专利名称：广播路由器中的可改变功能性的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及路由器，特别涉及广播路由器中的可改变功能性。
背景技术：
广播路由器允许向来自其中的多个输出的每一个分配来自进入其中的多个输入的任一个的信号。例如，N×M广播路由器具有通过路由选择引擎耦接到一起的N个输入和M个输出，所述路由选择引擎允许将N个输入中的任一个施加到M个输出中的每一个上。
通常，期望较昂贵的路由器具有比较不昂贵的路由器更多的功能性。因此，不同的路由器型号具有不同的硬件配置，从而增加了制造和维护成本。
传统地，已经通过替换一个或多个主要部件或者将新软件下载到路由器中来实现对广播路由器的升级。主要部件的替换较为昂贵，并且下载新软件的过程被认为有可靠性风险。
因此，具有能够容易地改变其功能性以便以克服现有技术的上述缺点的方式来提供不同的配置或操作复杂性等级的广播路由器是理想和非常有利的。这种广播路由器应当有利地能够提供具有共同硬件配置的不同路由器型号。
发明内容
旨在广播路由器中的可改变功能性的本发明解决了上述问题以及现有技术的其它相关问题。
根据本发明的一个方面，提供一种广播路由器，其包括多个输入卡、多个输出卡、至少一个可编程器件、和配置控制卡。所述多个输入卡将数据输入广播路由器。所述多个输出卡从广播路由器输出数据。配置控制卡存储用于将所述至少一个可编程器件配置为执行第一组功能的配置信息。该配置控制卡被适配用于移除并被存储其它配置信息的至少一个其它配置卡替换，所述其它配置信息用于将所述至少一个可编程器件配置为执行与第一组功能具有差别的第二组功能，以便改变广播路由器的功能性。
根据本发明的另一方面，提供一种用于改变广播路由器的功能性的方法，该广播路由器具有多个输入卡、多个输出卡和至少一个可编程器件。该方法包括以下步骤提供可替换的配置控制卡，用于插入广播路由器，并且存储用于将所述至少一个可编程器件配置为执行第一组功能的配置信息。该配置控制卡被适配用于移除并被存储其它配置信息的至少一个其它配置卡替换，所述其它配置信息用于将所述至少一个可编程器件配置为执行与第一组功能具有差别的第二组功能，以便改变广播路由器的功能性。
根据本发明的再一方面，提供一种广播路由器，其包括多个输入卡、扩展卡、矩阵卡、多个输出卡、至少一个可编程器件、和配置控制卡。所述多个输入卡将数据接收到广播路由器中。扩展卡从所述多个输入卡接收数据，并排列(arrange)该数据以便在广播路由器中传送。矩阵卡从所述多个输入卡接收数据，以便在广播路由器中进行后续发送。所述多个输出卡从矩阵卡接收数据，并从广播路由器输出该数据。配置控制卡存储用于将所述至少一个可编程器件配置为执行第一组功能的配置信息。该配置控制卡被适配用于移除并被存储其它配置信息的至少一个其它配置控制卡替换，所述其它配置信息用于将所述至少一个可编程器件配置为执行与第一组功能具有差别的第二组功能，以便改变广播路由器的功能性。
根据将结合附图阅读的、对优选实施例的以下详细描述，本发明的这些和其它方面、特征及优点将变得清楚。
图1是图示根据本发明说明性实施例的广播路由器400的方框图；图2是图示根据本发明另一说明性实施例的广播路由器200的方框图；以及图3是图示根据本发明说明性实施例的、用于容易地改变广播路由器的功能性的方法的流程图。
具体实施例方式
本发明旨在广播路由器中的可改变的功能性。有利的是，本发明允许广播路由器在使用共同的硬件装置的同时以节省成本并且可靠的方式提供不同的配置或操作复杂性等级。这种可变功能性是通过使用可容易地改变的配置信息来获得的。根据本发明，可以通过例如可编程只读存储器(PROM)的内容的替换、模块和/或电路板的替换等来容易地改变该配置信息。
根据本发明的实施例，使用与配置信息库通信的配置电路来向路由器提供所选择的和可改变的功能性等级。在说明性实施例中，配置电路和配置信息库被布置在可移动的配置控制卡上。存储在配置信息库中的配置信息可用来配置例如路由器中的多个现场可编程门阵列(FPGA)或其它定制的集成电路(IC)，以便提供所选择的和可改变的功能性等级。在接通电源时，或者当将卡(例如输入卡、输出卡、扩展卡、矩阵卡、控制卡等)插入路由器中时，产生对配置的请求。要配置的卡或路由器中的某个其它实体可以产生该请求。配置电路识别该请求，并使用在配置库中保存的配置信息来完成配置。广播路由器的功能性等级由配置电路和在配置库中保存的配置信息控制。此外，在配置控制卡上可以包括一个或多个用户操作的开关或者一个或多个其它机构，以便允许用户发起对路由器的一个或多个元件的重新配置，包括对整个路由器的重新配置。
