數(shù)字機頂盒的畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著數(shù)字電視廣播和因特網(wǎng)的迅速發(fā)展，用戶對信息需求的不斷增強，機頂盒演變成以電視機為顯示終端的信息接收和處理設(shè)備。 </p><p>　　本文簡單介紹了機頂盒的基本概念、原理以及分類。詳細介紹了機頂盒的構(gòu)成，軟

2、件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)并以大顯DC-618C型數(shù)字電視接收機頂盒為例對機頂盒的設(shè)計與制作展開了詳細闡述，另外還簡單介紹了新一代高清機頂盒的系統(tǒng)設(shè)計以及機頂盒未來的發(fā)展，三網(wǎng)融合技術(shù)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：軟件系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)、大顯DC-618C機頂盒、高清數(shù)字機頂盒</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>

3、;　　摘 要I</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1.1智能數(shù)字機頂盒的認識1</p><p>　　1.2數(shù)字機頂盒的分類1</p><p>　　1.3數(shù)字機頂盒的功能2</p><p>　　第二章 智能數(shù)字機頂盒的原理及構(gòu)成

4、4</p><p>　　2.1機頂盒的工作原理4</p><p>　　2.2機頂盒的軟件系統(tǒng)5</p><p>　　2.3機頂盒的硬件系統(tǒng)8</p><p>　　第三章 智能數(shù)字機頂盒的設(shè)計（以大顯DC-618C為例）12</p><p><b>　　3.1引言12</b></

5、p><p>　　3.2 DC-618C數(shù)字電視接收機頂盒的設(shè)計12</p><p>　　3.2.1應(yīng)用于DC-618C機頂盒的OS20操作系統(tǒng)13</p><p>　　3.2.2 DC-618C機頂盒的軟件架構(gòu)設(shè)計15</p><p>　　3.2.3 EPG（電子節(jié)目指南）的實現(xiàn)15</p><p>　　3.2.4

6、 PSI/SI信息及其功能16</p><p>　　3.2.5 EPG信息的提取17</p><p>　　第四章 新一代高清機頂盒的設(shè)計19</p><p><b>　　4.1引言19</b></p><p>　　4.2高清機頂盒技術(shù)發(fā)展與設(shè)計挑戰(zhàn)19</p><p>　　4.3ST高清

7、機頂盒解決方案20</p><p>　　4.4 STi7105技術(shù)特點及關(guān)鍵應(yīng)用22</p><p>　　第五章 機頂盒的未來25</p><p>　　第六章 總結(jié)與展望27</p><p><b>　　6.1總結(jié)27</b></p><p>　　6.2課題展望27</p&g

8、t;<p><b>　　致 謝28</b></p><p><b>　　參考文獻29</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1智能數(shù)字機頂盒的認識</p><p>　　數(shù)字視頻變換盒（英語：Set Top Box，

9、簡稱STB），通常稱作機頂盒或機上盒，是一個連接電視機與外部信號源的設(shè)備。它可以將壓縮的數(shù)字信號轉(zhuǎn)成電視內(nèi)容，并在電視機上顯示出來。信號可以來自有線電纜、衛(wèi)星天線、寬帶網(wǎng)絡(luò)以及地面廣播。機頂盒接收的內(nèi)容除了模擬電視可以提供的圖像、聲音之外，更在于能夠接收數(shù)據(jù)內(nèi)容，包括電子節(jié)目指南、因特網(wǎng)網(wǎng)頁、字幕等等。使用戶能在現(xiàn)有電視機上觀看數(shù)字電視節(jié)目，并可通過網(wǎng)絡(luò)進行交互式數(shù)字化娛樂、教育和商業(yè)化活動。</p><p>　

10、　機頂盒屬于數(shù)字電視過渡性產(chǎn)品的認識已經(jīng)被普遍認同，然而隨著數(shù)字電視的普及型發(fā)展和近兩年新興技術(shù)的出現(xiàn)，我們對機頂盒的作用需要進行重新認識。</p><p>　　在以前的意識中，我們通常認為機頂盒屬于過渡性產(chǎn)品，最終的產(chǎn)品一定是機頂盒和電視機的融合，也就是將來的智能數(shù)字電視一體機。然而我們需要對這個看法進行更深入的認識。一是“機頂盒屬于過渡性產(chǎn)品”的“過渡性”，另一個是“將來智能數(shù)字電視一體機”的“將來性”。&l

11、t;/p><p>　　伴隨著今年手機開始智能化革命的浪潮，“智能機頂盒”的概念開始登上歷史舞臺，“集成機頂盒”光環(huán)暗淡，走向謝幕。“集成機頂盒”顧名思義就是機頂盒中的各種軟件是相互集成在一起的，一次成型難以改變，就像非智能手機，想要改變里面的軟件是不可能的。而“智能機頂盒”指的是有操作系統(tǒng)平臺的，就像PC機一樣，操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件是相互分離的，只要硬件和操作系統(tǒng)支撐能力足夠，可以無限制加載應(yīng)用軟件。就像現(xiàn)在的蘋果智能

12、手機和安卓智能手機都已經(jīng)可以加載幾十萬種應(yīng)用。</p><p>　　1.2數(shù)字機頂盒的分類</p><p>　　根據(jù)電視節(jié)目發(fā)送管道的不同，數(shù)字機頂盒可分為數(shù)字地面(Terrestrial)機頂盒、數(shù)字衛(wèi)星(Satellite)機頂盒、數(shù)字有線(Cable)機頂盒，以及通過網(wǎng)絡(luò)(xDSL、Cable Modem、光纖)的IP 機頂盒等形式。整體而言，數(shù)字機頂盒的技術(shù)主軸朝向支持HDTV(H

13、igh Definition TV)及互動性(Interactive)發(fā)展，但不同市場區(qū)塊仍有技術(shù)及應(yīng)用上的偏重。為了達到產(chǎn)品的差異化定位，加入硬盤的數(shù)字視頻錄像機(DVR)及整合家庭網(wǎng)絡(luò)功能的家庭網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)器(Residential Gateway, RG)，也是數(shù)字機頂盒的重要設(shè)計方向。</p><p>　　圖1-2-1數(shù)字機頂盒的分類</p><p>　　1.3數(shù)字機頂盒的功能<

14、/p><p>　　由于多種因素的限制，國內(nèi)廣播電視的數(shù)字化改造以有線電視作為發(fā)展重點，廣電總局也于2001年5月發(fā)布了“有線數(shù)字電視廣播信道編碼與調(diào)制規(guī)范”。 有線數(shù)字電視終端產(chǎn)品——機頂盒在近幾年獲得快速發(fā)展，國際上主流芯片的機頂盒解決方案，如: ST、IBM、LSI Logic、Fujitsu、Philips，在國內(nèi)均已產(chǎn)品化。 </p><p>　　機頂盒已經(jīng)在開展數(shù)字電視廣播的地區(qū)開始

15、使用，根據(jù)用戶需求和消費水平的差異，機頂盒支持的業(yè)務(wù)也不同，存在著多種類型的產(chǎn)品。 </p><p>　　普及型機頂盒: 主要以接收基本的付費數(shù)字電視節(jié)目為主，滿足大多數(shù)用戶需求，并且具有良好的性能價格比。主要功能如下: </p><p>　　支持基本的數(shù)字音視頻和數(shù)字音頻廣播接收。 </p><p>　　集成有條件接收系統(tǒng)。 </p><p&g

16、t;　　具有中文電子節(jié)目指南(EPG)和二級以上字庫。 </p><p>　　支持軟件在線更新功能。 </p><p>　　支持復(fù)合視頻(CVBS)輸出，具有音頻輸出處理功能(單聲道、立體聲和雙聲道)。</p><p>　　增強型機頂盒: 在普及型機頂盒基礎(chǔ)上增加基本中間件軟件系統(tǒng)，基于基本中間件可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息瀏覽、準(zhǔn)視頻點播、實時股票接收等多種應(yīng)用。</p

