畢業(yè)論文 智能數(shù)機(jī)頂盒的設(shè)計(jì)

1、 編號(hào) 畢畢業(yè)業(yè)論論文文 題 目智能數(shù)字機(jī)頂盒的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 系 部電子工程學(xué)院 專 業(yè)電子信息工程 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 顧問教師 二一年十月 摘 要 摘摘 要要 機(jī)頂盒是用來(lái)增強(qiáng)或擴(kuò)展電視機(jī)功能的一種信息設(shè)備，目前機(jī)頂盒的主要 功能就是，接收前端發(fā)送過來(lái)數(shù)字信號(hào)，并把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成為模擬電視機(jī)能 夠識(shí)別處理的模擬信號(hào)。本片論文主要介紹機(jī)頂盒的硬件和軟件兩大部分。以 db-558cp為例介紹了機(jī)頂盒的設(shè)計(jì)。 重點(diǎn)討論了高清數(shù)字電視機(jī)頂盒的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，同時(shí)也結(jié)合了基于 sti7109芯片硬件設(shè)計(jì)的一種解決方案。簡(jiǎn)單描述了數(shù)字機(jī)頂盒軟件系統(tǒng)的啟動(dòng) 過程。由于嵌入式linux的開源性和強(qiáng)大

2、的網(wǎng)絡(luò)功能。相信基于嵌入式linux的 高清數(shù)字機(jī)頂盒將成為高清數(shù)字機(jī)頂盒未來(lái)發(fā)展的一個(gè)主流方向。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：機(jī)頂盒 海信 db-558cp 高清機(jī)頂盒 abstract set-top boxes are used to enhance or extend the television information on the features of a device, the current set-top boxs main function is, received front end sends digital signals, and converted into analogue

3、 signals to digital identification of analog signal processing. this paper is to introduce twomost set-top box hardware and software. designing introduced the stbs in db-558cp them. focused hd digital tv stb software system design also combines the sti7109 based chip hardware design solutions. digit

4、al set-top box softwaresystem design also combines the sti7109 based chip hardware design solutions. digital set-top box software systems is a brief description of the boot process. because of the embedded linux open source, and powerful network functions. believe that based on embedded linux for hi

5、gh definition digital set-top box will become a mainstream direction of future development of high definition digital set-top box. keywords: set-top box hisense db-558cp hd stb 目 錄 ii 摘摘 要要.i abstract.ii 第一章第一章 緒論緒論.1 1.1 引言.1 1.2 主要功能.1 1.3 分類.1 第二章第二章 機(jī)頂盒的原理機(jī)頂盒的原理.3 2.1 機(jī)頂盒原理圖.3 2.2 硬件系統(tǒng).3 2.3 機(jī)頂盒

6、的軟件系統(tǒng).5 第三章第三章 機(jī)頂盒的設(shè)計(jì)（以海信機(jī)頂盒的設(shè)計(jì)（以海信 db-558cp 為例）為例）.7 3.1 概 述.7 3.2 整機(jī)原理介紹.8 3.3 調(diào)試工藝說明.13 3.4 主板調(diào)試.14 第四章第四章 嵌入式嵌入式 linux 下高清數(shù)字機(jī)頂盒軟件設(shè)計(jì)下高清數(shù)字機(jī)頂盒軟件設(shè)計(jì).18 4.1 概述.18 4.2 高清數(shù)字機(jī)頂盒硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).18 4.3 高清數(shù)字機(jī)頂盒軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).19 4.3.1 軟件系統(tǒng)層設(shè)計(jì).19 4.3.2 應(yīng)用軟件設(shè)計(jì).20 4.3.3 軟件的啟動(dòng)過程.20 第五章第五章 機(jī)頂盒的發(fā)展前景機(jī)頂盒的發(fā)展前景.22 第六章第六章 總結(jié)與展望總結(jié)與展望.24

7、 6.1 論文總結(jié).24 6.2 機(jī)頂盒在我國(guó)的發(fā)展.24 致致 謝謝.25 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).26 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 0 第一章第一章 緒論緒論 1.1 引言引言 機(jī)頂盒（英文名全稱是 set top box，簡(jiǎn)稱 stb）由于人們通常將它放在電 視機(jī)的上面，所以被稱為機(jī)頂盒或頂置盒。它是指用來(lái)增強(qiáng)或擴(kuò)展電視機(jī)功能 的一種信息設(shè)備，它可以將壓縮的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)成電視內(nèi)容，并在電視機(jī)上顯示 出來(lái)。信號(hào)可以來(lái)自有線電纜、衛(wèi)星天線、寬帶網(wǎng)絡(luò)以及地面廣播。機(jī)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(yè)、字幕等等。使用戶能在現(xiàn)有電視機(jī)上觀看數(shù) 字