例如，为了将路由器从该路由器能够执行第一组功能的第一功能性等级升级到该路由器能够执行第二组功能的第二功能性等级，用来配置路由器的配置电路被移除、并被具有保存在其配置库中的不同配置信息的第二配置电路替换。通过移除配置控制卡来促成配置电路及其配置信息库的这种移除和替换。当路由器发出对配置的后续请求时，将使用在第二配置电路中包括的信息来配置路由器。以这一方式，广播路由器与包括对应功能性配置的存储器(配置信息库)一起被配置为处于与第一功能性或复杂性等级不同的第二功能性等级，从而允许制造商装配具有由所述存储器确定的功能性的标准化产品。应当认识到，在这里可互换地使用术语“板”和“卡”。
应当认识到，尽管存储在配置信息库中的配置信息在一组功能与下一组功能之间可能不相同，但是根据配置电路自己的复杂性等级，该配置电路可以不相同或相同。在后一情况下，在一种配置与下一种配置之间配置电路相同，只有配置信息不同，因而使用对于配置电路的相似设计进一步减少了与之相关联的成本，从而提供相关领域的普通技术人员容易认识到的额外益处。在给出在此提供的本发明的教导以后，在全部都保持本发明的精神的同时，配置电路的这些和其它变化和实现方式容易由本领域普通技术人员想到。
图1是图示根据本发明说明性实施例的广播路由器400的方框图。广播路由器400包括3个输入机架(chassis)401和2个输出机架450。应当认识到，尽管针对3个输入机架和2个输出机架示出和描述了图1的广播路由器400，但是在保持本发明的精神的同时，根据本发明的广播路由器可以具有任何数目的输入机架和任何数目的输出机架。
输入机架401的每一个包括多个输入卡(以下称为“输入卡”)410、扩展卡415和配置控制卡498。
输入卡410接收输入流，并“调整(condition)”该输入流以通过广播路由器400传输。要对输入流执行的信号调整操作的类型将根据要调整的信号类型而变化。例如，可以采用的一些信号调整类型包括但不限于解码、重新计时、幅度放大等。
扩展卡415从输入卡410接收所述流，并将所述流排列在时分复用流中，以便传输到输出机架450。应当认识到，本发明不限于由扩展卡进行时分复用以排列所述流，因此在保持本发明的精神的同时也可以采用其它数据排列方案。
输出机架450的每一个包括多个输出卡(以下称为“输出卡”)460、矩阵卡465和配置控制卡499。
矩阵卡465从输入机架接收时间复用流，并将所述流发送到适当的输出卡460。
输出卡460从矩阵卡465接收所述流，并准备所述流以便在广播路由器400的输出上传输。所述流的准备可以包括信号调整、预先指定的协议的参数内的数据会话等。
配置控制卡498包括配置电路498A，用于配置广播路由器中的一个或多个卡；和/或存储器件498B，其包括用于由执行实际配置的一个或多个其它卡使用的配置信息。各个卡的配置可以由布置在那些卡上的可编程器件466使用存储在配置控制卡498的存储器件498B中的配置信息来执行、或者可以由配置控制卡498的配置电路498A执行。此外，在任一情况中，配置电路498A可以在使用配置信息来配置路由器的一个或多个卡之前，对存储在配置控制卡的存储器件498B中的配置信息进行处理、调整等。因此，在本发明的一些实施例中，配置电路498A(或配置/可编程器件)可以位于与配置控制卡498不同的卡上，使得在仍然提供根据本发明的、容易改变广播路由器的功能性的益处的同时，只需将配置信息存储在配置控制卡498中(存储器件498A上)。应当认识到，尽管可编程器件466被示出为仅在图1的路由器400的扩展卡415之一中，但是如在此所述的可编程器件可存在于布置在路由器中的任一卡上，并且可被用于根据本发明的配置目的。
配置控制卡498的不同版本允许广播路由器400的不同能力。可以在短时间段内移除配置控制卡498而没有任何不利结果，以便允许对广播路由器的改变/升级。应当认识到，与广播路由器400的其它元件相比，配置控制卡498的成本和复杂性比较小。