17、><p>　　集成基本中間件系統(tǒng)。</p><p>　　支持數(shù)據(jù)廣播、實時股票等數(shù)據(jù)信息接收功能。 </p><p>　　支持NVOD點播功能。 </p><p><b>　　具有多種游戲。 </b></p><p>　　具有音頻輸出處理功能(單聲道、立體聲和雙聲道)。 </p><

18、;p>　　具有Y/C、復(fù)合視頻(CVBS)、Y/Cb/Cr輸出(可選功能)。 </p><p>　　具有逐行掃描輸出(可選功能)。 </p><p>　　可支持Modem電話撥號回傳方式。 </p><p>　　交互式機頂盒: 集成了符合MHP標(biāo)準(zhǔn)的中間件軟件系統(tǒng)，除提供增強型機頂盒主要功能外，還可以基于MHP提供交互式應(yīng)用、網(wǎng)頁信息瀏覽等多種增值業(yè)務(wù)。新增功

19、能如下: </p><p>　　集成MHP中間件系統(tǒng)。 </p><p>　　支持交互式應(yīng)用，如: 視頻點播、互動游戲、網(wǎng)上沖浪</p><p>　　第二章 智能數(shù)字機頂盒的原理及構(gòu)成</p><p>　　2.1機頂盒的工作原理</p><p>　　圖2-1-1有線數(shù)字頂盒原理框圖</p><p&

20、gt;　　圖2-2-1是有線數(shù)字電視機頂盒原理框圖，機頂盒由高頻頭、信道解調(diào)器、信源解復(fù)用器、MPEG-2解碼器、視頻編碼器、音頻D/A、嵌入式CPU系統(tǒng)和外圍接口、條件接收模塊等組成。具有交互功能的機頂盒則需回傳通道。</p><p>　　高頻頭接收來自有線網(wǎng)的高頻信號，通過QAM解調(diào)器完成信道解碼，從載波中分離出包含音、視頻和其它數(shù)據(jù)信息的傳送流(TS)。傳送流中一般包含多個音、視頻流及一些數(shù)據(jù)信息。解復(fù)用器

21、則用來區(qū)分不同的節(jié)目，提取相應(yīng)的音、視頻流和數(shù)據(jù)流，送入MPEG-2解碼器和相應(yīng)的解析軟件，完成數(shù)字信息的還原。對于付費電視，條件接收模塊對音、視頻流實施解擾，并采用含有識別用戶和進行記賬功能的智能卡，保證合法用戶正常收看。MPEG-2解碼器完成音、視頻信號的解壓縮，經(jīng)視頻編碼器和音頻D/A變換，還原出模擬音、視頻信號，在常規(guī)彩色電視機上顯示高質(zhì)量圖像，并提供多聲道立體聲節(jié)目。</p><p>　　2.2機頂盒的

22、軟件系統(tǒng)</p><p>　　電視數(shù)字化后，數(shù)字電視技術(shù)中軟件技術(shù)占有更為重要的位置。除了音視頻的解碼由硬件實現(xiàn)外，包括電視內(nèi)容的重現(xiàn)、操作界面的實現(xiàn)、數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)的實現(xiàn)，直至機頂盒和個人計算機的互聯(lián)以及和Internet的互聯(lián)都需要由軟件來實現(xiàn)。</p><p>　　圖2-2-1 數(shù)字機頂盒軟件系統(tǒng)</p><p>　　硬件驅(qū)動層軟件：驅(qū)動程序驅(qū)動硬件功能，如射頻

23、解調(diào)器、傳輸解復(fù)用器、A/V解碼器、OSD、視頻編碼器等。</p><p>　　機頂盒作為一個客戶端系統(tǒng)，除了要具有良好的硬件平臺外還需要配備不同的軟件系統(tǒng)才能使其完成各種任務(wù)。</p><p>　　驅(qū)動層包括機頂盒硬件的驅(qū)動程序和API接口，它主要用于完成對硬件設(shè)備的操作。</p><p>　　中間解釋層將STB的應(yīng)用程序指令翻譯成CPU能識別的指令，從而通過驅(qū)動

24、層去調(diào)動硬件設(shè)備完成相應(yīng)的操作。該層包括嵌入式操作系統(tǒng)、中間件、CA駐留軟件等。雖然中間件的使用可以給STB軟件的設(shè)計和應(yīng)用帶來極大好處，但高昂的使用費用，對硬件需求的增加以及技術(shù)上的不成熟使中間件在國內(nèi)鮮有應(yīng)用。目前許多軟件設(shè)計者采用直接調(diào)用驅(qū)動層的軟件來編寫應(yīng)用程序，這雖然可以滿足一時的需求，但隨著應(yīng)用需求的增加，在STB中使用中間件才是一個很好的解決方案。</p><p>　　應(yīng)用層可以分成駐留應(yīng)用程序和可

25、下載應(yīng)用程序兩部分，不同的STB軟件設(shè)計理念使這兩個部分包含的應(yīng)用程序也不盡相同，合理規(guī)劃這兩部分的組成將有助于提高STB的可靠性和相應(yīng)時間。目前國內(nèi)機頂盒中的應(yīng)用較少，主要以EPG、數(shù)據(jù)廣播、股票、簡單的下載游戲等為主，而數(shù)字電視的魅力并不在于看電視，而在于這種基于數(shù)字電視平臺的業(yè)務(wù)應(yīng)用，這些應(yīng)用將會改善人們的一些日常生活習(xí)俗。隨著雙向網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，交互式應(yīng)用的普及，基于交互式的應(yīng)用軟件也將越來越多，這也會給運營商帶來難以預(yù)料的增值收入

26、。 有線電視數(shù)字機頂盒的技術(shù)含量非常高，它集中反映了多媒體、計算機、數(shù)字壓縮編碼、 加解擾算法、加解密算法、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展水平。</p><p>　　加解擾技術(shù)用于對數(shù)字節(jié)目進行加密解密，其基本原理是采用加擾控制字加密傳輸?shù)姆椒?，用戶端利用IC卡解密。在MPEG傳輸流中，與控制字傳輸相關(guān)的有兩個數(shù)據(jù)流：授權(quán)控制信息 （ECMs）和授權(quán)管理信息（EMMs），由業(yè)務(wù)密鑰（SK）加密處理后的控制字在ECMs中傳

27、送，其中還包括節(jié)目來源、時間、內(nèi)容分類和節(jié)目價格等節(jié)目信息。對控制字加密的業(yè)務(wù)密鑰在授權(quán)管理 中傳送，并且業(yè)務(wù)密鑰在傳送前要經(jīng)過用戶個人分配密鑰（ PDK）的加密處理，EMMs中還包括地址、用戶授權(quán)信息，如用戶可以看的節(jié)目或時間段，用戶付的收視費等。用戶個人分配密鑰（PDK）存放在用戶的智能卡（Smart Card）中。 在用戶端，機頂盒根據(jù)PMT和CAT表中的CA-descriptor，獲得EMM和ECM的PID值，然后從TS流中過濾

28、出ECMs和EMMs，并通過Smard Card接口送給Smart Card。Smart Card首先讀取用戶個人分 配密鑰（PDK），用PDK對EMM解密，取出SK，然后利用SK對ECM進行解密，取出CW，并將CW通過 Smart Card接口送給解擾引擎，解擾引擎利用CW就可以將擾的傳輸流進行解擾</p><p>　　2.3機頂盒的硬件系統(tǒng)</p><p>　　從結(jié)構(gòu)上看，機頂盒一般由

29、主芯片、內(nèi)存、調(diào)諧解調(diào)器、回傳通道、CA（Conditional Access）接口、外部存儲控制器以及視音頻輸出等幾大部分構(gòu)成。</p><p>　　圖2-3-1機頂盒硬件系統(tǒng)</p><p>　　調(diào)諧解調(diào)器部分的作用是將傳輸過來的調(diào)制數(shù)字信號解調(diào)還原成傳輸流，調(diào)諧解調(diào)器的不同就構(gòu)成了不同的數(shù)字機頂盒，例如用于QPSK解調(diào)的衛(wèi)星機頂盒（DVB-S），用于QAM解調(diào)的有線數(shù)字機頂盒（DVB

