有線電視數(shù)字機(jī)頂盒技術(shù)

1、有線電視數(shù)字機(jī)頂盒技術(shù),武漢東太信息產(chǎn)業(yè)有限公司鄭立新,數(shù)字電視多媒體信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,機(jī)頂盒概念,顧名思義，機(jī)頂盒就是放在電視機(jī)頂上的一個盒子，是電視機(jī)的一個附加部件，其目的是提高電視機(jī)的功能。早期有： 增補(bǔ)頻道機(jī)頂盒 付費解擾機(jī)頂盒 圖文電視機(jī)頂盒今天：數(shù)字電視機(jī)頂盒DVB-C機(jī)頂盒DVB-S 機(jī)頂盒（數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)）DVB-T機(jī)頂盒STB-----Set Top Box,機(jī)頂盒的基本功能,STB

2、的基本功能1.能夠接收DVB數(shù)字電視信號2.對DVB-C的QAM調(diào)制能解調(diào)解復(fù)用，從256QAM、128QAM、64QAM、32QAM、16QAM、4QAM(QPSK3.支持中文電子節(jié)目指南(EPG)；4.通過使用智能卡，能夠接收數(shù)字付費電視節(jié)目和付費頻道，具有安全可靠的解密功能。5.具有PAL電視信號輸出端子；,STB的擴(kuò)展功能,STB的擴(kuò)展功能1.支持NVOD，VOD,數(shù)據(jù)廣播功能（包括股市行情，天氣預(yù)報，新聞，電子政務(wù)

3、，市場信息）；2.在信源解碼方面，從支持標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視(SDTV)到高清晰度電視(HDTV)的解碼；3.隨著有線網(wǎng)絡(luò)雙向化改造的進(jìn)展，STB應(yīng)逐步支持雙向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，Internet瀏覽器等；4.支持MHP中間件技術(shù)的綜合業(yè)務(wù)功能；5.支持硬盤錄像和重放功能的PVR;,機(jī)頂盒的硬件結(jié)構(gòu)概覽,機(jī)頂盒系統(tǒng)框圖,機(jī)頂盒的硬件組成,1.高頻頭調(diào)諧器：選頻作用2.QAM解調(diào)模塊：解QAM調(diào)制的序號，得到多節(jié)目傳輸流；3.解復(fù)用模塊：從多

4、節(jié)目傳輸流中過濾出選擇的節(jié)目流；4.解擾模塊：如果發(fā)現(xiàn)是加密節(jié)目，則通過解擾模塊，將加密的節(jié)目流還原成透明的節(jié)目流；5.解碼模塊：將節(jié)目流進(jìn)行MPEG-2解碼；6.PAL編碼：對解碼后的節(jié)目流進(jìn)行PAL 編碼，通過AV輸出，S-video輸出，通過電視機(jī)還原音視頻圖像和聲音；,機(jī)頂盒的硬件,機(jī)頂盒的硬件接口：1。紅外接收板：用于紅外遙控，方便用戶對機(jī)頂盒進(jìn)行控制操作；2。智能卡接口（Smart Card ）：用戶用于節(jié)目的解擾

5、用；3。AV接口和S-video;4。RS232接口：用戶調(diào)試和控制；5。以太網(wǎng)接口，電話線接口；6。RF輸入接口：信號輸入；,機(jī)頂盒框圖,機(jī)頂盒的信號流程1,1.射頻輸入經(jīng)射頻分支器，一路直接輸入到電視機(jī)的射頻輸入插子L，另一路送人STB的調(diào)諧器，達(dá)到數(shù)字與模擬兼容接收的功能。2.調(diào)諧器。此器件的作用是將從CATV網(wǎng)上眾多的頻道中選擇所需的數(shù)字信道，并將其射頻信號下變頻到一個固定中頻上去，供配套器件能夠準(zhǔn)確采樣。該器件應(yīng)具有

6、電子調(diào)諧、頻道存儲、受控功能。3.QAM解調(diào)芯片的作用是將己調(diào)數(shù)字信號的載頻(一般為固定中頻)還原為基本傳輸流(TS)。4.解復(fù)用:這個模塊的功能是在多節(jié)目的傳輸流中過濾出所選節(jié)目的傳輸流；,機(jī)頂盒的信號流程2,5.解擾模塊:解擾模塊主要作用是對加擾的節(jié)目流進(jìn)行解擾，還原成干凈的節(jié)目流；解復(fù)用后生成MPEG的PES流，傳給專用解碼芯片。一旦解復(fù)用時發(fā)現(xiàn)了加擾的MPEG數(shù)據(jù)包，則使用直接存儲器存取(DMA)方式將數(shù)據(jù)包傳人解擾模塊對應(yīng)

7、的內(nèi)存中去，解擾后再傳回來，繼續(xù)以后的解碼過程，不同的CA系統(tǒng)有不同的加擾和解擾方式6.MPEG解碼。經(jīng)過解調(diào)、解復(fù)用、解擾的碼流達(dá)到此部分進(jìn)行視／音頻解碼、文本圖形數(shù)據(jù)處理，它需要有自己的存儲器(SRAM)。,機(jī)頂盒軟件體系結(jié)構(gòu),機(jī)頂盒的軟件層次,1。驅(qū)動程序：包括接口驅(qū)動，MPEG解復(fù)用接口設(shè)置及監(jiān)視，MPEG解碼控制寄存器的設(shè)置及監(jiān)視，在屏顯示功能(oSD)的實現(xiàn)，前端的調(diào)諧器、解調(diào)芯片的驅(qū)動，板上數(shù)據(jù)庫的寫入及更新，各種表的過

