JP2001505752A - 複数のレベルのハウスキーピングに適合されたソフトウェアマネジメントを備える一時データストリーム処理バッファメモリ編成 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 データストリーム処理バッファメモリ編成が、データストリーム入力、データストリームを一時的に記憶する記憶手段、バッファメモリをアクセスする手段及びメモリのハウスキーピング用の手段を持つ。とりわけ、マネジメント手段が、ソフトウェアで実行される。

Description

【発明の詳細な説明】 複数のレベルのハウスキーピングに適合されたソフトウェアマネジメントを備え る一時データストリーム処理バッファメモリ編成 本発明の背景 本発明は、請求項１の前提項に述べられるようなデータストリーム処理バッフ ァメモリ編成に関する。米国特許第４，３１４，３６１号、第４，２３６，２２ ５号及び第４，２２２，１０２号は、各々、固定入力及び可変出力、可変入力及 び固定出力、可変入力及び可変出力を持つＦＩＦＯ編成を記載している。そのよ うな基本のＦＩＦＯの機能をもたらすために、参照がハードウェアベースのハウ スキーピングを排他的に用いている。本願発明者は、とりわけより複雑な処理モ ードを可能にする改良されたよりフレキシブルな機能の必要性を経験した。更に 、ある物理ロケーションから他への情報の移動は、遙かに大きいデータストリー ムのボリュームに比べて限定的な転送能力を鑑みて、出来る限り制限し続けるべ きである。これは、同一のデータ項目が関連する機能に対して数回用いられるよ うな場合より一層当てはまる。物理移動に対する最終的な論点は、物理データ移 送に係る電力消費を低く保つべきである、と言うことである。 発明の概要 従って、とりわけ、本発明の目的は、共用物理記憶空間上に種々の論理バッフ ァをマッピング可能にすると共に、物理データ転送を極めて低量に減らすことに ある。それ故、本発明の特徴の一つによれば、請求項１の特徴項に述べれるよう なことを特徴とする。 有利には、前記メモリマネジメントが、複数のレベルのハウスキーピングに適 合されている。しばしば、データフォーマットの定義は、種々の連続的なレベル を指定している。特定のフォーマットレベルに関するハウスキーピングを関連付 けられるハウスキーピングレベルにアドレスすることにより、フレキシビリティ が容易に達成される。本発明の更に有利な特徴が各縦続請求項に述べられている 。 本発明のこれらの及び他の特徴並びに有利な点が、好ましい実施例の説明を参 照して且つとりわけ添付の図を参照して以下により詳細に述べられるであろう。 図面の簡単な説明 第１図は、前記編成をマッピングする模範的なハードウェアを示している。 第２図は、データフロー編成の一例を示している。 第３図は、模範的なセクタヘッダフォーマットを示している。 第４図は、オーディオセクタの模範的なユーザデータフォーマットを示してい る。 好ましい実施例の詳細な説明 第１図は、本発明の編成をマッピングする模範的なハードウェアの実施例を示 している。プロセッサが、アプリケーションに対して十分なキャパシティを持つ と共に自身に接続される種々のサブシステム間でデータ、アドレス及び制御信号 を転送するのに適切な幅を持つバスファシリティ８０に中心付けられている。Ｉ ／Ｏサブシステム８８が、相互接続９０を介して外部世界にインタフェースして いる。プロセシングファシリティ８２は、必要なプロセシングオペレーションを 実行する。ＲＡＭメモリ９２は、第２図を参照して以下でより詳細に述べられる 編成に応じて適宜データを記憶する。