專利名稱：用于多媒體系統(tǒng)的時鐘恢復系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻/音頻處理領(lǐng)域，特別涉及視頻/音頻的同步處理。
背景技術(shù)：
時鐘恢復系統(tǒng)被應用于許多領(lǐng)域，以數(shù)字多媒體系統(tǒng)為例。如圖1所示，該數(shù)字多媒體系統(tǒng)包括視頻/音頻編碼模塊E，視頻/音頻解碼模塊D1，在該兩模塊之間進行數(shù)據(jù)的存儲或傳輸。在所述編碼模塊E中，視頻和音頻編碼器的采樣速率不同，彼此可能有或可能沒有固定的相對關(guān)系。在所述編碼模塊E中有一個統(tǒng)一的系統(tǒng)時鐘，根據(jù)該系統(tǒng)時鐘產(chǎn)生代表著視頻/音頻解碼的時間戳DTS、代表著視頻/音頻再現(xiàn)的時間戳PTS，以及在編碼采樣時刻的系統(tǒng)時鐘參考值SCR。為了在視頻/音頻解碼模塊D1中能夠準確地對視頻/音頻信號進行解碼以及再現(xiàn)，要求所述解碼模塊的本地時鐘STC與所述編碼模塊的系統(tǒng)時鐘參考值SCR保持同步，否則解碼和再現(xiàn)時間都將跟隨解碼模塊D1的本地時鐘產(chǎn)生錯亂。通常來說保持解碼模塊D1的本地時鐘STC與編碼模塊E的系統(tǒng)時鐘參考值SCR的同步是通過位于解碼模塊D1內(nèi)部的一時鐘恢復系統(tǒng)來實現(xiàn)的。
圖2所示為傳統(tǒng)時鐘恢復系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)T1，在所述解碼模塊D1第一次接收到SCR值時，該SCR數(shù)值被寫入一計數(shù)器CO作為本地時鐘STC的初始值。由于在不同的采樣時刻系統(tǒng)時鐘參考值SCR可能不同，因此解碼模塊D1的本地時鐘STC也要隨之進行調(diào)整，以防止解碼模塊中緩沖器發(fā)生上溢或下溢而導致視頻/音頻信號的錯誤再現(xiàn)。因此，每當一個新的系統(tǒng)時鐘參考值SCR到達所述解碼模塊D1時，由所述時鐘恢復系統(tǒng)T1內(nèi)部的一減法器S對所述系統(tǒng)時鐘信參考值SCR和本地時鐘STC進行比較，并得到一個誤差值，該誤差值通過一低通濾波器濾波L并對一壓控振蕩器VCO進行控制，以提高或者降低該VCO的輸出信號的頻率，同時該VCO的輸出被用來驅(qū)動所述計數(shù)器CO，從而加快或減慢解碼模塊的本地時鐘STC使其與系統(tǒng)時鐘參考值SCR趨于一致。
在前述傳統(tǒng)的時鐘恢復系統(tǒng)T1中需要采用VCO對解碼模塊的本地時鐘STC進行調(diào)節(jié)，從而使本地時鐘STC與系統(tǒng)時鐘參考值SCR保持同步。然而，壓控振蕩器VCO對SOC芯片來說是一個外部設備，SOC芯片需要發(fā)出控制信號對其進行控制，這就需要增加SOC芯片管腳的數(shù)目，從而導致成本的增加。另外，壓控振蕩器的市場價格一般也比較高，因此采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的時鐘恢復系統(tǒng)對于降低系統(tǒng)成本來說是不利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在保證芯片時序工作正常的前提下，降低系統(tǒng)成本。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所記載了如下的技術(shù)方案一種自動頻率控制裝置包括一鎖相環(huán)模塊，該鎖相環(huán)模塊由一輸入分頻器，反饋分頻器以及一鎖相環(huán)構(gòu)成，一輸入信號通過所述輸入分頻器連接到所述鎖相環(huán)的輸入端，該鎖相環(huán)的輸出信號通過所述反饋分頻器返回到該鎖相環(huán)的輸入端。