30、-C）以及用于OFDM解調(diào)的地面?zhèn)鬏敂?shù)字機頂盒（DVB-T）。目前市場上比較流行的調(diào)諧解調(diào)器的生產(chǎn)廠商有Thomson、Sharp等，國內(nèi)雖然也有一些廠商生產(chǎn)調(diào)諧解調(diào)器，但市場份額很小。</p><p>　　信道解碼、信源解碼、上行數(shù)據(jù)的調(diào)制編碼、嵌入式CPU、MPEG－2解壓縮是數(shù)字電視機頂盒的主要技術(shù)。</p><p><b>　　信道解碼</b></p&g

31、t;<p>　　數(shù)字電視機頂盒中的信道解碼電路相當(dāng)于模擬電視機中的高頻頭和中頻放大器。在數(shù)字電視機頂盒中，高頻頭是必須的，不過調(diào)諧范圍包含衛(wèi)星頻道、地面電視接收頻道、有線電視增補頻道。根據(jù)DTV目前已有的調(diào)制方式，信道解碼應(yīng)包括QPSK、QAM、OFDM、VSB解調(diào)功能。</p><p><b>　　信源解碼</b></p><p>　　模擬信號數(shù)字化后

32、，信息量激增，必須采用相應(yīng)的數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)字電視廣播采用MPEG－2視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，適用多種清晰度圖像質(zhì)量。音頻目前則有AC－3和MPEG－2兩種標(biāo)準(zhǔn)。信源解碼器必須適應(yīng)不同編碼策略，正確還原原始音、視頻數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　上行數(shù)據(jù)的調(diào)制編碼</b></p><p>　　開展交互式應(yīng)用，需要考慮上行數(shù)據(jù)的調(diào)制編碼問題。目前普遍采用的有3種方式，采用電話

33、線傳送上行數(shù)據(jù)，采用以太網(wǎng)卡傳送上行數(shù)據(jù)和通過有線網(wǎng)絡(luò)傳送上行數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　嵌入式CPU</b></p><p>　　嵌入式CPU是數(shù)字電視機頂盒的心臟，當(dāng)數(shù)據(jù)完成信道解碼以后，首先要解復(fù)用，把傳輸流分成視頻、音頻，使視頻、音頻和數(shù)據(jù)分離開，在數(shù)字電視機頂盒專用的CPU中集成了32個以上可編程PID濾波器，其中兩個用于視頻和音頻濾波，其余的用于P

34、SI、SI和Private數(shù)據(jù)濾波。CPU是嵌入式操作系統(tǒng)的運行平臺，它要和操作系統(tǒng)一起完成網(wǎng)絡(luò)管理，顯示管理、有條件接收管理（IC卡和Smart卡）、圖文電視解碼、數(shù)據(jù)解碼、OSD、視頻信號的上下變換等功能。為了達到這些功能，必須在普通32～64位CPU上擴展許多新的功能，并不斷提高速度，以適應(yīng)高速網(wǎng)絡(luò)和三維游戲的要求。</p><p><b>　　MPEG－2解碼</b></p&g

35、t;<p>　　MPEG－2是數(shù)字電視中的關(guān)鍵技術(shù)之一，目前實用的視頻數(shù)字處理技術(shù)基本上是建立在MPEG－2技術(shù)基礎(chǔ)上，MPEG－2是包括從網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)礁咔逦入娨暤娜恳?guī)范。MP@LL用于VCD，可視電話會議和可視電話用的H.263和H.261是它的子集。MP@ML用于DVD、SDTV，MP@MH用于HDTV。</p><p>　　MPEG－2圖像信號處理方法分運動預(yù)測、DCT、量化、可變長編碼4步

36、完成，電路是由RISC處理器為核心的ASIC電路組成。</p><p>　　MPEG－2解壓縮電路包含視頻、音頻解壓縮和其它功能。在視頻處理上要完成主畫面、子畫面解碼，最好具有分層解碼功能。圖文電視可用APHA迭顯功能選加在主畫面上，這就要求解碼器能同時解調(diào)主畫面圖像和圖文電視數(shù)據(jù)，要有很高的速度和處理能力。OSD是一層單色或偽彩色字幕，主要用于用戶操作提示。</p><p>　　在音頻方

37、面，由于歐洲D(zhuǎn)VB采用MPEG－2伴音，美國的ATSC采用杜比AC－3，因而音頻解碼要具有以上兩種功能。</p><p>　　隨著芯片技術(shù)的發(fā)展，越來越多的廠家將機頂盒的功能更多地集成在一個主芯片里，例如現(xiàn)在大部分廠商都將CPU、解碼器、解復(fù)用器、圖形處理器與視音頻處理器集成在芯片中，甚至一些以Philips為代表的芯片廠商將調(diào)諧解調(diào)器也集成在芯片中，形成一體化的芯片解決方案，有效地降低了器件成本并提高了可靠性。

38、</p><p>　　在主芯片中，首先根據(jù)傳輸流所傳遞的標(biāo)志信息對接收到的傳輸流進行解復(fù)用，然后根據(jù)CA智能卡所傳遞的解擾信息對節(jié)目流進行解擾，解擾后的TS流送到視音頻解碼器中分別對其進行解碼，還原成AV信號進行輸出，同時，也分離出復(fù)用在TS流中的各類系統(tǒng)數(shù)據(jù)表，送給機頂盒處理器分別輸出。</p><p>　　另外，由于在主芯片中集成了CPU和圖形管理器，使機頂盒可以完成更多的功能，它可以

39、運行各種軟件完成諸多任務(wù)，例如股票接收、網(wǎng)頁瀏覽等，也可以通過圖形管理器實現(xiàn)2D甚至3D的圖形處理，為用戶提供更美觀的界面，實現(xiàn)交互式游戲等各種高畫質(zhì)應(yīng)用。</p><p>　　由于CPU是主芯片的核心，因此通常情況下CPU的性能就決定了主芯片的性能。CPU的性能一般是由主頻決定的，主頻越高則CPU的性能也越高。目前最快的CPU主頻已經(jīng)超過了400 MIPS，即使是目前市場上流行、最基本的機頂盒中CPU的主頻也超

40、過了50 MIPS。CPU速度同運行其上的業(yè)務(wù)系統(tǒng)有著必然的聯(lián)系，如果需要在一個STB中運行一個HTML瀏覽器，100 MIPS可能就是對CPU的最低要求，當(dāng)然這還需要內(nèi)存的配合。</p><p>　　在某些方面，機頂盒同PC機有很多相似之處，甚至可以說是一臺簡化了的PC機，兩者最相似之處就是內(nèi)存。對機頂盒而言，內(nèi)存主要分為Flash內(nèi)存和SDRAM內(nèi)存。Flash用來存貯機頂盒的系統(tǒng)軟件、驅(qū)動軟件、應(yīng)用程序以及

41、一些用戶信息，在系統(tǒng)斷電時內(nèi)容還可保留，同時Flash可以通過在線的方式對其上所載的軟件進行更新，達到機頂盒軟件升級的目的。SDRAM主要是用來存儲應(yīng)用數(shù)據(jù)。機頂盒的許多功能都需要內(nèi)存來實現(xiàn)，例如圖形處理、視音頻解碼和解復(fù)用等，不同的應(yīng)用需求，內(nèi)存的大小配置也各不相同。容量大的Flash和SDRAM的配置雖然可以為將來的業(yè)務(wù)系統(tǒng)預(yù)留足夠的內(nèi)存空間，但內(nèi)存并不是決定軟件能否運行的因素，它需要配合CPU來工作，不切合實際的高配置只會造成資源