メモリマネジメントユニット８４は、メモ リ９２に対して種々のハウスキーピングタスクを実行する。ＲＯＭメモリ８６は 、プロセシングファシリティ８２に記憶されないものに限り、適宜のソフトウェ アの記憶を可能にしても良い。 第２図は、データフロー編成の一例を示している。ここでは、シリアルデータ が、光学高容量ディスク、無線放送又はラインソース等の適宜のソースからデー タストリーム入力２０において入力される。複数のソースが平列に又は交互に接 続可能であっても良い。データストリームの幅は適宜定義されても良い。以下の 実施例においては、データソースは、関連付けられたディジタル音声を備えるデ ィジタルビデオ、及び更なる機能をシステム及びユーザに可能にする種々のエク ストラデータも記憶するＤＶＤ又はＶＣＤディスクである。 モジュール２２はデータを読出しバッファ２４に該データを記憶する。とりわ け、このモジュールは、ＤＭＡフィーチャーを具える。ここで、記憶は、第１図 の接続９０におけるような、データが外部世界から入力される限りにおいては、 物理的である。他のバッファへのデータの次なる書込は、一般的に、以下に述べ られるようなデータの論理割り当てにより実行される。適用可能であるならば、 この場合プロセシングファシリティとメモリとの間に物理データ転送がある、リ ードモディファイライトメモリサイクルを実行することが出来る。更に、モジュ ール２２は、データに対して誤り検査並びに必要及び可能ならば誤り訂正を実行 しても良い。適切な正当性(correctness)のレベルを見出すか又は到達した場合 、ユーザデータは、解読制御モジュール５１に与えられる。これらのユーザデー タは、セクタヘッダ及び誤り検査情報ＥＣＣを排除している。 解読制御モジュール５１と並んで、訂正されたデータは、バッファ３０に割当 てられる、即ち、プレナビゲーションフィーチャーに用いられる。これは、ユー ザが、解読されていないデータを用いて、且つデータへのいかなる他のオペレー ションを必要とすることなく、高速フォワード又は高速リバース等、高速でデー タをナビゲートすることを可能にする。解読制御モジュール５１において、デー タは、必要ならば適切な解読キーにより解読される。次いで、解読されたデータ は、バッファ２６に割当てられる。このバッファは、一様の高い速度でデータを 入力し、あり得る種々のソースの圧縮に応じて、可変速度でデータを出力する。 モジュール２８は、バッファ２６内のデータをアクセスし、読出したデータを他 のバッファ３４，３８，４２，４８及び４９にディスパッチする。最初の三つの バッファは、各々、モジュール３６，４０及び４４にインターフェースする。 この実施例において、モジュール４０は、入力としてパケットにされた基本ス トリームＰＥＳを要求するＭＰＥＧビデオデコーダである。更に、モジュール３ ６は、入力として基本ストリームを要求するＭＰＥＧオーディオデコーダである 。モジュール４４は、副画像デコーダである。バッファ４８は、バッファ３０と 同様のユーザナビゲーションを可能にするが、より精細に、例えば、いわゆる継 ぎ目無し飛び越し(seamless jumping)による一方、コピープロテクトされた情報 等の種々のプレゼンテーション制御モードも考慮に入れたユーザナビゲーション を 可能にする。バッファ４９は、タイムコード表示及び更なるユーザナビゲーショ ン等の種々のオーバレイ機能のタイプに用いられ得るサブコード項目の記憶を可 能にする。 バッファ３４，３８に対するハウスキーピングは、必要な部分の情報のみがモ ジュール３６，４０及び４４により読出されるようなものである。最後のバッフ ァ４６は、ビデオデコーダ４０により供給を受け、クローズドキャプション情報 等のユーザデータをバッファする。