8、電視節(jié)目，并可通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交互式數(shù)字化娛樂、教育和商業(yè)化活動(dòng)。機(jī)頂 盒的功能將會(huì)越來(lái)越豐富，在人們的日常生活中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。 1.2 主要功能主要功能 數(shù)字機(jī)頂盒的基本功能是接收數(shù)字電視廣播節(jié)目，同時(shí)具有所有廣播和交互式多媒體 應(yīng)用 功能，如： （1）電子節(jié)目指南（epg） 。給用戶提供一個(gè)容易使用、界面友好、可以快速訪問 想 看節(jié)目的一種方式，用戶可以通過該功能看到一個(gè)或多個(gè)頻道甚至所有頻道上近期將播放 的電視節(jié)目 （2）高速數(shù)據(jù)廣播。能給用戶提供股市行情、票務(wù)信息、電子報(bào)紙、熱門網(wǎng)站等 各 種消息 （3）軟件在線升級(jí)。軟件在線升級(jí)可看成是數(shù)據(jù)廣播的應(yīng)用之一。數(shù)據(jù)廣播服務(wù) 器 按 d

9、vb 數(shù)據(jù)廣播標(biāo)準(zhǔn)將升級(jí)軟件廣播下來(lái)，機(jī)頂盒能識(shí)別該軟件的版本號(hào)，在版本不同時(shí) 接收該軟件，并對(duì)保存在存儲(chǔ)器中的軟件進(jìn)行更新 （4）因特網(wǎng)接入和電子郵件。數(shù)字機(jī)頂盒 可通過內(nèi)置的電纜調(diào)制解調(diào)器方便地實(shí)現(xiàn) 因特網(wǎng)接入功能。用戶可以通過機(jī)頂盒內(nèi)置的瀏覽器上網(wǎng)，發(fā)送電子郵件。同時(shí)機(jī)頂盒也 可以提供各種接口與 pc 相連，用 pc 與因特網(wǎng)連接 （5） 有條件接收。有條件接收的核心是加擾和加密，數(shù)字機(jī)頂盒應(yīng)具有解擾和解密 功能。總之，到 目前為止，圍繞數(shù)字機(jī)頂盒的數(shù)字視頻、數(shù)字信息與交互式應(yīng)用三大核心 功能開發(fā)了多種增值業(yè)務(wù)。 1.3 分類分類 狹義上只包括數(shù)字設(shè)備的機(jī)頂盒，按標(biāo)準(zhǔn)分可分為數(shù)字衛(wèi)星機(jī)頂

10、盒（dvb- s）、歐標(biāo)數(shù)字地面機(jī)頂盒（dvb-t）、國(guó)標(biāo)數(shù)字地面機(jī)頂盒（dmb-th）、有線 電視數(shù)字機(jī)頂盒（dvb-c）。按功能可分為單向機(jī)頂盒、雙向機(jī)頂盒、iptv 機(jī)頂 盒。 選用的芯片不同，構(gòu)成的硬件平臺(tái)就不同，配備的其他設(shè)備和接口也不同， 這就組成了多種多樣的 stb。例如，在 stb 中加上調(diào)制解調(diào)器或網(wǎng)卡，就構(gòu)成了 一個(gè)具有雙向功能的機(jī)頂盒；加上硬盤就構(gòu)成了個(gè)人視頻錄制器 (pvr：personal video recorder)，當(dāng)然這些都需要軟件的配合。在同一個(gè)硬 件平臺(tái)上通過駐留不同的軟件也可以構(gòu)成不同應(yīng)用的機(jī)頂盒，而多樣化的 stb 滿足了不同層次的需求。 第一章 緒論