可以用很多不同的方式来实现配置控制卡498，以便允许向广播路由器400施加改变/更新。这些方式中的一些包括但不限于存储用于配置控制卡498上的现场可编程门阵列(FPGA)的配置数据；存储用来使能和/或禁止在配置控制卡498或某些其它卡(例如控制卡499等)中包括的FPGA或其它定制的集成电路(IC)中的逻辑的校验和以及/或者代码；存储使能和/或禁止广播路由器400中(例如，配置控制卡498或某些其它卡中)基于CPU的状态机的不同功能性的校验和以及/或者代码；存储使能和/或禁止广播路由器400中基于CPU的系统的不同功能性的可执行代码等等。应当认识到，包括数据/校验和/代码的存储的配置控制卡498的以上实现中的任一种可以采用加密和/或其它安全方法。还应当认识到，使能一功能可以被认为与添加一功能相同，而禁止一功能可以被认为与去除一功能相同。
可被向/从广播路由器400添加/去除的功能性包括但不限于在开关点(switch point)处衰落(fade)、接收替换输入流、远程错误监控、信号混合、更改和使能数字信号处理器(DSP)功能中的至少一种、测量、以及修改路由器大小。
对于替换输入流，这样的音频示例包括但不限于多通道音频数字接口(MADI)、来自远程接入网的广播集(COBRA)等。
对于信号混合，对音频的这种混合包括但不限于环境声音的音频下混合和立体声对的单声道混合。对于信号混合，对视频的这种混合包括但不限于交叉衰落、关键字(key)插入等。
对于DSP功能性，这种功能性包括但不限于颜色/聚焦增强、延迟、音频均衡等。
对于测量，这种测量可以包括但不限于音量、信号强度、信号健康状态、数据错误等。
对于路由器大小，对其的改变可包括但不限于输入数目、输出数目等。
尽管配置控制卡498在图1中被示出为有效地连接到扩展卡415、矩阵卡465和控制卡499，但是配置控制卡498可以有效地耦接到要被配置的广播路由器400中的任何卡或实体。
应当认识到，可以根据由被许可人购买的对应许可证来提供配置控制卡498的不同版本。以这一方式，配置控制卡498的不同版本的许可人可以控制给定的被许可人在给定的广播路由器中可以使用配置控制卡498的哪些版本。对配置信息的加密的任选使用通过防止对配置控制卡498的各种版本的未经授权的使用来提供加强许可协议的途径。
在图1的说明性实施例中，针对输出机架401示出和描述了控制卡499。然而，应当认识到，可以对输入机架401和/或输出机架450采用该控制卡。
控制卡499将支持协议与输入机架401(和/或输出机架450)相连接，以改变广播路由器400的输入/输出分配。应当认识到，分别根据控制卡499是否在输入机架401和/或输出机架450中实现，由控制卡499执行的功能可以任选地被扩展卡415和/或矩阵卡465包含或者与其集成。
对于每个输入机架401，该输入机架401的输入卡410接收并解码大量进入的输入流(以下称为“数据”)，然后将该数据输出到扩展卡415。对于每个输入机架401，该输入机架401的扩展卡415从所有输入卡410接收所有数据，并将该数据传送给所有输出机架450。
对于每个输出机架450，矩阵卡465从所有输入机架401接收数据，并将该数据发送给输出卡460。输出卡460在广播路由器400的输出上重新创建被输入到广播路由器400的相关输入流。
图2是图示根据本发明另一说明性实施例的广播路由器200的方框图。广播路由器200包括单个机架201。广播路由器200包括输入卡410、输出卡460、扩展/矩阵卡287、控制卡499和配置控制卡498。除了扩展/矩阵卡287组合了针对图1示出和描述的扩展卡415和矩阵卡465的功能性以外，广播路由器200的前述元件与针对图1示出和描述的相同名称的元件相似地发挥作用。此外，配置控制卡498包括用于接收用户输入的用户输入设备498C，所述用户输入用于发起广播路由器200的一个或多个元件的配置/重新配置，包括整个路由器200的配置/重新配置。用户输入设备498C可以是任何类型的用户输入设备。在简化的示例中，用户输入设备498C可以包括由用户驱动的一个或多个开关。应当认识到，在这里可以互换地使用术语配置和重新配置(以及其变体)。
图3是图示根据本发明说明性实施例的、用于容易地改变广播路由器的功能性的方法的流程图。
使用存储在被插入广播路由器中的第一可替换配置控制卡上的存储器件内的配置信息来初始配置存在于广播路由器部件中的可编程器件(步骤310)。这种配置可以例如响应于接收到用户提供的对第一可替换配置控制卡的输入而被发起。
