簡(jiǎn)易標(biāo)清數(shù)字電視機(jī)頂盒-長(zhǎng)虹.doc

前言在我國(guó)，數(shù)字電視節(jié)目在許多省市已經(jīng)開始試播，由于用戶端使用的基本都是模擬電視機(jī)，無法接收數(shù)字信號(hào)，因此需要一種接收裝置來擔(dān)當(dāng)二者之間的橋梁，這就是機(jī)頂盒（Set Top Box，簡(jiǎn)稱STB）。它是一種擴(kuò)展電視機(jī)功能的一種新的家用電器。它可以把衛(wèi)星直播數(shù)字電視信號(hào)、地面數(shù)字電視信號(hào)、有線電視網(wǎng)數(shù)字信號(hào)甚至互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電視機(jī)可以接收的信號(hào)，使現(xiàn)有的模擬電視機(jī)用戶也能分享數(shù)字化革命帶來的科技成果。本文主要針對(duì)南京廣電有線數(shù)字電視基本型單向簡(jiǎn)易型機(jī)頂盒的用戶使用和市場(chǎng)需求，從關(guān)鍵芯片介紹、機(jī)器開機(jī)流程、軟件文件大小和在內(nèi)存的存放位置、系統(tǒng)框架和功能模塊介紹等幾方面對(duì)簡(jiǎn)易型機(jī)頂盒技術(shù)與解決方案做一個(gè)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)介紹說明。目前，國(guó)內(nèi)數(shù)字電視機(jī)頂盒關(guān)鍵芯片廠商各自推出了自己的芯片方案，尤其是有線數(shù)字電視。一、NEC PD61116主芯片介紹1. 芯片PD61116采用32位1.5V內(nèi)核，0.13UM工藝，功耗低，是一種高性能的主芯片，主頻達(dá)到166MHZ，處理速度可達(dá)到233Mips，可實(shí)現(xiàn)高速通信、處理、大存儲(chǔ)空間。2. 芯片采用雙核架構(gòu)，性能優(yōu)越。主 CPU負(fù)責(zé)視頻解碼控制，次CPU負(fù)責(zé)音頻解碼控制，同時(shí)外圍電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,支持EJTAG軟件調(diào)試功能。提供了多種外圍設(shè)備接口，包括兩個(gè)UART 接口、兩個(gè)智能卡接口、I2C 接口、紅外接口、圖文電視接口、通用IO 控制以及調(diào)制解調(diào)器等接口，通過這些接口，PD61116 可以和多種外圍設(shè)備相連，其功能更加強(qiáng)大。3. 主次CPU各有4KByte的數(shù)據(jù)緩存和指令緩存空間，有36個(gè)PID FILTERS（1個(gè) VIDEO PID，2個(gè)AUDIO PIDS，1個(gè)PCR PID，32個(gè)通用PID）和32個(gè)SECTION FILTERS。4. PD61116芯片采用16位總線接口，216PIN QFP封裝?？梢允褂肵*4MByte SDROM（可擴(kuò)展支持8MB、16MB、32MB、64MB），相對(duì)于需要2*32MByte SDROM 價(jià)格更低，供貨更好，滿足產(chǎn)品的不同的市場(chǎng)應(yīng)用配置需求，并且省下了足夠的I/O口，可用于按鍵掃描等方面。5. 芯片具有標(biāo)準(zhǔn)的存儲(chǔ)控制器，支持存儲(chǔ)器間的DMA數(shù)據(jù)傳送。6. 具有2D圖形加速引擎，支持FLASH、GIF、JPEG圖片格式支持動(dòng)畫菜單、滾動(dòng)字幕，支持多種字體顯示，可以設(shè)計(jì)出美觀的動(dòng)畫界面效果。7. 顯示分BACK GROUND VIDEOOSD1OSD2共四層，可以非常清晰的菜單效果，立體感強(qiáng)。8. 內(nèi)含抗閃爍電路，設(shè)計(jì)出的界面不閃爍，給人眼很舒服的感覺，綠色健康。9. 支持視頻圖象的ZOOM功能，可以把節(jié)目的局部放大，使用戶更好的看局部精華的節(jié)目?jī)?nèi)容。芯片框圖如圖一所示：圖一該主芯片成熟度較高.在歐洲,日韓等地都占有較高市場(chǎng)份額，NEC公司獨(dú)立成立影音部門負(fù)責(zé)開發(fā)，后續(xù)發(fā)展?jié)摿Ω?。