該自動頻率控制裝置還包括一個計算模塊，所述計算模塊根據(jù)所需要的輸出信號的頻率與所述輸入信號頻率的比值設定所述反饋分頻器和所述輸入分頻器的分頻參數(shù)。所述計算模塊在設定所述輸入分頻器和所述反饋分頻器的分頻參數(shù)時，在該兩個分頻器的分頻參數(shù)所允許的整數(shù)范圍內(nèi)取值，使所述反饋分頻器分頻參數(shù)與所述輸入分頻器分頻參數(shù)之比最接近所需要的輸出信號頻率與所述輸入信號頻率的比。
本發(fā)明技術(shù)方案還記載了一種時鐘恢復系統(tǒng)包括前述的自動頻率控制裝置，該時鐘恢復系統(tǒng)以從外部獲得的系統(tǒng)時鐘信號作為所述自動頻率控制裝置的輸入信號，從而實現(xiàn)對本地時鐘信號頻率的控制。所述自動頻率控制裝置中的所述計算模塊在設定所述輸入分頻器和所述反饋分頻器的分頻參數(shù)時，在該兩個分頻器的分頻參數(shù)所允許的整數(shù)范圍內(nèi)取值，使所述反饋分頻器分頻參數(shù)與所述輸入分頻器分頻參數(shù)之比最接近所需要輸出的本地時鐘信號頻率與所述系統(tǒng)外部時鐘信號頻率的比。
本發(fā)明技術(shù)方案中另外記載了一種數(shù)字多媒體系統(tǒng)包括中央處理器、視頻/音頻編碼模塊、視頻/音頻解碼模塊，在所述視頻/音頻解碼模塊中具有前面所記載的時鐘恢復系統(tǒng)，該多媒體系統(tǒng)具有一個總的系統(tǒng)時鐘，以該系統(tǒng)時鐘作為前述自動頻率控制裝置的輸入信號，從而實現(xiàn)解碼模塊本地時鐘與系統(tǒng)時鐘的同步。所述自動頻率控制裝置中的所述計算模塊在設定所述輸入分頻器和所述反饋分頻器的分頻參數(shù)時，在該兩個分頻器的分頻參數(shù)所允許的整數(shù)范圍內(nèi)取值，使所述反饋分頻器分頻參數(shù)與所述輸入分頻器分頻參數(shù)之比最接近所需要輸出的解碼模塊本地時鐘信號頻率與所述系統(tǒng)時鐘信號頻率的比。
本發(fā)明進一步記載了一種自動頻率控制方法，用于一種自動頻率控制裝置，該裝置包括一由輸入分頻器、鎖相環(huán)和反饋分頻器組成的鎖相環(huán)模塊以及一計算模塊，所述方法包括將一輸入信號通過所述輸入分頻器連接到所述鎖相環(huán)的輸入端的步驟；將所述鎖相環(huán)的輸出信號通過所述反饋分頻器返回到所述鎖相環(huán)的輸入端的步驟；該自動頻率控制方法還包括所述計算模塊根據(jù)所需要的輸出信號的頻率與所述輸入信號頻率的比值設定所述反饋分頻器和所述輸入分頻器的分頻參數(shù)的步驟。
由于本發(fā)明所記錄的時鐘恢復系統(tǒng)，并沒有像傳統(tǒng)的時鐘恢復系統(tǒng)一樣采用壓控振蕩器VCO來實現(xiàn)對本地時鐘的控制和調(diào)節(jié)，而只是采用了一個簡單的自動頻率控制系統(tǒng)，從而大大降低了系統(tǒng)的成本；同時，因為省去了VCO這樣一個外部設備，降低了SOC芯片的管腳數(shù)目，同樣降低了系統(tǒng)的成本。


圖1是本發(fā)明所述數(shù)字多媒體系統(tǒng)的示意圖；圖2是本發(fā)明所述的傳統(tǒng)時鐘恢復系統(tǒng)的示意圖；圖3是本發(fā)明所述自動頻率控制系統(tǒng)的示意圖；圖4是本發(fā)明所述的時鐘恢復系統(tǒng)的示意圖；圖5是應用本發(fā)明所述的時鐘恢復系統(tǒng)的一種數(shù)字多媒體系統(tǒng)。
具體實施例方式
本發(fā)明為實現(xiàn)前述的發(fā)明目的，采用了一種新型的時鐘恢復系統(tǒng)。該系統(tǒng)不再利用壓控振蕩器VCO來實現(xiàn)對本地時鐘的控制，取而代之的采用了一種簡單的自動頻率控制裝置。