当插入新卡或替换现有的卡时，从该卡(或者监控路由器中卡的插入/移除的某个其它实体)接收对配置的请求(步骤320)。
使用配置信息来将所述器件编程(配置)为执行第一组功能(步骤330)。应当认识到，步骤330可以包括由布置在第一配置控制卡上的配置电路进行的对配置信息的解密、解码或其它操作和/或信号/数据处理。
如果想要第二组功能，则第一配置控制卡被移除并被第二配置控制卡替换(步骤340)。与第一配置控制卡一样，第二配置控制卡具有其中保存用于可编程器件的(其它)配置信息的存储器件。保存在第二配置控制卡的存储器件中的信息与保存在第一配置控制卡的存储器件中的信息不同。
当随后配置可编程器件时，例如，在随后广播路由器的加电期间，使用保存在第二配置控制的存储器件中的配置信息来将所述器件编程(配置)为执行第二组功能，以便改变路由器的功能性(步骤350)。使用存储在第二配置控制卡中的配置信息进行的可编程器件的配置向广播路由器的可编程器件提供了第二功能性等级，即典型地大于广播路由器的初始功能性等级的功能性等级。以这一方式，广播路由器的器件已经被编程为执行不同于第一组功能的第二组功能。
尽管参照附图在此描述了说明性实施例，但是应当理解，本发明不限于那些精确的实施例，并且在不脱离本发明的范围或精神的情况下，相关领域的普通技术人员可以在其中实施各种其它改变和修改。所有这样的改变和修改意图是被包括在如由所附权利要求限定的本发明的范围内。
权利要求
1.一种广播路由器，包括多个输入卡(410)，用于将数据输入广播路由器；多个输出卡(460)，用于从广播路由器输出数据；至少一个可编程器件(466)；以及配置控制卡(498)，用于存储将所述至少一个可编程器件配置为执行第一组功能的配置信息，其中，配置控制卡被适配用于移除并被存储其它配置信息的至少一个其它配置控制卡替换，所述其它配置信息用于将所述至少一个可编程器件配置为执行与第一组功能具有差别的第二组功能，以便改变广播路由器的功能性。
2.如权利要求1所述的广播路由器，其中，广播路由器采用开关点，由所述多个输入卡接收的数据包括输入流，并且所述一个或多个功能性包括以下至少一项在开关点处衰落、接收替换输入流、远程错误监控、信号混合、更改和使能数字信号处理器(DSP)功能的至少一种、测量、以及修改路由器大小。
3.如权利要求1所述的广播路由器，其中，配置信息包括以下至少一项用于现场可编程门阵列(FPGA)的配置数据、用来对FPGA和其它定制的集成电路(IC)的至少一个中的逻辑进行使能和禁止的至少一种的校验和以及代码的至少一个、对广播路由器中基于CPU的状态机的不同功能性进行使能和禁止的至少一种的校验和以及代码的至少一个、以及对广播路由器中基于CPU的系统的不同功能性进行使能和禁止的至少一种的可执行代码。
4.如权利要求1所述的广播路由器，其中，所述差别包括添加至少一个新功能和去除至少一个现有功能的至少一种。
5.如权利要求1所述的广播路由器，其中，所述至少一个可编程器件(466)被布置在所述多个输入卡和所述多个输出卡的至少一个上。
6.如权利要求1所述的广播路由器，还包括扩展卡(415)，用于从所述多个输入卡接收数据，并排列该数据以便在广播路由器中传送；以及矩阵卡(465)，用于从所述多个输入卡接收数据，以便在广播路由器中进行后续发送。
7.如权利要求6所述的广播路由器，其中，扩展卡和矩阵卡的至少一个提供支持协议，以便改变数据的输入/输出分配。
8.如权利要求6所述的广播路由器，其中，在同一卡上实现扩展卡和矩阵卡。
9.如权利要求6所述的广播路由器，其中，所述至少一个可编程器件(466)被布置在扩展卡和矩阵卡的至少一个上。
10.如权利要求1所述的广播路由器，还包括控制卡(499)，用于提供支持协议以改变数据的输入/输出分配。
11.如权利要求6所述的广播路由器，其中，所述至少一个可编程器件(466)被布置在至少所述控制卡上。
12.如权利要求1所述的广播路由器，其中，所述配置信息和所述其它配置信息的至少一个的至少一部分被加密。
13.如权利要求1所述的广播路由器，其中，配置控制卡包括用于接收用户输入的用户输入设备(498C)，所述用户输入用于发起所述至少一个可编程器件的配置。