種々のバッファのサイズを後に詳述する。こ れらのサイズは、関連するデータストリームのパッケージの編成に基づいている 。例えば、ビデオ情報量は、オーディオ情報量に対してかなり多いが、サブコー ド情報は一層少ない。 右端即ち最下位レベルに必然的に排他的に示される分けではない、種々の各モ ジュールは、記憶されているデータをアクセスし、関連する矢印により示されて いるユーザ装置又はユーザに結果を出力する。そのような装置は、ビデオ用テレ ビジョンモニタ、音声用音声プレゼンテーション装置、及び更に他のユーザ情報 データストリーム用の同様の装置であっても良い。他の例は、他のタイプのユー ザナビゲーションをもたらすように働き得る制御装置等の他の制御装置であろう 。 第３図は、模範的なセクタフォーマットを示している。これは、インタフェー ス２０と関連するようなフォーマットに関する。図示のように、セクタは、セク タヘッダを含有している。このセクタヘッダは、当該セクタを区切り、時間値、 識別子、及びあれば次なる記憶を適切に編成するために用いられ得る他のパラメ ータを指示する。部分５４は、誤って受信されてしまったシンボル百分率を訂正 するために用いられ得るリード−ソロモン符号の冗長シンボル等の誤り保護コー ドを含有する。訂正を実行した後、部分５４は一般的には更なる処理には用いら れない。一般的に、ヘッダ及びＥＣＣ情報は、没収され次なるアクセスでは用い られない。 第４図は、オーディオセクタの模範的なユーザデータフォーマットを示してい る。ここでは、当該セクタは、二つのオーディオデータのパケットを含有してい る。各パケットは、関連するパケットヘッダ情報及び二つの関連するオーディオ データの部分を有している。オーディオ部分の数は異なっても良く、それらのサ イズも一様でなくて良い。このレベルにおけるヘッダの機能は可変であっても良 い。時に、ヘッダ情報は、没収され次なるアクセスでは用いられない。他のデコ ーダのタイプが、情報の簡単な区切りのためにヘッダを用いるかもしれない。 第２図の更なる記号の説明は以下の通りである。 ＳＢＭ： ストリームバッファマネージャ(Stream Buffer Manager) ＳＰ： セクタプロセッサ(Sector Processor) ＤＣＲＹＰ： 解読制御(DeCRYPtion control) ＤＭＸ： デマルチプレクサ(DeMultipleXer) ＡＵＤ： オーディオデコーダ(AUDio decoder) ＶＩＤ： ビデオデコーダ(VIDeo decoder) ＳＵＢＰ： 副画像デコーダ(SUBPicture decoder) ＤＶＤディスクの容量：１４ギガバイト 入力データ速度：１１メガビット／秒 バッファサイズ表示： ＳＢＭ＿ＥＲＲＣＨＥＣＫ １０キロバイト ＳＢＭ＿ＶＢＲ ５００キロバイト ＳＢＭ＿ＰＲＥＮＡＶ ２０キロバイト ＳＢＭ＿ＡＵＤＩＯ ２０キロバイト ＳＢＭ＿ＶＩＤＥＯ ２５０キロバイト ＳＢＭ＿ＳＵＢＰＩＣ ６４キロバイト ＳＢＭ＿ＰＯＳＴＮＡＶ ２０キロバイト ＳＢＭ＿ＳＵＢＣＯＤＥ １キロバイト ＳＢＭ＿ＶＩＤ＿ＵＳＥＲ＿ＤＡＴＡ ５キロバイト ＳＢＭは、生産者及び消費者の処理に対し不可視であるように全てのバッファ のアクセスを制御し、とりわけ、 ・バッファ構成単位のプール ・各構成単位に対するいかなるバッファから該構成単位への参照数の管理、 ・フリーバッファ構成単位を指示するリンクされたリスト ・各バッファに対するバッファ構成単位のリンクされたリスト及びバッファ構成 単位内の適用し得る範囲に対する付加的な管理、 を制御する。 全てのバッファを付加的な非破壊“ピーク(peek)”ファシリティを持つＦＩＦ Ｏであると仮定する（他のアプリケーションにおいては、ランダムアクセス等の 異なる編成が適用されても良い）。