如圖3所示，所述自動頻率控制裝置A包括一鎖相環(huán)模塊P和一計算模塊C。所述鎖相環(huán)模塊包括輸入分頻器ref_div，反饋分頻器fb_div和一鎖相環(huán)PLL。輸入信號Clock_in由一固定頻率的晶體振蕩器(圖中未示出)所產(chǎn)生，Clock_out代表所需要輸出的時鐘信號。對于所述鎖相環(huán)模塊P來說，如公式(1)所示，所述鎖相環(huán)模塊P的輸出信號頻率與輸入信號頻率的比值等于反饋分頻器fb_div與輸入分頻器ref_div的分頻參數(shù)的比。所述計算模塊C可以在所述兩個分頻器的分頻參數(shù)允許的整數(shù)范圍內(nèi)取值，并根據(jù)遞歸的計算方法使所選取的反饋分頻器fb_div與輸入分頻器ref_div的分頻參數(shù)之比最接近所需要輸出的信號Clock_out的頻率與輸入信號Clock_in的頻率的比，從而確定所述輸入和反饋分頻器的分頻參數(shù)，并在自動頻率控制裝置A的輸出端得到所需要的輸出信號。
clock_out=clock_in*fb_divref_div---(1)]]>如圖4所示，采用了所述自動頻率控制裝置A的時鐘恢復系統(tǒng)T2，在接收到新的系統(tǒng)時鐘參考值SRC時，通過減法器S對系統(tǒng)時鐘參考值SRC和本地時鐘信號STC進行比較并通過低通濾波器L得到系統(tǒng)時鐘參考值與本地時鐘的誤差頻率，所述自動頻率控制裝置A根據(jù)該誤差頻率得知所需要輸出的本地時鐘頻率，該自動頻率控制裝置A中的計算模塊C在進行計算后對所述自動頻率控制裝置A中鎖相環(huán)模塊P的輸入和反饋分頻器的分頻參數(shù)進行設置，從而在所述時鐘恢復系統(tǒng)T2的輸出端得到所需要的本地時鐘信號頻率。
如圖5所示，本發(fā)明所記載了一種數(shù)字多媒體系統(tǒng)，該數(shù)字多媒體系統(tǒng)包括一視頻/音頻編碼模塊E以及一視頻/音頻解碼模塊D2。在所述的視頻/音頻解碼模塊D2中包括前述的時鐘恢復系統(tǒng)T2，所述視頻/音頻編碼模塊E將采樣時刻的系統(tǒng)時鐘參考值SCR傳輸?shù)剿鲆曨l/音頻解碼模塊D2，根據(jù)前述時鐘恢復系統(tǒng)T2的工作原理，在所述視頻/音頻解碼模塊內(nèi)得到與SCR同步的解碼模塊的本地時鐘STC，從而使視頻/音頻信號得到準確的解碼和再現(xiàn)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種自動頻率控制裝置，包括一鎖相環(huán)模塊，該鎖相環(huán)模塊由一輸入分頻器，反饋分頻器以及一鎖相環(huán)構(gòu)成，一輸入信號通過所述輸入分頻器連接到所述鎖相環(huán)的輸入端，該鎖相環(huán)的輸出信號通過所述反饋分頻器返回到該鎖相環(huán)的輸入端；其特征在于，該自動頻率控制裝置還包括一個計算模塊，所述計算模塊根據(jù)所需要的輸出信號的頻率與所述輸入信號頻率的比值設定所述反饋分頻器和所述輸入分頻器的分頻參數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的自動頻率控制裝置，其特征在于所述計算模塊在設定所述輸入分頻器和所述反饋分頻器的分頻參數(shù)時，在該兩個分頻器的分頻參數(shù)所允許的整數(shù)范圍內(nèi)取值，使所述反饋分頻器分頻參數(shù)與所述輸入分頻器分頻參數(shù)之比最接近所需要的輸出信號頻率與所述輸入信號頻率的比。
