eine Busrückstellung oder eine andere etwaige Zeitbasisänderungsausnahme von dem Senderknotenpunkt detektiert wird.
Fig. 1 zeigt ein vereinfachtes Diagramm eines Systems nach der vorliegenden Erfindung. Das System umfasst einen Sender 10, einen Empfänger 20, einen Bus 22, der den Sender 10 und den Empfänger 20 sowie zwei andere Geräte 24, 26 miteinander verbindet.
Der Sender 10 ist ein Zeitmarkierungssender. Der Sender 10 hat einen Bus_Rückstelldetektor 4, der mit einem Bus_Rückstelleingang eines Zählers TC 1 gekoppelt ist. Von dem Zähler 1 ist ein Ausgang mit einer Markierungsformatierungseinheit 2 gekoppelt. Der Sender 10 umfasst einen Taktgenerator 5, der mit einem "Cycle Timer Register" 6 gekoppelt ist. Ein Ausgang des "Cycle Timer Register" 6 ist mit einem Zeitmarkierungseingang der Markierungsformatierungseinheit 2 verbunden. Diese Einheit ist mit einer Markierungsanhängeeinheit 3 verbunden. Weiterhin hat der Sender 10 einen Paketeingang für Applikationsdatenpakete, wobei dieser Eingang mit der Markierungsanhängeeinheit 3 verbunden ist, die einem Senderpuffer 7 ein markiertes Paket zuführt.
Im Betrieb kann das Gerät 24 oder 26 Zeitmaster sein. Das "Cycle Timer Register" 6 umfasst einen Zählwert einer Anzahl Taktzyklen des Taktgenerators 5. Wenn die Aktualisierungseinheit 8 des "Cycle Timer" das Paket in dem Netzwerk mit dem aktuellen Wert des "Cycle Timer Register" des "Cycle Master" empfängt, wird der Inhalt des "Cycle Timer Register" aktualisiert.
Die Markierungsanhängeeinheit 3 empfängt jeweils ein Paket und hängt einen Zusatz an. Dieser Zusatz besteht aus der Zeitmarkierung (N Bits lang, beispielsweise N = 20) empfangen an einem Zeitmarkierungseingang und den Zählwert des Zählers 1 (W Bits lang, beispielsweise W = 2). Das Paket wird mit dem Zusatz in dem Übertragungspuffer 7 gespeichert, bis es über den Bus 22 übertragen wird.
Der Empfänger 20 ist ein auf Markierung basierter Empfänger. Der Empfänger hat einen Busrückstelldetektor, der mit einem Bus Rückstelleingang eines Zählers RC 11 verbunden ist, von dem ein Ausgang mit einer Vergleichsschaltung 12 gekoppelt ist. Der Empfänger 20 hat einen Zusatzeingang zum Empfangen von Zusätzen, die aus Paketen samt Zusatz, empfangen an dem Bus 22, wiederhergestellt worden sind. Dieser Zusatzeingang ist mit einer Markierungsverarbeitungseinheit 13 gekoppelt, die der Vergleichsschaltung 12 den Zählwert in dem Zusatz und einem Liefersystem 14 die Zeitmarkierung zuführt. Der Empfänger 20 enthält ebenfalls einen Taktgenerator 18, der mit einem "Cycle Timer Register" 17 gekoppelt ist, sowie eine "Cycle Timer" Aktualisierungseinheit 19, die mit einem Preseteingang des "Cycle Timer Register" 17 verbunden ist.
Im Betrieb enthält das "Cycle Timer Register" 17 einen Zählwert einer Anzahl Taktzyklen des Taktgenerators 18. Wenn die Cycle Timer Aktualisierungseinheit 19 das Paket an dem Netzwerk mit dem aktuellen Wert des "Cycle Timer Register" des Cycle Masters empfängt, wird der Inhalt des "Cycle Timer Register" 17 aktualisiert.
Die Vergleichsschaltung 12 vergleicht den empfangenen Zählwert mit dem Zählwert in dem Zähler 11. Wenn diese Werte einander entsprechen, liefert das Liefersystem 14 die von dem Bus 22 empfangenen Pakete normalerweise zu dem Zeitpunkt, der durch die Zeitmarkierungen bestimmt ist, d. h. das System liefert ein Paket, wenn die zugeordnete Zeitmarkierung dem Inhalt des "Cycle Timer Register" 17 entspricht, das einen Zählwert einer Anzahl Taktzyklen des Taktgenerators 18 enthält.