42、浪費，而無助于STB性能的提高。</p><p>　　外部存儲設(shè)備一般指外掛式硬盤，大容量的硬盤可以用于存儲節(jié)目流以滿足用戶的個性化需求。一個STB中能否外掛硬盤一般都是由主芯片所決定的，只有CPU的處理能力達到一定程度時才有可能支持硬盤的讀寫，而硬盤的讀寫也需要更多的內(nèi)存空間。</p><p>　　通過讀卡器讀取CA智能卡中的數(shù)據(jù)用于數(shù)字電視節(jié)目的解擾，特別是在付費電視發(fā)展的今天，這是大

43、多數(shù)STB必不可少的部件。除了標(biāo)準(zhǔn)的讀卡器外，在有些STB中也采用通用接口CI（Common Interface）來完成對CA智能卡的讀取。CI是一個由DVB組織為機頂盒和分離的硬件模塊之間定義的標(biāo)準(zhǔn)接口。這種起源于PCMCIA的技術(shù)應(yīng)用，使機頂盒可以批量生產(chǎn)，也為機頂盒帶來了變化，有著廣泛的應(yīng)用前景。</p><p>　　隨著機頂盒應(yīng)用的擴展，使用戶對機頂盒的需求已經(jīng)不單單停留在簡單地收看視音頻節(jié)目上了，交互式

44、的需求使機頂盒中內(nèi)嵌了回傳設(shè)備，這些設(shè)備可以包括網(wǎng)絡(luò)適配器、調(diào)制解調(diào)器等通信接口，用于滿足用戶將信息回傳到前端。</p><p>　　新技術(shù)的發(fā)展使機頂盒的物理接口也不斷地增加，如RS232接口、紅外遙控器接口、無線鍵盤接口、Wi-Fi接口等等，使STB可以同攝像機、DVD、PDA等眾多設(shè)備進行連接。</p><p>　　第三章 智能數(shù)字機頂盒的設(shè)計（以大顯DC-618C為例）</

45、p><p><b>　　3.1引言</b></p><p>　　數(shù)字電視機頂盒的技術(shù)含量非常高，它集中反映了多媒體、計算機、數(shù)字壓縮編碼、加解擾算法、加解密算法、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展水平，在設(shè)計技術(shù)上主要包括機頂盒硬件技術(shù)和軟件技術(shù)兩大部分, 其中,軟件技術(shù)占有更為重要的位置。除了音視頻的解碼由硬件實現(xiàn)外，包括電視內(nèi)容的重現(xiàn)、操作界面的實現(xiàn)、數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)的實現(xiàn)，直至機

46、頂盒和個人計算機的互聯(lián)以及和Internet的互聯(lián)都需要由軟件來實現(xiàn)。</p><p>　　這里介紹一款基于STi5518 芯片的DC-618C型數(shù)字電視接收機頂盒的設(shè)計。</p><p>　　3.2 DC-618C數(shù)字電視接收機頂盒的設(shè)計</p><p>　　圖3-2-1 STi5518芯片內(nèi)部功能框圖</p><p>　　芯片內(nèi)置81MH

47、z的32位RISC CPU、2K字節(jié)存儲器、2K字節(jié)D存儲器和4K字節(jié)D存儲器（SDRAM）；片內(nèi)的音頻解碼器支持MPEG-2多聲道解碼，3×2聲道PCM輸出，DTS數(shù)字輸出和MP3解碼；具有高性能在屏顯示功能，每像素2到8位OSD可選，具有抗閃爍、抗擺動的濾波器；內(nèi)置PAL/NTSC/SECAM編碼器，支持RGB、CVBS、Y/C和YIN輸出。</p><p>　　圖3-2-2解復(fù)用、音視頻解碼模塊&

48、lt;/p><p>　　分配SDRAM存儲器接口可支持1或2×16M位、或1× 64M位、125MHz的SDRAM，對SDRAM、ROM和外圍器件可編程；前端接口有串行、并行和ATAPI接口，硬件扇區(qū)濾波器，集成的CSS解擾和跟蹤緩沖器；片內(nèi)的傳輸流解復(fù)用器支持并行/串行輸入，DES和DVB解擾，32個PID；具有2個UART、2個智能卡、I2C控制器、3個PWM輸出、3個捕捉定時器；支持MODE

49、M；具有44位可編程I/O口、紅外發(fā)射器/接收器。</p><p>　　3.2.1應(yīng)用于DC-618C機頂盒的OS20操作系統(tǒng)</p><p>　　內(nèi)嵌于Sti5518內(nèi)部的CPU--ST20，使用的是ST所獨有的嵌入式實時操作系統(tǒng)OS20。OS20操作系統(tǒng)是一個模塊化的高性能的實時操作系統(tǒng), 它具有較強的實時性和多任務(wù)能力，這主要取決于它的任務(wù)調(diào)度機制，從調(diào)度策略上來講，OS20采用分優(yōu)

50、先級調(diào)度策略（默認為16）和時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度策略 ——即同一優(yōu)先級下多任務(wù)處理采用時間片輪轉(zhuǎn)處理方式。</p><p>　　OS20系統(tǒng)的內(nèi)存開銷也很小，核的開銷大約為：內(nèi)部只占600字節(jié)，每個任務(wù)占用的內(nèi)存：內(nèi)部24字節(jié)，外部36字節(jié)。</p><p>　　此外，OS20操作系統(tǒng)還具有任務(wù)切換時間短等特點。</p><p>　　STi5518解碼芯片本身的性能比較強

51、大，可以滿足應(yīng)用對硬件的要求，關(guān)鍵在于軟件對硬件的管理上，隨著應(yīng)用的復(fù)雜化，一個嵌入式控制系統(tǒng)可能要同時控制和監(jiān)視很多外設(shè)，要求有實時響應(yīng)，有很多處理任務(wù)，各個任務(wù)之間有多種信息傳遞。如果仍采用原來的程序設(shè)計方法存在兩個問題，一是中斷可能得不到及時響應(yīng)。處理時間過長，這對于一些控制場合是不允許的，對于網(wǎng)絡(luò)通信方面則會降低系統(tǒng)整體的信息流量。二是系統(tǒng)任務(wù)多，要考慮的各種可能也多，各種資源如調(diào)度不當(dāng)就會發(fā)生死鎖，降低軟件可靠性，程序編寫任務(wù)

52、量都會有大幅度增加。</p><p>　　圖3-2-3STi5518硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p>　　3.2.2 DC-618C機頂盒的軟件架構(gòu)設(shè)計</p><p>　　依據(jù)軟件工程的原理，DC-618C機頂盒軟件采用從上到下的層次化設(shè)計，依次由易到難，由具體到抽象和由軟件到硬件，主要包括如下幾層 </p><p>　　應(yīng)用層：應(yīng)用層是控制整

53、個機頂盒操作的高層代碼，也是需要程序員自己完全實現(xiàn)的代碼。在這一層中實現(xiàn)各種各樣的功能，包括初始化各種外設(shè)、創(chuàng)建任務(wù)、設(shè)置節(jié)目頻點、實現(xiàn)用戶輸入輸出操作等。對于與第三方的軟件合作，包括網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，也嵌入在應(yīng)用層中，應(yīng)用程序可以直接調(diào)用驅(qū)動層的應(yīng)用程序接口（API）。第三方的中間件可以通過驅(qū)動使用層來調(diào)用應(yīng)用程序接口。所有的應(yīng)用層組件在功能上能通過操作系統(tǒng)移植層來訪問實時操作系統(tǒng)。</p><p>　　驅(qū)動層：驅(qū)動

54、層通過調(diào)用硬件抽象層，來管理各種外設(shè)和內(nèi)部子系統(tǒng)模塊，將這些模塊的功能抽象化和屏蔽化，向上一層提供應(yīng)用層程序接口，使得應(yīng)用層的操作直觀和簡潔。應(yīng)用層組件通過調(diào)用驅(qū)動層API來控制系統(tǒng)硬件功能和服務(wù)。這些驅(qū)動完成普通的低層任務(wù)，如控制傳輸解復(fù)用和音視頻解碼等。</p><p>　　硬件抽象層:對DC-618C的所有硬件的操作必須通過修改寄存器來實現(xiàn),DC-618C將所有寄存器與接口統(tǒng)一編址,使得通過軟件對寄存器的操