14.一种用于改变广播路由器的功能性的方法，该广播路由器至少具有多个输入卡、多个输出卡和至少一个可编程器件，该方法包括以下步骤提供(310)用于插入广播路由器和存储配置信息的可替换配置控制卡，所述配置信息用于将所述至少一个可编程器件配置为执行第一组功能，其中，配置控制卡被适配用于移除并被存储其它配置信息的至少一个其它配置控制卡替换，所述其它配置信息用于将所述至少一个可编程器件配置为执行与第一组功能具有差别的第二组功能，以便改变广播路由器的功能性。
15.如权利要求14所述的方法，其中，广播路由器采用开关点，由所述多个输入卡接收的数据包括输入流，并且所述一个或多个功能性包括以下至少一项在开关点处衰落、接收替换输入流、远程错误监控、信号混合、更改和使能数字信号处理器(DSP)功能的至少一种、测量、以及修改路由器大小。
16.如权利要求14所述的方法，其中，配置信息包括以下至少一项用于现场可编程门阵列(FPGA)的配置数据、用来对FPGA和其它定制的集成电路(IC)的至少一个中的逻辑进行使能和禁止的至少一种的校验和以及代码的至少一个、对广播路由器中基于CPU的状态机的不同功能性进行使能和禁止的至少一种的校验和以及代码的至少一个、以及对广播路由器中基于CPU的系统的不同功能性进行使能和禁止的至少一种的可执行代码。
17.如权利要求14所述的方法，其中，所述差别包括添加至少一个新功能和去除至少一个现有功能的至少一种。
18.如权利要求14所述的方法，其中，所述配置信息和所述其它配置信息的至少一个的至少一部分被加密。
19.一种广播路由器，包括多个输入卡(410)，用于将数据接收到广播路由器中；扩展卡(415)，用于从所述多个输入卡接收数据，并排列该数据以便在广播路由器中传送；矩阵卡(465)，用于从所述多个输入卡接收数据，以便在广播路由器中进行后续发送；多个输出卡(460)，用于从矩阵卡接收数据，并从广播路由器输出该数据；至少一个可编程器件(466)；以及配置控制卡(498)，用于存储将所述至少一个可编程器件配置为执行第一组功能的配置信息，其中，配置控制卡被适配用于移除并被存储其它配置信息的至少一个其它配置控制卡替换，所述其它配置信息用于将所述至少一个可编程器件配置为执行与第一组功能具有差别的第二组功能，以便改变广播路由器的功能性。
20.如权利要求19所述的广播路由器，其中，广播路由器采用开关点，由所述多个输入卡接收的数据包括输入流，并且所述一个或多个功能性包括以下至少一项在开关点处衰落、接收替换输入流、远程错误监控、信号混合、更改和使能数字信号处理器(DSP)功能的至少一种、测量、以及修改路由器大小。
21.如权利要求19所述的广播路由器，其中，配置信息包括以下至少一项用于现场可编程门阵列(FPGA)的配置数据、用来对FPGA和其它定制的集成电路(IC)的至少一个中的逻辑进行使能和禁止的至少一种的校验和以及代码的至少一个、对广播路由器中基于CPU的状态机的不同功能性进行使能和禁止的至少一种的校验和以及代码的至少一个、以及对广播路由器中基于CPU的系统的不同功能性进行使能和禁止的至少一种的可执行代码。
22.如权利要求19所述的广播路由器，其中，所述至少一个可编程器件(466)被布置在所述多个输入卡、扩展卡、矩阵卡和所述多个输出卡的至少一个上。
23.如权利要求19所述的广播路由器，还包括控制卡(499)，用于提供支持协议以改变数据的输入/输出分配。
24.如权利要求23所述的广播路由器，其中，所述至少一个可编程器件(466)被布置在至少所述控制卡上。
25.如权利要求19所述的广播路由器，其中，所述配置信息和所述其它配置信息的至少一个的至少一部分被加密。
全文摘要
提供一种广播路由器，其包括多个输入卡(410)、多个输出卡(460)、至少一个可编程器件(466)、和配置控制卡(498)。所述多个输入卡将数据输入广播路由器。所述多个输出卡从广播路由器输出该数据。配置控制卡存储用于将所述至少一个可编程器件配置为执行第一组功能的配置信息。配置控制卡被适配用于移除并被存储其它配置信息的至少一个其它配置控制卡替换，所述其它配置信息用于将所述至少一个可编程器件配置为执行与第一组功能具有差别的第二组功能，以便改变广播路由器的功能性。
文档编号H04L12/56GK1868174SQ200480030365
公开日2006年11月22日 申请日期2004年3月2日 优先权日2003年8月15日
发明者卡尔·克里斯坦森, 林恩·H·阿巴克尔 申请人:汤姆森特许公司