Wenn eine neue Verbindung als erste initialisiert wird, benutzt der Empfänger den TB-Feldwert, der an das erste empfangene Paket angehängt ist, zum Synchronisieren des Zählers RC 11 zu dem Zähler TC 1 und diese Markierung wird als gültig markiert. (Auf alternative Art und Weise könnte der Zähler RC 11 auf Null initialisiert werden, ähnlich wie der Zähler TC 1). Für jedes nachfolgende Paket wird der Wert des angehängten TB-Feldes mit dem Wert des Zählers RC 11 verglichen und die an dieses Paket angehängte Markierung wird als gültig markiert, wenn und nur wenn diese zwei Werte einander entsprechen. Wenn der Detektor 4 in dem Empfänger 1 eine Busrückstellung oder eine andere mögliche Zeitbasisänderungsausnahme detektiert, wird der Zähler RC 11 dadurch um Eins inkrementiert.
Bis zu 2w-1 kaskadengeschaltete Rückstellungen können mit diesem Verfahren verarbeitet werden. Dies lässt sich wie folgt erläutern: Wenn die Zeitbasis sich ändert, bleiben alle Markierungen, die bereits mit Paketen gespeichert sind, dieselben. Es dauert eine gewisse Zeit, bevor all diese Pakete völlig verarbeitet worden sind und alle Zeitmarkierungen, die sich auf eine alte Zeitbasis beziehen, sind von dem System entfernt worden. Wenn mehrere Busrückstellungen in schneller Aufeinanderfolge auftreten, ist es möglich, dass es Pakete in Transit gibt, basiert auf jeder zwischenliegenden Zeitbasis. Ein Empfänger kann nur eindeutig entscheiden, auf welche Zeitbasis eine Zeitmarkierung sich bezieht, wenn die Anzahl Zeitbases, für die Pakete noch immer in Transit sind, kleiner ist als 2w.
Das Erledigen nicht gültiger Zeitmarkierungen kann verschiedenartig erfolgen, und zwar je nach der gewünschten Genauigkeit der Timing des Ausgangsstroms und der erlaubten Systemkomplexität.
Die Äußersten sind:
- Die einfachste Art und Weise zum Erledigen solcher Markierungen ist sie zu entladen und Pakete mit nicht gültigen Zeitmarkierungen sofort zu liefern, oder möglichst bald. Hardware-Kosten sind minimal, aber das frühe Liefern von Applikationspaketen zu dem Gastgebersystem kann dort Pufferprobleme verursachen.
- Eine ziemliche komplexe aber auch sehr gute Art und Weise, ungültige Markierungen zu erledigen, ist deren Wert einzustellen, und zwar unmittelbar vor dem Gebrauch derselben, damit die Zeitbasisänderung kompensiert wird. Um dies zu tun muss der Empfänger alle 2w-1 vorhergehende Zeitbases berücksichtigen, oder die Größe der Unstetigkeiten. Wenn eine Markierung eintrifft, basiert auf eine früheren Zeitbasis, berechnet der Empfänger die Differenz zwischen dieser Zeitbasis und der aktuellen Zeitbasis und fügt sie zu der empfangenen Markierung zu. Die Markierung ist dann für normalen Gebrauch gültig.
Fig. 2 erläutert diese Lösung. Fig. 2 zeigt einen Empfänger 30, der mit dem Bus 22 verbunden ist. Elemente, die denen des Empfängers 20 nach Fig. 1 entsprechen, sind je durch dasselbe Bezugszeichen angegeben. Statt der Vergleichsschaltung 12 enthält der Empfänger ein Zeitmarkierungsspeichersystem 32 und einen Addierer 34.
Im Betrieb empfängt das Speichersystem 32 für jede Paketzeitmarkierung den Wert des angehängten TB Feldes und den Wert des Zählers RC 11. Das TB Feld und der Wert des Zähler werden miteinander verglichen. Auf Basis dieser Vergleichung wird eine Zeitbasisdifferenz aus einem Speicher wiedergewonnen und dem Addierer 34 zugeführt. Der Addierer 34 addiert diese Differenz zu der Zeitmarkierung des Pakets. Das Zeitmarkierungsliefersystem 14 liefert die Pakete normalerweise wie durch die Zeitmarkierungen bestimmt, d. h. es liefert ein Paket, wenn der Zeitmarkierungsausgang vom Addierer dem Inhalt des Timerregisters 17 entspricht.
Wenn der Detektor 4 in dem Empfänger 1 eine Busrückstellung oder eine andere etwaige Zeitbasisänderungsausnahme detektiert, wird die Differenz (die Größe der Unstetigkeit der Zeitbasis) zwischen dem aktuellen Inhalt des Timerregisters 17 und dem neuen Inhalt nach der etwaigen Zeitbasisänderung in dem Zeitmarkierungsspeichersystem 32 gespeichert. Das Zeitmarkierungsspeichersystem 32 behält die Differenz für die letzten 2w-1 etwaigen Zeitbasisänderungen.
Für die meisten Zwecke braucht der Wert von W nicht sehr groß zu sein. Ein Wert von W = 2 macht es beispielsweise möglich, während des Zeitintervalls, in dem ein Paket gepuffert wird, drei Zeitbasisänderungen zu bilden. In diesem Fall brauchen nur drei Größen von Unstetigkeiten gespeichert zu werden. Sogar W = 1 (ein einziger Bit Zählwert) kann ausreichen, wenn es unwahrscheinlich ist, dass mehr als nur eine Zeitbasisänderung in dem Zeitintervall mit maximaler Länge auftritt, in dem ein Paket gepuffert wird.
Es wird beispielsweise eine Busrückstellung auftreten, wenn ein neues Gerät (beispielsweise das Gerät 24 oder 26) an den Bus angehängt wird, oder wenn die Speisung eines derartigen Geräts eingeschaltet wird (um Strom zu sparen werden Geräte in einem Konsumentensystem vorzugsweise abgeschaltet, wenn sie nicht verwendet werden). Die Busrückstellung wird dadurch effektuiert, dass eine Busrückstellnachricht an den Bus gesendet wird. Alle Geräte, die mit dem Bus verbunden sind, detektieren diese Nachricht und erhöhen dann den Inhalt dessen betreffenden Zeitbasiszählers, um anzugeben, dass die Buszeit ungleichmäßig sich geändert hat. (Nach einer Rückstellung ist es nicht sicher, dass die Buszeit sich unregelmäßig ändern wird: dies wird nur geschehen, wenn ein neu eingeschlatetes Gerät 24 oder 26 den neuen Zeitmaster wird).
In der Praxis kann es zwischen der Busrückstellung und dem ersten Zeitpunkt, an dem das Timerzyklusregister aktualisiert wird. In dem Fall sollte der Zeitbasiszählwert das erste Mal, dass das Timerzyklusregister von dem Zeitmaster nach einer Busrückstellung aktualisiert wird, inkrementiert werden.
In einer komplizierteren Lösung könnten die Geräte den Zeitbasiszähler nur dann erhöhen, wenn sie detektieren, dass der Zeitmaster nach einer Busrückstellung nicht derselbe ist. Auf diese Weise kann der W-Wert reduziert werden, aber Detektion einer Änderung des Zeitmasters steigert die Komplexität der Geräte.
Die Geräte könnten auch aus der Aktualisierung selber detektieren, ob die Buszeit sich unstetig geändert hat (bei der gegebenen Genauigkeit der Taktratenspezifikation, kann die Aktualisierung um nur plus oder minus Eins von dem Inhalt des Timerregisters abweichen, so dass Detektion einer Änderung von mehr als nur einem Schwellenwert von sagen wir 2 benutzt werden kann zum Erhöhen des Zeitbasiszählers). Dies kann aber zu Unstetigkeiten zwischen den jeweiligen Geräten führen.