二、機(jī)器開機(jī)流程1. 從BOOT引導(dǎo)區(qū)域進(jìn)入讀寫Flash數(shù)據(jù)，先將存放在Flash上的主程序和字庫文件等解壓到SDRAM中；2. 然后進(jìn)行硬件檢測(cè)和初始化工作：a) 內(nèi)存管理模塊初始化b) Demux設(shè)備檢測(cè)和初始化c) 音視頻解碼設(shè)備檢測(cè)和初始化d) OSD Region設(shè)備檢測(cè)和初始化e) 遙控器和前面板設(shè)備檢測(cè)和初始化f) Flash和EEPROM檢測(cè)和初始化g) 高頻頭檢測(cè)和初始化h) 智能卡檢測(cè)和初始化i) LED檢測(cè)和初始化j) 時(shí)鐘控制器檢測(cè)和初始化3. 顯示開機(jī)圖，對(duì)CA模塊進(jìn)行出初始化4. 后臺(tái)接收NIT、EIT等EPG數(shù)據(jù)5. 播放節(jié)目三、軟件文件大小和在內(nèi)存的存放位置1.Flash的分配Loader區(qū)域字庫存放區(qū)域主程序存放區(qū)域數(shù)據(jù)區(qū)域Boot區(qū)域0x9fc000000x9fc300000x9fd600000x9ff200000x9ffc0000說明：a)Boot區(qū)域在整塊Flash的開始位置，啟動(dòng)了程序的驅(qū)動(dòng)和引導(dǎo)作用?？臻g大小為（0x9fc30000 0x9fc00000 = 192K）b)主程序存放區(qū)域是整個(gè)應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)位置，應(yīng)用軟件的重用和層次結(jié)構(gòu)請(qǐng)參照本文檔的第二部分?？臻g大小為（0x9fd60000 0x9fc30000 = 1.2M）c)數(shù)據(jù)區(qū)域存放一些用到的數(shù)據(jù)，例如程序的背景圖片、廣告圖片等?？臻g大小為（0x9ff20000 0x9fd60000 = 1.75M）d) 字庫存放區(qū)域存放系統(tǒng)使用到的一些文字庫?？臻g大小為（0x9ffc0000 0x9ff20000 = 640K）e) Loader區(qū)域包括loader數(shù)據(jù)區(qū)和備份loader數(shù)據(jù)區(qū)用于在線升級(jí)程序?？臻g大小為（0x9fffffff 0x9ffc0000 = 256K）2.Sdram的分配其它使用區(qū)域(1.3M)EPG數(shù)據(jù)緩沖(7M)主程序代碼段映射區(qū)域(2.6M)堆棧的存放區(qū)域(384K)音視頻解碼和Demux緩沖區(qū)空間(1.25M)OSD緩沖區(qū)域(1.64M)圖片緩沖區(qū)域(1.8M)3.EEPROM 未使用空間系統(tǒng)信息(128Byte)CA NVM空間(289Byte)當(dāng)前節(jié)目信息(6Byte)節(jié)目音量聲道(1300Byte)四、系統(tǒng)框架和功能模塊介紹1、 軟件的層次結(jié)構(gòu)示意圖如下：NEC DriverDriverPackageMiddlewareCAAppsAppsiPanelAppsEnreach2、 應(yīng)用層模塊劃分a) CA設(shè)置模塊包括CA信息、CA設(shè)置等界面b) EPG包括EPG、NVOD的界面和處理c) 游戲包括三個(gè)小游戲：俄羅斯方塊、推箱子、五子棋d) 菜單主菜單、各項(xiàng)子菜單e) 節(jié)目列表對(duì)節(jié)目列表的處理和節(jié)目列表的界面f) 節(jié)目設(shè)置節(jié)目加鎖、排序、刪除等g) 節(jié)目搜索自動(dòng)搜索、手動(dòng)搜索、全頻段搜索h) 系統(tǒng)設(shè)置各種系統(tǒng)設(shè)置的菜單i) 瀏覽器包括茁壯瀏覽器和影立馳瀏覽器兩種j) 股票可集成四川長(zhǎng)虹股票分析系統(tǒng)、海特榮德股票分析系統(tǒng)k) NVOD 集成恩訊等NVOD系統(tǒng)，也可自主開發(fā)l) 節(jié)目播放m) 資源文件一些字符串、圖片文件等資源數(shù)據(jù)3、 中間層模塊劃分a) 控件Control仿照Microsofe MFC開發(fā)的窗口系統(tǒng)，功能強(qiáng)大，使用方便。