55、作非常簡單,硬件抽象層正是完成這一功能.可以說,H.A.L.是驅(qū)動層的子集,負責(zé)直接編輯硬件。驅(qū)動層提供通用的低層功能,同時H.A.L.在硬件上實現(xiàn)這些功能。為了響應(yīng)驅(qū)動層的調(diào)用, H.A.L.執(zhí)行特定的芯片函數(shù),編輯芯片寄存器來完成一個特定的功能,它只與一種特定的芯片相對應(yīng),所以當(dāng)改變硬件平臺時,只需要改變相應(yīng)的硬件抽象層。</p><p>　　3.2.3 EPG（電子節(jié)目指南）的實現(xiàn)</p>&

56、lt;p>　　電子節(jié)目指南，是指在符合MPEG-2的TS傳輸流中插入DVB標(biāo)準(zhǔn)定義的SI信息，使機頂盒的綜合接收解碼器可以從TS流中提取出節(jié)目提供商播出節(jié)目的列表和播出參數(shù)，以直觀的形式顯示給數(shù)字電視用戶。EPG信息由兩部分信息組成：基本EPG信息和擴展EPG信息?；綞PG信息是指完全可以用《數(shù)字廣播業(yè)務(wù)信息規(guī)范》中的網(wǎng)絡(luò)信息表NIT、業(yè)務(wù)群關(guān)聯(lián)表BAT、業(yè)務(wù)描述表SDT和事件信息表EIT進行描述的EPG信息。擴展EPG信息是指

57、在基本EPG信息之外，通過數(shù)據(jù)輪播傳遞的EPG信息，這些信息的入口采用EPG映射表(EMT)進行描述，信息的內(nèi)容被封裝成具有多級目錄結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)，稱為擴展EPG內(nèi)容信息（XECI）?；綞PG信息和擴展EPG信息中的EPG映射信息均采用表傳輸方式；擴展EPG信息中的擴展EPG內(nèi)容信息采用數(shù)據(jù)輪播方式傳輸。</p><p>　　在數(shù)字電視節(jié)目的播出過程中，可以加入輔助的SI信息，供機頂盒解碼器的開發(fā)者來實現(xiàn)五花八

58、門的電子節(jié)目指南的導(dǎo)航功能。EPG提供的信息主要包括：傳送信息的天數(shù)(例如一周)、傳送頻道的數(shù)目和名稱、傳送的節(jié)目數(shù)、節(jié)目提供商的標(biāo)識和名稱、傳送網(wǎng)絡(luò)的信息(網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識和網(wǎng)絡(luò)名稱)，其細節(jié)信息還包括：節(jié)目名稱、節(jié)目的簡單介紹、節(jié)目的開始和結(jié)束時間、節(jié)目的主題、節(jié)目的類屬、節(jié)目的觀看分級限制(例如對某個年齡段進行限制)。利用機頂盒收看數(shù)字電視節(jié)目，用戶通過EPG不僅能夠接收普通的電視節(jié)目、廣播節(jié)目或圖文電視節(jié)目，而且，還可以查看感興趣的信息

59、：按節(jié)目分類（如音樂節(jié)目、體育節(jié)目、電影等）檢索節(jié)目；按節(jié)目提供者檢索節(jié)目；未來一段時間內(nèi)節(jié)目播出表；視頻網(wǎng)絡(luò)中節(jié)目播出情況等信息。</p><p>　　3.2.4 PSI/SI信息及其功能</p><p>　　MPEG-2中的傳送碼流是根據(jù)ITU-TRecH220、ISO／IECDIS13818-2協(xié)議定義的一種數(shù)據(jù)流，其目的是為了在有可能發(fā)生嚴重錯誤的環(huán)境下進行一道或多道程序的編碼數(shù)據(jù)

60、的傳送和存儲。這種錯誤表現(xiàn)為比特值錯誤或分組丟失。傳送流的速率可以是變化的或固定不變的。在任何情況下組成的原始流可以是變化的或固定不變，在這些情況下的語法和語義限制是相問的。傳送流速率由節(jié)目參考時鐘(PCR)字段的位置和數(shù)值決定，通常對于每個程序都有自己的PCR字段。傳送流中有關(guān)PID的信息及各PID之間的關(guān)系包含在最主要的PSI(ProgramSpecificInformation：節(jié)目特定信息)中，MPEG-2解碼器將使用PSI信息

61、來自動設(shè)置解碼所需的各種參數(shù)。PSI信息使用4個表來定義碼流的結(jié)構(gòu)：PAT（ProgramAssociationTable：節(jié)目關(guān)聯(lián)表）、PMT（ProgramMapTable：節(jié)目映射表）、NIT（NetworkInformationTable：網(wǎng)絡(luò)信息表）、CAT（ConditionalAccessTable：條件訪問表）。</p><p>　　MPEG-2在PSI中提供了不少有關(guān)節(jié)目組成和相互關(guān)系的信息，從

62、而使得在接收端可以正確地對TS流進行解復(fù)用。但是這些信息在實際使用時仍然顯得不夠，為此在DVB標(biāo)準(zhǔn)中采用SI（ServiceInformation：業(yè)務(wù)信息）對PSI信息進行了進一步的擴展。PSI中的信息基本上都是與當(dāng)前碼流相關(guān)，即它們所涉及的內(nèi)容都與當(dāng)前碼流中的部分信息相關(guān)；而SI信息可以包括不在當(dāng)前碼流中的一些服務(wù)和事件，允許用戶進行更多的選擇和了解更多的其他服務(wù)。</p><p>　　頭端系統(tǒng)每隔一定周期將

63、重復(fù)傳送SI信息，對于最高速率為100Mbits/s的傳送流而言，重復(fù)傳送SI信息的最小間隔為25毫秒。這樣，對于新開機的用戶，在很短的時間內(nèi)，就可以接收到SI（業(yè)務(wù)信息），構(gòu)成EPG（電子節(jié)目指南）所需的各項條款。</p><p>　　3.2.5 EPG信息的提取</p><p>　　一般而言，PAT表的PID號為“0x00”，解復(fù)用器工作總是通過尋找PAT表開始。PAT給出了構(gòu)成傳送流

64、中各個節(jié)目業(yè)務(wù)的PMT（節(jié)目映射表）的PID，同時也給出了NIT（網(wǎng)絡(luò)信息表）的PID號。根據(jù)PID值及對應(yīng)的TableID值可以從流中解出相應(yīng)的PMT、NIT、SDT、EIT等信息。機頂盒接收端的解析主要負責(zé)這些SI數(shù)據(jù)信息的重建。SI數(shù)據(jù)信息必須按照一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行存儲，這樣才能方便、快捷地對其進行檢索和數(shù)據(jù)的提取。特別是對于運行于機頂盒的實 時操作系統(tǒng)中的EPG，需要對用戶的交互進行實時的動作，所以對響應(yīng)速度的要求很

65、高，SI數(shù)據(jù)庫建立的好壞對其性能有重要的影響。SI數(shù)據(jù)主要有：網(wǎng)絡(luò)信息、傳輸流信息、業(yè)務(wù)（節(jié)目）信息，業(yè)務(wù)的事件信息等，并且大量的信息都是通過描述子來傳輸?shù)模钥捎脴錉铈湵韥泶鎯?shù)據(jù)，構(gòu)成從網(wǎng)絡(luò)、傳輸流、業(yè)務(wù)、事件的樹狀結(jié)構(gòu)，傳送不同信息的描述子用繼承于同一基類的描述子類來表示。</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)信息表傳送本網(wǎng)絡(luò)以及與此有關(guān)的其它網(wǎng)絡(luò)的一些信息。每個網(wǎng)絡(luò)都有唯一的識別符，網(wǎng)絡(luò)編碼請參看ETR162。網(wǎng)絡(luò)