8、濾，解擾部分的驅(qū)動，若有回傳信道還包括其驅(qū)動，若解復(fù)用是用軟件實現(xiàn)的話，則包括軟件解復(fù)用的部分，SI信息的過濾，電子節(jié)目表的過濾與顯示，也包括其中2。實時操作系統(tǒng)的主要作用是控制各種資源，包括各種硬件的控制，以及軟件各個進(jìn)程之間的協(xié)調(diào)控制，系統(tǒng)資源的分配等。在啟動機(jī)頂盒時，由引導(dǎo)程序通過網(wǎng)絡(luò)從中心控制系統(tǒng)下載。系統(tǒng)在設(shè)計上采用從FlashROM引導(dǎo)，引導(dǎo)程序功能包括：,機(jī)頂盒的軟件層次,1)系統(tǒng)自檢。對系統(tǒng)部分硬件進(jìn)行檢測，如DRAM

9、等2)系統(tǒng)設(shè)置。用戶可通過遙控器對系統(tǒng)必要的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。如基本頻率、輔助頻率、符號率、DTV節(jié)目信息表等；3)DTV功能。用戶在無點播服務(wù)的情況下，可以收看數(shù)字電視節(jié)目4)系統(tǒng)升級:通過判別系統(tǒng)或臺標(biāo)的名稱和版本號，下載升級FlashRom中的機(jī)頂盒軟件；,中間件,(3)中間層軟件將底層硬件、操作系統(tǒng)與應(yīng)用軟件的設(shè)計隔離開來，這樣使各層的開發(fā)獨立性加大，平臺的選擇性增多。中間件包含的應(yīng)用程序接口使用定義明晰的語言，為應(yīng)用程序提供

10、用于訪問核心STB功能所需的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)集。許多廠商提供STB的中間件方案。這些方案能在廣義上分成兩種：基于HTML或Java因特網(wǎng)瀏覽器的方案，以及專用方案。目前主要標(biāo)準(zhǔn)有：DVB—MHP、ATVEF、DASE、openCable、DVB的MPE、DSM—CC。,中間件,主要中間件有：JavaTV、MediaHighway、Microsoft、NDS Core、OpenTV、PowerTV、NTC2000。這些產(chǎn)品在市場上都占有一席之地

11、，但彼此并不兼容。 目前，標(biāo)準(zhǔn)組織已經(jīng)認(rèn)識到已有中間件產(chǎn)品兼容性差這個事實，并且開始著手建立開放的中間件標(biāo)準(zhǔn)。DVB提出了基于Java虛擬機(jī)的中間件標(biāo)準(zhǔn)DVB—MHP(多媒體家庭平臺)。ATSC成立了T3／S17技術(shù)專家小組委員會，致力于機(jī)頂盒軟件環(huán)境的定義，該軟件環(huán)境稱為DW應(yīng)用軟件環(huán)境(DASE)。,瀏覽器和應(yīng)用程序,4。瀏覽器是一種基于HTML超文本標(biāo)準(zhǔn)子集的標(biāo)準(zhǔn)用戶操作界面。用戶用該瀏覽器可瀏覽從網(wǎng)上下載的操作主頁，選擇

12、服務(wù)功能。瀏覽器可通過操作主頁中用戶所選擇服務(wù)對應(yīng)的鏈接(Link)，自動引導(dǎo)從網(wǎng)絡(luò)下載并運行有關(guān)應(yīng)用程序。5。應(yīng)用程序(Application)負(fù)責(zé)完成各項用戶服務(wù)功能，在操作系統(tǒng)的引導(dǎo)下，調(diào)用基本輸入輸出系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)下載功能，從中心控制系統(tǒng)下載應(yīng)用程序。應(yīng)用程序包括實時事件處理層及業(yè)務(wù)軟件層。,機(jī)頂盒的發(fā)展趨勢,從機(jī)頂盒的外形發(fā)展來看：數(shù)字電視機(jī)：機(jī)頂盒與電視機(jī)集成形成一體化的數(shù)字電視機(jī)，這需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，特點是比較方便和標(biāo)準(zhǔn)；

13、專用機(jī)頂盒：機(jī)頂盒＋高清顯示器，特點是比較靈活，能夠支持復(fù)雜的應(yīng)用，用戶升級方便；現(xiàn)有：1024×768高清顯示器：1920×1080；,機(jī)頂盒的發(fā)展趨勢,從機(jī)頂盒的硬件平臺看：一是PC方式，CPU越來越強(qiáng)大；二是通用DSP方案，采用FPEG、CPLD可編程邏輯器件，例如軟件STB產(chǎn)品；從介紹上看，有可能采用的是通用芯片方案，這樣一來，標(biāo)準(zhǔn)與硬件上的限制因素少，便于實現(xiàn)應(yīng)用軟件的在線升級。同時存儲器容量越來

14、越大，MPEG解碼器將支持同時解碼多個HDTV的節(jié)目；圖形功能越來越強(qiáng)大，將從簡單的0SD發(fā)展到強(qiáng)大的2D、3D圖形引擎；,機(jī)頂盒發(fā)展趨勢,在應(yīng)用方面，機(jī)頂盒將支持越來越多的應(yīng)用，并且，下載的應(yīng)用將越來越多。這些應(yīng)用包括：電子節(jié)目指南、按次付費觀看、立即按次付費觀看、準(zhǔn)視頻點播、數(shù)據(jù)廣播、Intemet接入、電子郵件、視頻點播以及U電話和可視電話等。當(dāng)然，還會有許多其他新的應(yīng)用。,機(jī)頂盒的發(fā)展趨勢,在機(jī)頂盒的軟件方面：標(biāo)準(zhǔn)化的中間