窗口的開發(fā)、管理等消息的傳遞流程，與VC開發(fā)windows應(yīng)用程序非常像。窗口系統(tǒng)使用C+語言進(jìn)行開發(fā)，和傳統(tǒng)的C語言相比，可以大幅簡(jiǎn)化開發(fā)流程，代碼可讀性強(qiáng)，開發(fā)快速，且便于維護(hù)。窗口系統(tǒng)提供了基本窗口、按鈕、ComboBox、列表框、進(jìn)度條、滾動(dòng)條、菜單、編輯框、靜態(tài)文本框、對(duì)話框等常用控件。b) 圖形Graphics提供屏幕繪圖函數(shù)、各種圖形格式的圖片的打開和繪圖（Jpeg、Gif、Bmp、I幀）、多種語言的字庫(中文、英文、俄文等)屏幕繪圖提供緩沖機(jī)制，以提高圖形顯示的效果繪圖可以使用硬件加速。c) 前面板Fontboard前面板按鍵和遙控器d) OSOS對(duì)操作系統(tǒng)提供的功能進(jìn)行封裝e) 存儲(chǔ)Store提供對(duì)Flash、EEPRom存儲(chǔ)器的管理。f) 解調(diào)Demodulateg) 解擾Descrambleh) 解復(fù)用Demux通道的創(chuàng)建、設(shè)置、接收數(shù)據(jù)等i) AVAV音視頻播放和控制j) SISI支持DVB標(biāo)準(zhǔn)中定義的全部表，支持自定義描述子的解析。針對(duì)EPG和NVOD應(yīng)用進(jìn)行的數(shù)據(jù)重組織。后臺(tái)數(shù)據(jù)接收，完善的接收控制，可以設(shè)置各種風(fēng)格的接收方式以適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)。對(duì)數(shù)據(jù)的解析和存儲(chǔ)的優(yōu)化，提高效率，減少存儲(chǔ)空間占用。支持GB2312、Unicode、UTF8字符解碼。k) 文件FileManager在Flash存儲(chǔ)器中創(chuàng)建文件系統(tǒng)，支持多個(gè)文件分區(qū)，支持可讀寫文件分區(qū)和只讀文件分區(qū)。l) BasicLib常用類庫，包括CTString、CTRect、CTList、CTPoint等。4、Driver Package硬件驅(qū)動(dòng)層（DRIVER驅(qū)動(dòng)層）：硬件驅(qū)動(dòng)層在操作系統(tǒng)和硬件抽象層的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件的驅(qū)動(dòng)。（該模塊部分由公司自主開發(fā)）5、NEC Drivera) OS操作系統(tǒng)：提供操作系統(tǒng)內(nèi)核。操作系統(tǒng)主要提供內(nèi)存管理、任務(wù)調(diào)度、時(shí)鐘管理、資源共享和互斥等功能。（該模塊部分由NEC公司提供） b) BIOS層：用于將引導(dǎo)操作系統(tǒng)，對(duì)操作系統(tǒng)提供板級(jí)支持。同時(shí)提供一些近設(shè)備的驅(qū)動(dòng)。（該模塊部分由NEC公司提供） c) API接口層：實(shí)現(xiàn)OS操作系統(tǒng)、BIOS層和DRIVER 驅(qū)動(dòng)層的接口連接。（該模塊部分由NEC公司提供）五、操作系統(tǒng)的選型機(jī)頂盒作為一個(gè)典型的嵌入式系統(tǒng)，對(duì)其操作系統(tǒng)有更高的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性要求，一般選用實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)，這里我們選用PD61116操作系統(tǒng)：一個(gè)可移植、可固化、占先式的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。在實(shí)踐中已證明該操作系統(tǒng)在穩(wěn)定性和可用性上是完全適合在本方案中是選用的。NEC PD61116芯片內(nèi)核精簡(jiǎn)，效率高，對(duì)存儲(chǔ)器和內(nèi)存的需求低，對(duì)于降低系統(tǒng)成