66、信息表主要攜帶：網(wǎng)絡(luò)識別（network_id）、網(wǎng)絡(luò)名稱、傳輸系統(tǒng)參數(shù)（包括：頻率、調(diào)制方式、FEC外碼、符號率、FEC內(nèi)碼）等信息，如果NIT表中有關(guān)于傳輸系統(tǒng)參數(shù)的正確描述，只要調(diào)諧到攜帶此NIT表的傳送流中，即可提取其它網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，一般解碼器便可根據(jù)提取出來的信息，自動搜索頻道。</p><p>　　節(jié)目業(yè)務(wù)描述表的每一個子表都對一個特定傳送流中的節(jié)目業(yè)務(wù)進行了描述。這些節(jié)目業(yè)務(wù)可以一部分是本身實際的傳送

67、流，也可以是其它傳送流，這一點可以通過table_id（表識別符）進行識別。節(jié)目業(yè)務(wù)描述表提供了如下的信息：屬于哪一個節(jié)目業(yè)務(wù)群；節(jié)目業(yè)務(wù)的類型，如PAL、NTSC、SECAM、調(diào)頻廣播、圖文電視、準(zhǔn)視頻點播等；節(jié)目業(yè)務(wù)的提供者；可以接收該節(jié)目業(yè)務(wù)的國家和不可以接收該節(jié)目業(yè)務(wù)的國家；指向特定信息的鏈接信息；實現(xiàn)準(zhǔn)視頻點播的指導(dǎo)信息；實現(xiàn)多畫面的控制信息；指示使用的加密系統(tǒng)；給出實現(xiàn)交互式回傳信道的電話號碼；提供多語種的節(jié)目業(yè)務(wù)名稱和廣播

68、者以及私有數(shù)據(jù)。</p><p>　　事件信息表按時間順序提供每一個節(jié)目業(yè)務(wù)中包含的節(jié)目段的信息。事件信密；指向特定信息的鏈接信息；節(jié)目段多語種的簡短介紹；節(jié)目段的詳細介紹；兩段同樣節(jié)目段的時間偏移；基本碼流類型，如視頻的幅型比、伴音的類型、字幕的類型等；使用的加密系統(tǒng)；節(jié)目類型，如電影/戲劇、新聞、綜藝、體育、少兒、音樂、藝術(shù)、社會政治、文教等；節(jié)目限定年齡的級別；給出實現(xiàn)交互式回傳信道的電話號碼；為滿足各節(jié)目

69、段的碼率而提供的緩存大小信息及私有數(shù)據(jù)。</p><p>　　第四章 新一代高清機頂盒的設(shè)計</p><p><b>　　4.1引言</b></p><p>　　數(shù)字電視機頂盒在過去幾年中國有線電視的市場中取得了飛速的發(fā)展，目前的中國國內(nèi)有線數(shù)字電視機頂盒市場的保有量已經(jīng)超過四千萬臺以上。國內(nèi)的數(shù)字衛(wèi)星電視也在過去半年中得到發(fā)展， 第一步是針對

70、偏遠地區(qū)，解決電視的收看問題，村村通項目用的機頂盒已經(jīng)開始招標(biāo)發(fā)放，接下來衛(wèi)星電視也會進行商業(yè)運營。地面數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)確定，信號已經(jīng)在多個地區(qū)發(fā)射。電信運行商開展的IPTV目前在國內(nèi)也有幾百萬的用戶。 </p><p>　　高清數(shù)字電視機頂盒是一個重要發(fā)展趨勢。以高清平板電視為例，目前，中國國內(nèi)市場上高清平板電視保有量已超過兩千五百萬臺，而其中只有不到1%的用戶能收看到1~3個高清節(jié)目頻道。這就帶來矛盾的局

71、面:一方面大量用戶擁有高清平板電視機，另一方面大量電視節(jié)目是模擬和數(shù)字的標(biāo)清格式，決大多數(shù)已經(jīng)部署的機頂盒只具有標(biāo)清解碼能力?？梢灶A(yù)見，未來高清機頂盒將會占有相當(dāng)大的市場份額。主要接收形式包括，有線機頂盒、地面波機頂、衛(wèi)星機頂盒、一體機和IPTV。 </p><p>　　4.2高清機頂盒技術(shù)發(fā)展與設(shè)計挑戰(zhàn) </p><p>　　數(shù)字電視機頂盒的功能已經(jīng)從開始的接收碼流，解壓縮視音頻，顯示E

72、PG信息，簡單的OSD菜單，到現(xiàn)在的增加交互功能，寬帶網(wǎng)視音頻應(yīng)用，外圍的數(shù)據(jù)接口也增加了高速USB，以太網(wǎng)的接口，eSATA接口等一些PC常用的接口。這些接口的增加使得機頂盒的應(yīng)用范圍得到有效的擴展，現(xiàn)在也可以用意法半導(dǎo)體(ST)的高性能機頂盒芯片STi7105來實現(xiàn)家庭媒體中心的應(yīng)用。所以高清機頂盒的應(yīng)用開發(fā)已經(jīng)不再是單一的功能的開發(fā)，而是如何利用高性能的機頂盒芯片來開發(fā)多功能的應(yīng)用，最大可能利用芯片處理能力，這對機頂盒產(chǎn)品的開發(fā)是

73、一個挑戰(zhàn)。</p><p>　　MPEG2作為數(shù)字電視采用的第一個標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)用了10多年，新一代編碼格式H.264也已大量的得到應(yīng)用，中國的AVS編解碼標(biāo)準(zhǔn)也在一些地方得到應(yīng)用。同時支持有線數(shù)字電視和IPTV的雙模機頂盒的應(yīng)用也越來越多，因此，對于芯片產(chǎn)品而言，不但要支持現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，還需要具有可升級的能力以便支持新的技術(shù)，所有這些都給機頂盒的開發(fā)提出更高要求，機頂盒的穩(wěn)定性也面臨更嚴格的挑戰(zhàn)。</p>

74、<p>　　低成本、高性能、低功耗的產(chǎn)品要求已經(jīng)開始變得非常重要。定義產(chǎn)品在各種狀態(tài)下實現(xiàn)最低功耗也已成為設(shè)計工程師的一大挑戰(zhàn)，他不僅需要了解芯片的低功耗的能力，還要知道如何用好這些能力，以實現(xiàn)產(chǎn)品的最優(yōu)化并廣為市場接受。</p><p>　　在高性能的芯片上可以開發(fā)出很多復(fù)雜的應(yīng)用，也必然使得軟件，硬件開發(fā)的復(fù)雜度大大增加，怎樣在短時間內(nèi)，高質(zhì)量地開發(fā)出滿足市場要求的產(chǎn)品對研發(fā)工程師和項目管理人員提出

75、了挑戰(zhàn)。ST充分認識到了客戶面對的挑戰(zhàn)，因此ST在提供高性能芯片的同時，也提供操作系統(tǒng)如Linux，WinCE，OS21 和成熟的驅(qū)動軟件，同時還提供能幫助研發(fā)工程師快速熟悉和使用的API源程序代碼，以及3FX OpenGL ES1.1的API</p><p>　　4.3ST高清機頂盒解決方案 </p><p>　　意法半導(dǎo)體(ST)是世界上最大的機頂盒(STB)芯片廠商，目前中國國內(nèi)機頂

76、盒廠家大量采用ST的芯片，ST的機頂盒芯片在國內(nèi)市場份額最大。ST通過不斷地推出新的產(chǎn)品，提高芯片性能，降低芯片成本，同時提升技術(shù)服務(wù)質(zhì)量來實現(xiàn)并保持多年的市場領(lǐng)先地位。</p><p>　　圖4-3-1：基于STi7105的機頂盒架構(gòu)框圖</p><p>　　目前ST已經(jīng)開發(fā)出了4代高清解碼芯片，在高清數(shù)字電視單片解碼SoC領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗，包括靈活的芯片技術(shù)架構(gòu)設(shè)計，支持客戶進行各