3.一種包括如權(quán)利要求1所述的自動頻率控制裝置的時鐘恢復系統(tǒng)，包括由一減法器和一低通濾波器組成的時鐘信號比較器，以及一用于產(chǎn)生本地時鐘信號的本地時鐘發(fā)生器；所述時鐘信號比較器對本地時鐘信號和由系統(tǒng)外部輸入的系統(tǒng)時鐘信號進行比較并得到一時鐘誤差頻率；其特征在于，所述本地時鐘信號作為所述自動頻率控制器的輸入信號，該自動頻率控制器根據(jù)所述時鐘誤差頻率得到所需要輸出的時鐘信號頻率，該自動頻率控制器對本地時鐘信號進行調(diào)節(jié)使其與所述系統(tǒng)外部時鐘保持同步。
4.如權(quán)利要求3所述的時鐘恢復系統(tǒng)，其特征在于所述計算模塊在設定所述輸入分頻器和所述反饋分頻器的分頻參數(shù)時，在該兩個分頻器的分頻參數(shù)所允許的整數(shù)范圍內(nèi)取值，使所述反饋分頻器分頻參數(shù)與所述輸入分頻器分頻參數(shù)之比最接近所需要輸出的本地時鐘信號頻率與所述系統(tǒng)外部時鐘信號頻率的比。
5.一種包括如權(quán)利要求3所述的時鐘恢復系統(tǒng)的數(shù)字多媒體系統(tǒng)，包括一CPU處理器，一用于產(chǎn)生系統(tǒng)時鐘的系統(tǒng)時鐘發(fā)生器，一視頻/音頻編碼模塊和一視頻/音頻解碼模塊，其特征在于，包含在所述視頻/音頻解碼模塊中的所述時鐘恢復系統(tǒng)接收來自于所述視頻/音頻編碼系統(tǒng)的系統(tǒng)時鐘信號，并對所述系統(tǒng)時鐘信號以及解碼模塊的本地時鐘信號進行比較，得到一時鐘誤差頻率；所述解碼模塊的本地時鐘作為所述時鐘恢復系統(tǒng)中所述自動頻率控制器的輸入信號，該自動頻率控制器根據(jù)所述時鐘誤差頻率得到所需要輸出的解碼模塊本地時鐘信號頻率，該自動頻率控制器對解碼模塊本地時鐘信號進行調(diào)節(jié)使其與所述系統(tǒng)時鐘保持同步。
6.如權(quán)利要求5所述的數(shù)字多媒體系統(tǒng)，其特征在于所述計算模塊在設定所述輸入分頻器和所述反饋分頻器的分頻參數(shù)時，在該兩個分頻器的分頻參數(shù)所允許的整數(shù)范圍內(nèi)取值，使所述反饋分頻器分頻參數(shù)與所述輸入分頻器分頻參數(shù)之比最接近所需要輸出的解碼模塊本地時鐘信號頻率與所述系統(tǒng)時鐘信號頻率的比。
7.一種自動頻率控制方法，用于一種自動頻率控制裝置，該裝置包括一由輸入分頻器、鎖相環(huán)和反饋分頻器組成的鎖相環(huán)模塊以及一計算模塊，所述方法包括將一輸入信號通過所述輸入分頻器連接到所述鎖相環(huán)的輸入端的步驟；將所述鎖相環(huán)的輸出信號通過所述反饋分頻器返回到所述鎖相環(huán)的輸入端的步驟；其特征在于，該自動頻率控制方法還包括所述計算模塊根據(jù)所需要的輸出信號的頻率與所述輸入信號頻率的比值設定所述反饋分頻器和所述輸入分頻器的分頻參數(shù)的步驟。
全文摘要
為實現(xiàn)數(shù)字多媒體系統(tǒng)視頻/音頻信號的同步處理，本發(fā)明提供了一種時鐘恢復系統(tǒng)，該時鐘恢復系統(tǒng)位于所述數(shù)字多媒體系統(tǒng)的視頻/音頻解碼模塊內(nèi)部，該時鐘恢復系統(tǒng)包括一自動頻率控制裝置，所述自動頻率控制裝置包括一鎖相環(huán)模塊和一計算模塊，所述計算模塊根據(jù)所需要的輸出信號的頻率與輸入信號頻率的比值設定鎖相環(huán)模塊的反饋分頻器和輸入分頻器的分頻參數(shù)，從而實現(xiàn)解碼模塊本地時鐘與系統(tǒng)時鐘的同步。本發(fā)明所記載的技術(shù)方案在降低了系統(tǒng)成本的同時保證了視頻/音頻的同步處理。
文檔編號H04N7/54GK1787645SQ20051011578
公開日2006年6月14日 申請日期2005年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月11日
發(fā)明者張幼京 申請人:北京中星微電子有限公司