とりわけ、シナリオを、標準的なフローチャ ートの代替として、リストの形態で以下のように与える。 ・Ｎバイトの塊（セクタサイズ）でピクチャの左側においてデータが到来する ・各構成単位のサイズもＮバイトである ・ＳＰがＳＢＭにＮバイトをＳＢＭ＿ＥＲＲＣＨＥＣＫに書込むことをリクエス トする ・ＳＢＭが、フリーリストから第１の構成単位を取り出し、前記データを該構成 単位内にコピーすべくＤＭＡをセットアップする ・ＳＢＭが前記構成単位に対する参照数を“１”にセットする ・ＳＢＭが前記構成単位をバッフアＳＢＭ ＥＲＲＣＨＥＣＫのリストに範囲指 示［０，Ｎ）で加える（一般的に、下位のバッファ境界は含まれ、上位のバッ ファ境界は含まれない） ・Ｍ個の新セクタの後誤りがハードウェアにより指示されなかった場合、ＳＰは セクタを正当であると見なす ・ＳＰがＳＢＭ＿ＥＲＲＣＨＥＣＫからＸバイト（セクタヘッダサイズ）を読取 る ・ＳＢＭが範囲指示を［Ｘ，Ｎ）に更新する ・“ピーク”読取を介して、ＳＢＭはＮＡＶパックかどうか決定する ・ＳＰがＳＢＭにＮ−Ｘ−ＹバイトをＳＢＭ＿ＥＲＲＣＨＥＣＫからＳＢＭ＿Ｖ ＢＲにコピーすることをリクエストする（ＹはＥＣＣサイズに等しい） ・ＮＡＶパックである場合、ＳＰはＳＢＭに（Ｎ−Ｘ−Ｙ）バイトをＳＢＭ＿Ｐ ＲＥＮＡＶをコピーすることもリクエストする ・ＳＢＭが前記構成単位をＳＢＭ＿ＶＢＲのリストに範囲指示［Ｘ，Ｎ−Ｙ）で 加え、前記構成単位に対する参照数をインクリメントする ・ＮＡＶパックである場合、ＳＢＭは又前記構成単位をＳＢＭ＿ＰＲＥＮＡＶの リストに範囲指示［Ｘ，Ｎ−Ｙ）で加え、再び前記構成単位に対する参照数を インクリメントする ・ＳＢＭがＳＢＭ＿ＥＲＲＣＨＥＣＫ内の範囲指示を［Ｎ−Ｙ，Ｎ）に更新する ・ＳＰがＳＢＭにＹバイトをＳＢＭ＿ＥＲＲＣＨＥＣＫから読取ることをリクエ ストする ・ＳＢＭがＳＢＭ＿ＥＲＲＣＨＥＣＫ内の範囲指示を［Ｎ，Ｎ）に更新する ・これはこのバッファに対する構成単位内にデータがないことを意味し、故に、 ＳＢＭはＳＢＭ＿ＥＲＲＣＨＥＣＫのリストから当該構成単位を外し、該構成 単位に対する参照数をデクリメントする ・ＤＭＸがＳＢＭ＿ＶＢＲを“ピーキング(peeking)”することによりパケット のタイプ及びサイズＳを決定する ・ＮＡＶパックの場合、ＤＭＸはＳＢＭにＳＢＭ＿ＶＢＲからＳＢＭ＿ＰＯＳＴ ＮＡＶにＳバイトをコピーすることをリクエストする ・ＳＢＭが前記構成単位をＳＢＭ＿ＰＯＳＴＮＡＶのリストに範囲指示［Ｘ，Ｘ ＋Ｓ）で加え、該構成単位に対する参照数を増加する ・ＳＢＭがＳＢＭ＿ＶＢＲ内の構成単位の範囲指示を［Ｘ＋Ｓ，Ｎ−Ｙ）に更新 する ・アプリケーションがＳＢＭ＿ＰＯＳＴＮＡＶからＢバイトを読取ることを必要 とする ・ＳＢＭがＳＢＭ＿ＰＯＳＴＮＡＶ内の構成ユニットの範囲指示を［Ｘ＋Ｂ， Ｘ＋Ｓ）に更新する オーディオデコーダがＰＥＳストリームを要求していると仮定する ・ＤＭＸがＳＢＭ＿ＶＢＲ内にオーディオパケットを発見した場合に、ＤＭＸは ＳＢＭにそれらのパケットを完全にＳＢＭ＿ＡＵＤＩＯにコピーすることをリ クエストすることができる ・結果として、ＳＢＭは、対応する構成ユニットをＳＢＭ＿ＡＵＤＩＯのリスト に加え、範囲指示を［Ｘ，Ｎ−Ｙ）にセットするであろう（ここで、Ｘ及びＹ は第３図に指示されるようにセクタヘッダ及びＥＣＣサイズに対応する） ・前記構成単位は又ＳＢＭ＿ＶＢＲのリストから外されることに注意されたいオ ーディオデコーダが基本ストリームを要求していると仮定する ・ＳＢＭ＿ＶＢＲのリスト内の第１の構成単位のコンテンツが第４図に与えられ ているようなものである仮定する ・この構成単位の範囲指示は［Ｘ，Ｎ−Ｙ）である ・“ピーキング”により、ＤＭＸは、ＳＢＭ＿ＶＢＲ内にオーディオパケットを 発見し、パケットヘッダサイズＱ１及びパケットサイズＳ１を決定する ・ＤＭＸがＳＢＭにＳＢＭ＿ＶＢＲからＱ１バイトを読取ることをリクエスト する ・ＳＢＭがＳＢＭ＿ＶＢＲ内の構成単位の範囲指示を［Ｘ＋Ｑ１，Ｎ−Ｙ）に更 新する ・ＤＭＸがＳＢＭにＳ１−Ｑ１バイトをＳＢＭ＿ＡＵＤＩＯにコピーすることを リクエストする ・ＳＢＭが、前記構成単位をＳＢＭ＿ＡＵＤＩＯのリストに加え、該構成単位に 対する参照数をインクリメントする ・ＳＢＭがＳＢＭ＿ＡＵＤＩＯバッファ内の範囲指示を［Ｘ＋Ｑ１，Ｘ＋Ｓ１） にセットする ・ＳＢＭがＳＢＭ＿ＶＢＲバッファ内の範囲指示を［Ｘ＋Ｓ１，Ｎ−Ｙ）にセ ットする ・“ピーキング”により、ＤＭＸは、ＳＢＭ＿ＶＢＲ内のオーディオパケットを 発見し、パケットヘッダサイズＱ２及びパケットサイズＳ２を決定する ・ＤＭＸがＳＢＭにＳＢＭ＿ＶＢＲからＱ２バイトを読取ることをリクエストす る ・ＳＢＭがＳＢＭ＿ＶＢＲ内の構成単位の範囲指示を［Ｘ＋Ｓ１＋Ｑ２，Ｎ−Ｙ ）に更新する ・ＤＭＸがＳＢＭにＳ２−Ｑ２バイトをＳＢＭ＿ＡＵＤＩＯにコピーすることを リクエストする ・ＳＢＭは、前記構成単位をこのＳＢＭ＿ＡＵＤＩＯのリストに加え、該構成単 位に対する参照数をインクリメントする（これは同一の構成ユニットが同一の バッファから複数回参照されることを意味する。以下の注意も参照されたい） ・ＳＢＭがＳＢＭ＿ＡＵＤＩＯバッファ内の範囲指示を［Ｘ＋Ｓ１＋Ｑ２，Ｘ ＋Ｓ１＋Ｓ２）にセットする ・この例においては、Ｘ＋Ｓ１＋Ｓ２はＮ−Ｙに等しいことに注意されたい ・ＳＢＭがＳＢＭ＿ＶＢＲ内の範囲指示を［Ｎ−Ｙ，Ｎ−Ｙ）にセットする ・これは、前記構成単位をＳＢＭ＿ＶＢＲから外すことが出来、該構成単位に対 する参照数をデクリメントすることが出来ることを意味する 上述において、最適化は複数範囲を指示することであるとしても良い。オーデ ィオデコーダが基本ストリームを要求する場合、これは、ＳＢＭ＿ＡＵＤＩＯの リスト内の要素の範囲指示が、単一の構成単位が二つの関連する範囲を指すこと を意味する、範囲指示｛［Ｘ＋Ｑ１，Ｘ＋Ｓ１），［Ｘ＋Ｓ１＋Ｑ２，Ｎ−Ｙ） ｝を持つような状況に適用され得るであろう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．データストリーム入力、該データストリームを一時的に記憶する記憶手段、 該バッファメモリをアクセスするアクセス手段及びメモリのハウスキーピング 用のメモリマネジメント手段を有するデータストリーム処理バッファメモリ編 成において、 前記メモリマネジメント手段はソフトウェアで実行されることを特徴とする 編成。 ２．請求項１に記載の編成において、 前記メモリマネジメント手段は、複数のレベルのハウスキーピングに対して 適合されていることを特徴とする編成。 ３．請求項２に記載の編成において、 初期レベルのハウスキーピングは、誤り保護処理を実行し、データストリー ムをフォーマットにしている項目を没収することを特徴とする編成 ４．請求項２に記載の編成において、 初期レベル以外のハウスキーピングは、ユーザデータをフォーマットにして いる項目を没収することを特徴とする編成。 ５．請求項２に記載の編成において、 前記複数のレベルのハウスキーピングは、少なくとも三つのレベルに及ぶこ とを特徴とする編成。 ６．請求項２に記載の編成において、 少なくとも一つのレベルは、種々の単一メディアの情報カテゴリを分離して いることを特徴とする編成。