77、種應(yīng)用的開發(fā)，成熟的低成本的先進生產(chǎn)工藝等。其中STi7105 是一款高性能H.264高清數(shù)字電視機頂盒SoC解碼芯片，采用先進的半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝和優(yōu)化設(shè)計來完善，提升各個功能模塊的性能，增加高速數(shù)據(jù)接口，降低耗電量，降低系統(tǒng)的整體材料成本。STi7105是一款應(yīng)用范圍很廣的SoC芯片，主要用于有線高清數(shù)字電視機頂盒，衛(wèi)星高清數(shù)字電視機頂盒，地面數(shù)字電視機頂盒，IPTV機頂盒，網(wǎng)絡(luò)電視下載播放，多媒體手持設(shè)備，家用多媒體中心等等。<

78、/p><p>　　圖4-3-2：STi7105內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡圖。</p><p>　　4.4 STi7105技術(shù)特點及關(guān)鍵應(yīng)用 </p><p>　　STi7105 芯片內(nèi)部集成了一顆高性能的ST40 應(yīng)用程序處理器，它的實時處理、運算能力超過900DMIPS，另外芯片內(nèi)還集成有兩顆實時運算加速器，如果需要的話，它們也可以用于各種運算要求的處理。如果把芯片的整個計算能力加在

79、一起，STi7105的實時處理、運算能力能夠達到3,000DMIPS以上。這樣的處理能力不但可以達到高清機頂盒的要求，還能夠充分滿足家庭多媒體中心的設(shè)計需求。</p><p>　　STi7105的TS流輸入處理模塊可以支持4路TS流輸入，1路TS流輸出，這個處理模塊內(nèi)可以同時處理、分解多個碼流，用于同時進行錄像(PVR)、碼流回放、畫中畫。這些碼流可以從傳統(tǒng)的數(shù)字電視廣播通道過來，也可以來自CableModem、

80、EoC、以太網(wǎng)IP、光纖的IP通道。這個高性能模塊能為用戶提供靈活的產(chǎn)品開發(fā)模式。</p><p>　　芯片的安全性功能的支持：STi7105具有完整的嵌入式安全加密，解密功能，包括DES、AES和DVB解擾器等等，將會支持所有的高級安全功能。目前，高級安全功能正處于主要CA廠家的認證階段中，包括Nagra，NDS，Conax，Irdeto等等，ST也會和中國國內(nèi)的CA廠家永新視博、天柏、數(shù)碼視訊等公司展開認證工

81、作。 支持Windows DRM 10數(shù)字版權(quán)管理和安全視頻處理器(SVP)標(biāo)準(zhǔn)。它也支持DVB－CI及其他的機卡分離技術(shù)。 </p><p>　　視頻解碼格式：STi7105集成了高性能的視音頻解碼器，其靈活的解碼架構(gòu)可以滿足目前已有的各種視音頻編碼壓縮格式的解碼要求，也可以通過軟件升級來支持這些標(biāo)準(zhǔn)，在視頻編解碼方面，它可以支持H.264 HP@HL4.1，MPEG2 MP@HL, VC-1 MP@HL, A

82、P@L3, MPEG4 P2 ASP@L5, DiVx格式，RM，RMVB，中國自己的視頻壓縮格式 AVS，已知的一些用于流媒體的視音頻格式和目前流行的Adobe Flash的格式。除了解碼以外， 7105還具有一定的視頻的編碼的能力。其解碼器可以用于PVR，畫中畫功能。支持1080p 60幀的格式，這在目前的產(chǎn)品中是最先進的。內(nèi)置的圖像降噪聲處理，增強優(yōu)化的后處理電路能夠給用戶帶來前所未有的優(yōu)美圖像。 </p><

83、p>　　在音頻編解碼器方面，它可以支持MPEG-1 layer I/II, MP3, MPEG-2 layer II, AC-3 Dolby Digital, DD+，AAC, AAC+SBR等等，也可以支持杜比，DTS的新算法。同時可支持中國DRA音頻標(biāo)準(zhǔn)，還也可以用于音頻編碼。 </p><p>　　視音頻接口方面，7105支持最新版本的HDMI 1.3接口標(biāo)準(zhǔn)，支持1080p 60幀的格式，支持各種隔

84、行、逐行掃描顯示格式，各種格式之間的互相轉(zhuǎn)換，同時支持模擬的視頻接口如YPbPr、CVBS 和數(shù)字視頻信號的輸入和輸出，從而增強了7105的應(yīng)用靈活性。</p><p>　　STi7105使用的DDR2接口和32位統(tǒng)一存儲系統(tǒng)，使設(shè)計人員可以使用成本更具競爭力的、高容量的DDR2外部存儲器，DDR2的速率可以達到800MHz。高容量存儲器在復(fù)雜系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)中可以降低系統(tǒng)成本，為客戶提供最大的價值。</p&

85、gt;<p>　　圖4-4-1：基于STi7105的便攜多媒體設(shè)備架構(gòu)框圖</p><p>　　在同類產(chǎn)品中，STi7105具有最低的功耗和最好的散熱性能，在客戶設(shè)計出的機頂盒產(chǎn)品中可以不使用散熱片而可以長時間的正常工作。此外其先進的電源管理功能，獨特的設(shè)計進一步提高STi7105的低功耗性能，有助于終端產(chǎn)品達到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，7105的待機功耗小于0.1W，大大優(yōu)于國際能源組織(IEA)“1W節(jié)能計劃”

86、的標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　STi7105同時支持多路高速USB2.0接口，高速以太網(wǎng)接口，配合高性能的芯片解碼能力，適于機頂盒、汽車多媒體播放器或家庭多媒體中心等應(yīng)用。SATA接口用于硬盤的連接，可用于PVR應(yīng)用，MMC卡接口也集成到該芯片中。</p><p>　　圖形加速處理器的性能在機頂盒的應(yīng)用中變得越來越重要，STi7105集成了高性能的2D加速器，其圖形處理能力可應(yīng)用于3D圖形

87、顯示，從而豐富了應(yīng)用的表現(xiàn)能力。ST提供3FX OpenGL ES API接口。 高速CPU加上高性能的圖形加速器可以實現(xiàn)對下一代中間件、插件及Flash媒體播放功能的更好支持。</p><p>　　第五章 機頂盒的未來</p><p>　　三網(wǎng)融合是指電信網(wǎng)、計算機網(wǎng)和有線電視網(wǎng)三大網(wǎng)絡(luò)通過技術(shù)改造，能夠提供包括語音、數(shù)據(jù)、圖像等綜合多媒體的通信業(yè)務(wù)。 三合是一種廣義的、社會化的說法，

88、在現(xiàn)階段它是指在信息傳遞中，把廣播傳輸中的“點”對“面”，通信傳輸中的“點”對“點”，計算機中的存儲時移融合在一起，更好為人類服務(wù)，并不意味著電信網(wǎng)、計算機網(wǎng)和有線電視網(wǎng)三大網(wǎng)絡(luò)的物理合一，而主要是指高層業(yè)務(wù)應(yīng)用的融合?！叭W(wǎng)融合”后，民眾可用電視遙控器打電話，在手機上看電視劇，隨需選擇網(wǎng)絡(luò)和終端，只要拉一條線、或無線接入即完成通信、電視、上網(wǎng)等。三網(wǎng)融合的通信網(wǎng)絡(luò)將是一個覆蓋全球、功能強大、業(yè)務(wù)齊全的信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，即為全球一體化的綜合