Behandlung später Nachrichten

Das asynchrone Übertragungsprotokoll implementiert einen Zeitmarkierungsmechanismus für die Datentypen, wie MPEG, die eine konstante (Jitter-freie) Transportverzögerung erfordern. Der allgemeine Gedanke ist, dass ein Sender eine Zeitmarkierung an jedes Paket anhängt, die den Zeitpunkt angibt (gegenüber der Buszeit), an dem ein Empfänger dieses Paket dem Gastgebersystem liefern soll. Der Sender berechnet die Markierung so, dass der Wert minus der aktuellen Zeit immer größer ist als die maximale Verzögerung, die jedes Paket unter normalen Umständen erfahren würde.
In dieser Situation haben alle Pakete, die bei einem Empfänger eintreffen, einen Markierungswert, der sich auf ein künftiges Moment bezieht. Es gibt aber Ausnahmesituationen, in denen von dieser Regel abgewichen werden kann. Es wird beispielsweise der Verlust des Zyklus-Startpakets und/oder einer kompletten Busrückstellung vorausgesetzt. Pakete können in einem Sender solange aufgehalten werden, dass wenn sie letzten Endes übertragen und empfangen werden, sie für eine einwandfreie Lieferung zu spät eintreffen.
Ein Applikationspegelpaket (beispielsweise ein MPEG-TP), das zur einwandfreien Lieferung zu spät im Empfänger eintrifft, wird als späte Nachricht bezeichnet. Da die Zeitmarkierung nur ein Wert von beispielsweise 20 Bits ist, ohne eine genau definierte semantische Interpretation, ist es nicht deutlich, wie genau bestimmt werden muss, ob ein Paket zu spät ist. Zum Beispiel: eine Markierung, die sich auf einen Zeitpunkt 1 ms in der Vergangenheit bezieht, kann auch als eine Markierung interpretiert werden, die sich auf einen Zeitpunkt 31 ms in der Zukunft bezieht (wenn die Taktfrequenz derart ist, dass ein 20 Bit Wert umherläuft in einem 32 ms Fenster).
Um dies zu lösen wird das 32 ms Fenster in einen "späten" Teil mit einer Dauer von 4 ms und einen "frühen" Teil von 28 ms aufgeteilt. Die grenze zwischen den beiden Teilen ist immer die aktuelle Buszeit ("Cycle Timer Register"-Wert). Die Ankunftszeit einer Applikationspegelpäkets ist definiert als die Buszeit, zu der das letzte Bit des Buspakets mit dem letzten Bit des Applikationspakets eintrifft (d. h. alle Bits der Applikationspakete wurden empfangen und der CRC ("Cyclic Redundancy Code") ist überprüft worden.
Ein Applikationspaket mit der Ankunftszeit A ist spät, wenn und nur wenn sein Zeitmarkierungswert innerhalb des Intervalls [A-4 ms, A] liegt; sonst ist es früh. Das 4 ms Intervall ist genau 32 Zyklen, oder 32·3072 Uhrticken des 24,576 MHz Taktes.
Frühe Pakete werden wenn nur irgend möglich zu der Zeit geliefert, angegeben in der Markierung. Das Erledigen später Pakete ist beispielsweise implementierungsabhängig (oder vielleicht applikationsabhängig), sie können dennoch so schnell wie möglich geliefert oder sie können weggeworfen werden.
Die vorliegende Erfindung, wie diese anhand eines Beispiels unter Verwendung der Zeichnung beschrieben worden ist, schafft ein System, das beispielsweise eine konstante Zeitverzögerung zwischen dem Eingeben und Ausgeben schafft, dies gemessen gegenüber einer Zeit, die durch Zeitmittel gemessen wird. Das Fortschreiten der Zeit, angegeben durch die Zeitmittel kann unvorhersagbare Unstetigkeiten aufweisen. Dies ist, weil die Zeit der Eingabe und die Zeit der Ausgabe dann nicht gegenüber derselben Skala gemessen werden kann. In dem System nach der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Effekte solcher Unstetigkeiten zu überwinden.