89、寬帶多媒體通信網(wǎng)。而這一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)是一個統(tǒng)一完整的結(jié)合體系，為全球任一地點，采用任何終端的用戶提供綜合的語音、數(shù)字、圖像等多種服務(wù)。它將是以IP協(xié)議為基礎(chǔ)，所有網(wǎng)絡(luò)將向以IP為基本協(xié)議的分組網(wǎng)統(tǒng)一。因特網(wǎng)的廣泛業(yè)務(wù)，諸如電子郵件、文件傳輸、遠程登錄、全球WWW瀏覽，已使因特網(wǎng)成為人們廣為利用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，而未來的網(wǎng)絡(luò)是集語音、數(shù)據(jù)文字、圖像視頻于一體的綜合網(wǎng)絡(luò)，因特網(wǎng)是實現(xiàn)這一網(wǎng)絡(luò)綜合化的基礎(chǔ)，也是實現(xiàn)三網(wǎng)融合</p>&l

90、t;p><b>　　三網(wǎng)融合技術(shù)難點</b></p><p>　　(1)現(xiàn)在三個網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)體制沒有一個可以稱得上是真正意義上的三網(wǎng)融合技術(shù)體制。大家都講用一個網(wǎng)絡(luò)能夠提供三類業(yè)務(wù)，并且保證服務(wù)質(zhì)量，其實目前還做不到，還是在用多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)拼湊提供，毫無經(jīng)濟性可言，也談不上有何先進性。 </p><p>　　(2)網(wǎng)絡(luò)的管控體制在技術(shù)上還沒有很好解決。三種網(wǎng)絡(luò)的管控

91、要求和技術(shù)是不一樣的，電信網(wǎng)要求可追溯；互聯(lián)網(wǎng)是不可管，高度的自由主義；廣電網(wǎng)是嚴格控制不能出半點紕漏。這三類網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)管要求合起來，怎么能保證不至于降低管控標(biāo)準(zhǔn)，不至于帶來新的國家文化和網(wǎng)絡(luò)信息安全問題?？傊?，“網(wǎng)絡(luò)剎車”技術(shù)現(xiàn)狀還很不適應(yīng)三網(wǎng)融合的發(fā)展需求，尚需要技術(shù)上有創(chuàng)新的作為，因為沒有可供引進的現(xiàn)存技術(shù)可用。 </p><p>　　(3)如果我國也把三網(wǎng)融合后的家庭用戶接入速率定在十年后每秒100兆比特、

92、企業(yè)用戶接入速率1000兆比特的國際先進水準(zhǔn)上，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)體制和技術(shù)手段支撐起來都是十分困難的，需要發(fā)展更多的創(chuàng)新技術(shù)，所以說三網(wǎng)融合的核心是創(chuàng)新，除了體制機制創(chuàng)新外，技術(shù)創(chuàng)新是根本。</p><p><b>　　現(xiàn)有資源</b></p><p>　　我國數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)起步較晚，但發(fā)展速度快，電信部門的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，采用的是時分復(fù)用SDH系統(tǒng)，迄今全國骨干網(wǎng)已建成，它以

93、話音業(yè)務(wù)為主，同時也提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)。但系統(tǒng)帶寬、地域覆蓋、業(yè)務(wù)種類等許多方向不能滿足經(jīng)濟快速發(fā)菜帶來的日益廣泛的客戶要求。我國是有線電視大國，有線電視入網(wǎng)用戶迄今已達8000萬戶。大多數(shù)有線電視網(wǎng)絡(luò)已建成HFC網(wǎng)。前端到光節(jié)點采用光纜傳輸。每個光節(jié)點覆蓋500-1500用戶，光纜為四芯以上，其中一芯用于傳送模擬電視廣播信號，其它作備份。有線電視HFC網(wǎng)的寬帶資源和網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)建設(shè)三網(wǎng)融合的新型多媒體網(wǎng)絡(luò)提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。</

94、p><p>　　三網(wǎng)融合的3個重要技術(shù)</p><p>　　1.成熟的數(shù)字化技術(shù)，即語音、數(shù)據(jù)、圖像等信息都可以通過編碼成0和1的比特流進行傳輸和交換，這是三網(wǎng)融合的基本條件； </p><p>　　2.采用TCP／IP協(xié)議。只有基于獨立IP地址，才能實現(xiàn)點對點、點對多點的互動，才能使得各種以IP為基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)能在不同的網(wǎng)上實現(xiàn)互通； </p><p&

95、gt;　　3.光通信技術(shù)。只有光通信技術(shù)才能提供足夠的信息傳輸速度，保證傳輸質(zhì)量，光通信技術(shù)也使傳輸成本大幅下降。 </p><p>　　“三網(wǎng)融合”不僅僅有著國家戰(zhàn)略層面的深遠意義，而且“三網(wǎng)融合”還可以創(chuàng)造新的服務(wù)形態(tài)改變我們的工作或生活方式。</p><p>　　第六章 總結(jié)與展望</p><p><b>　　6.1總結(jié)</b><

96、/p><p>　　本文主要介紹了機頂盒的分類、發(fā)展及原理，并結(jié)合了大顯DC-618C機頂盒的設(shè)計，最后還對新一代高清機頂盒的系統(tǒng)設(shè)計做了簡單的論述。對三網(wǎng)融合也有簡單的介紹</p><p><b>　　6.2課題展望</b></p><p>　　基于數(shù)字電視機頂盒多種CA、下載器、EPG、數(shù)據(jù)廣播和中間件系統(tǒng)的優(yōu)勢，外來插件與之融合，集家電、電子、

97、增值服務(wù)于一體的增值運用使得數(shù)字電視機頂盒趨于產(chǎn)業(yè)化、市場化。以目前頗受關(guān)注的電視體感游戲為例來說，國際巨頭任天堂、索尼和微軟等均對國內(nèi)的高清數(shù)字電視和數(shù)字機頂盒蠢蠢欲動，欲與之合作插入高清體感游戲增值服務(wù)，這也是當(dāng)前高清數(shù)字機頂盒的發(fā)展主流之一。目前，國內(nèi)首次實現(xiàn)數(shù)字機頂盒開放式應(yīng)用平臺的康佳與廣州代代星電子科技有限公司合作，使代代星自主研發(fā)的體感游戲成為康佳硬件標(biāo)配，基于康佳獨有的十核“銳芯”技術(shù)，通過開放式的SDK軟件開發(fā)工具，豐

98、富多彩的體感游戲的任何應(yīng)用程序可以順暢運行，詳細的技術(shù)解讀可以參考參考資料。即消費者在自家的客廳就可以玩3D游戲，并且代代星研發(fā)的體感游戲是由身體動作控制游戲角色的動作，達到娛樂與運動一體的效果，是客廳娛樂的新玩法。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在論文完成之際，我首先向我的指導(dǎo)老師表示衷心的感謝并致以崇高的敬意！</p>

99、;<p>　　在學(xué)校的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，回顧兩年多來的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，面對現(xiàn)在的收獲，我感到無限欣慰。為此，我向熱心幫助過我的所有老師和同學(xué)表示由衷的感謝!</p><p>　　特別感謝我的同學(xué)們對我的學(xué)習(xí)和生活所提供的大力支持和關(guān)心!還要感謝一直關(guān)心幫助我成長的室友！</p><p>　　在我即將完成學(xué)業(yè)之際，我深深地感謝我的家人給予我的全力支持！</p><

100、p>　　最后，衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位老師！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1.姜秀華 張永輝，數(shù)字電視廣播原理與應(yīng)用，人民郵電出版社</p><p>　　2.中國電子視像行業(yè)協(xié)會，數(shù)字電視知識解讀，人民郵電出版社</p><p>　　3.趙堅勇，電視原理與接

101、收技術(shù)，國防工業(yè)出版社</p><p>　　4.鄭志航，數(shù)字電視原理與應(yīng)用，中國廣播電視出版社年</p><p>　　5.百度百科，數(shù)字電視機頂盒</p><p>　　6.黎洪松編著。數(shù)字視頻技術(shù)及其應(yīng)用。清華大學(xué)出版社</p><p>　　7.王連山。數(shù)字電視在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的傳輸。有線電視技術(shù)</p><p>