Claims

1. System mit einem Eingang, einem Ausgang und mit Zeitmitteln zum Koppeln einer Zeitmarkierung mit am Eingang eingegebenen Daten, wobei die genannten Daten an dem Ausgang ausgeliefert werden, wenn eine durch die Zeitmittel angegebene Zeit mit der Zeitmarkierung in einem vorgegebenen Zeitbezug steht, dadurch gekennzeichnet, dass dieses System Mittel (4) aufweist zum Signalisieren einer Potentialunstetigkeit in einem Fortschreiten der Zeit, angegeben durch die Zeitmittel und Zeitkorrekturmittel (8), zum Korrigieren der vorbestimmten Beziehung, wenn eine Potentialunstetigkeit für einen Zeitpunkt zwischen dem Eingeben und dem Ausliefern von Daten signalisiert wird.

2. System nach Anspruch 1, wobei die Zeitmittel ein Eingangstimerregister und ein Ausgangstimerregister, Inkrementiermittel zum periodischen und einzelnen Inkrementieren dieser Register, und eine Anzahl Synchronisiermittel umfassen, je zum Synchronisieren des Eingangstimerregisters zu dem Ausgangstimerregister, wobei die Signalisierungsmittel für Potentialunstetigkeiten vorgesehen sind zum Signalisieren der Potentialunstetigkeit, wenn diese Mittel detektieren, dass die Anzahl Synchronisiermittel die Synchronisation von einem anderen Mittel der Anzahl Synchronisiermittel übernehmen.

3. System nach Anspruch 2, mit einem Sender, einem Empfänger und einem Bus, der den Sender mit dem Empfänger und mit wenigstens einem anderen Gerät verbindet, wobei der Sender den Eingang und das Eingangstimerregister (6) enthält und wobei der Empfänger den Ausgang und das Ausgangstimerregister (8) enthält, wobei die Daten und die Zeitmarkierung von dem Sender zu dem Empfänger übertragen werden, wobei der Sender ebenfalls einen Code ausstrahlt, der eine Anzahl Potentialunstetigkeiten angibt, die vor dem Eingeben der Daten über den Bus signalisiert worden sind, dies im Zusammenhang mit der Zeitmarkierung.

4. System nach Anspruch 3, wobei der Empfänger die Zeitkorrekturmittel aufweist, die zum Vergleichen des Codes mit einem örtlichen Zählwert von Potentialunstetigkeiten und zum Korrigieren der vorbestimmten Beziehung vorgesehen ist, wenn der örtliche Zählwert dem Code nicht entspricht.

5. System nach Anspruch 4, wobei die Zeitkorrekturmittel einen Unstetigkeitsspeicher enthalten zum Speichern einer Stetigkeitsamplitude, welche die Amplitude eines Effektes auf das Fortschreiten in der Zeit wenigstens einer jüngsten signalisierten Potentialunstetigkeit darstellt, und zum Korrigieren der vorbestimmten Beziehung gemäß dieser Amplitude.

6. System nach Anspruch 5, wobei wenigstens zwei jüngste Amplituden gespeichert werden.

7. Sender (10) zum Übertragen über einen Bus, wobei dieser sender die nachfolgenden Elemente umfasst:

- ein Eingangstimerregister (6);

- Inkrementiermittel zum periodischen Inkrementieren des Eingangstimerregisters;

- Aktualisierungsmittel (8) zum Aktualisieren des genannten Eingangstimerregisters entsprechend einem Synchronisationssignal;

- einen Eingang;

- einen Ausgang zum Verbinden mit dem Bus und

- Mittel (3) zum Koppeln von Daten, die am Eingang eingegeben worden sind mit einer Zeitmarkierung, erhalten aus dem Eingangstimerregister, und zum Ausliefern der genannten Daten an dem Ausgang in Kombination mit der Zeitmarkierung, dadurch gekennzeichnet, dass er weiterhin die nachfolgenden Elemente umfasst:

- Signalisierungsmittel (4) zum Signalisieren einer Potentialunstetigkeit in einem Fortschreiten der Zeit, angegeben durch die Zeitmittel;

- einen Unstetigkeitenzähler (1) zum Zählen eines Zählwertes von Potentialunstetigkeiten, signalisiert durch die Potentialunstetigkeitensignalisierungsmittel;

wobei der Sender vorgesehen ist zum Übertragen eines Codes, der den Zählwert über den Bus im Zusammenhang mit der Zeitmarkierung angibt.

8. Sender nach Anspruch 7, wobei die Potentialunstetigkeitensignalisierungsmittel vorgesehen sind zum Signalisieren von Potentialunstetigkeiten, wenn er detektiert, dass ein Mittel einer Anzahl Synchronisiermittel das Erzeugen des Synchronisationssignals von einem anderen Mittel der Anzahl Synchronisiermittel übernimmt.

9. Empfänger (20) zum Empfangen von einem Bus, wobei der Empfänger die nachfolgenden Elemente umfasst:

- ein Ausgangstimerregister (17)

- Inkrementiermittel zum periodischen Inkrementieren des Ausgangstimerregisters;

- Aktualisierungsmittel (19) zum Aktualisieren des genannten Ausgangstimerregisters entsprechend einem Synchronisationssignal;

- einen Eingang zum Verbinden mit dem Bus;

- einen Ausgang;

- Mittel (14) zum Ausliefern von Daten, die an dem Eingang empfangen worden sind, an dem Ausgang, wenn eine Zeit, angegeben durch das Ausgangstimerregister in einer vorbestimmten Beziehung mit einem von dem Eingang erhaltenen Zeitmarkierung steht,

dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger die nachfolgenden Elemente umfasst:

- Potentialunstetigkeitensignalisierungsmittel (16) zum Signalisieren einer Potentialunstetigkeit in einem Fortschreiten der Zeit, angegeben durch die Zeitmittel:

- einen Unstetigkeitszähler (11) zum Zählen eines örtlichen Zählwertes von Potentialunstetigkeiten, signalisiert durch die Potentialunstetigkeitensignalisierungsmittel;

- Zeitkorrekturmittel zum Korrigieren der vorbestimmten Beziehung, wenn der örtliche Zählwert einem Code nicht entspricht, der einen Zählwert von Potentialunstetigkeiten angibt, die im Zusammenhang mit der Zeitmarkierung empfangen worden sind.

10. Empfänger nach Anspruch 9, wobei die Potentialunstetigkeitensignalisierungsmittel zum Signalisieren von Potentialunstetigkeiten vorgesehen sind, wenn der Empfänger detektiert, dass ein Mittel einer Anzahl Synchronisiermittel das Erzeugen des Synchronisationssignals von einem anderen Mittel der Anzahl Synchronisiermittel übernimmt.

11. Empfänger nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Zeitkorrekturmittel einen Unstetigkeitsspeicher aufweisen zum Speichern einer Stetigkeitsamplitude, welche die Amplitude eines Effektes auf das Fortschreiten der Zeit wenigstens einer jüngsten signalisierten Potentialunstetigkeit darstellt, und zum Korrigieren der vorbestimmten Beziehung entsprechend dieser Amplitude.