11、 1 第二章第二章 機(jī)頂盒的設(shè)計(jì)機(jī)頂盒的原理機(jī)頂盒的設(shè)計(jì)機(jī)頂盒的原理 2.1 機(jī)頂盒原理圖機(jī)頂盒原理圖 圖 2.1 機(jī)頂盒原理圖 2.2 硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng) 機(jī)頂盒硬件就是一個(gè)稍微復(fù)雜的單片機(jī)硬件，一般由主芯片(cpu)、內(nèi)存、 調(diào)諧解調(diào)器、回傳通道、ca（conditional access）接口、外部存儲(chǔ)控制器 (sdram,flash)，視音頻輸出，供電電源等幾大部分構(gòu)成。 調(diào)諧解調(diào)器 高 頻 頭 qam 解調(diào) 器 ts 流 解復(fù)用 器 mpeg- 2 解碼器 pal/n tsc 編碼 器 視頻 輸 出 音 頻 輸 出 cpu 主處理器 智能卡rs232 ic eprom 條件接受智 能卡

12、接口 rs232 接 口 flash dram 或 sdram 前面板控 制 sdram 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 調(diào)諧解調(diào)器部分的作用是將傳輸過來(lái)的調(diào)制數(shù)字信號(hào)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(jī)頂盒，例如用于 qpsk 解調(diào)的衛(wèi)星機(jī)頂 盒（dvb-s），用于 qam 解調(diào)的有線數(shù)字機(jī)頂盒（dvb-c）以及用于 ofdm 解調(diào)的 地面?zhèn)鬏敂?shù)字機(jī)頂盒（dvb-t）。目前市場(chǎng)上比較流行的調(diào)諧解調(diào)器的生產(chǎn)廠商 有 thomson、sharp 等，國(guó)內(nèi)雖然也有一些廠商生產(chǎn)調(diào)諧解調(diào)器，但市場(chǎng)份額很 小。 主芯片 隨著芯片技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的廠家將機(jī)頂盒的功能更多地集成在一個(gè) 主芯片里，例

13、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。 在主芯片中，首先根據(jù)傳輸流所傳遞的標(biāo)志信息對(duì)接收到的傳輸流進(jìn)行解 復(fù)用，然后根據(jù) ca 智能卡所傳遞的解擾信息對(duì)節(jié)目流進(jìn)行解擾，解擾后的 ts 流送到視音頻解碼器中分別對(duì)其進(jìn)行解碼，還原成 av 信號(hào)進(jìn)行輸出，同時(shí)，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(jī)頂盒處理器分別輸出。 另外，由于在主芯片中集成了 cpu 和圖形管理器，使機(jī)頂盒可以完成更多 的功能，它

14、可以運(yùn)行各種軟件完成諸多任務(wù)，例如股票接收、網(wǎng)頁(yè)瀏覽等，也 可以通過圖形管理器實(shí)現(xiàn) 2d 甚至 3d 的圖形處理，為用戶提供更美觀的界面， 實(shí)現(xiàn)交互式游戲等各種高畫質(zhì)應(yīng)用。 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(chǎng)上流行、最基本的機(jī)頂盒 中 cpu 的主頻也超過了 50 mips。cpu 速度同運(yùn)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(gè) stb 中運(yùn)行一個(gè) html 瀏覽器，100 mips 可能就是對(duì) c

15、pu 的 最低要求，當(dāng)然這還需要內(nèi)存的配合。 內(nèi)存 在某些方面，機(jī)頂盒同 pc 機(jī)有很多相似之處，甚至可以說是一臺(tái)簡(jiǎn)化了的 pc 機(jī)，兩者最相似之處就是內(nèi)存。對(duì)機(jī)頂盒而言，內(nèi)存主要分為 flash 內(nèi)存和 sdram 內(nèi)存。flash 用來(lái)存貯機(jī)頂盒的系統(tǒng)軟件、驅(qū)動(dòng)軟件、應(yīng)用程序以及一些 用戶信息，在系統(tǒng)斷電時(shí)內(nèi)容還可保留，同時(shí) flash 可以通過在線的方式對(duì)其 上所載的軟件進(jìn)行更新，達(dá)到機(jī)頂盒軟件升級(jí)的目的。sdram 主要是用來(lái)存儲(chǔ)應(yīng) 用數(shù)據(jù)。機(jī)頂盒的許多功能都需要內(nèi)存來(lái)實(shí)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 sdr

16、am 的配置雖然可以為將來(lái)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 第一章 緒論 3 定軟件能否運(yùn)行的因素，它需要配合 cpu 來(lái)工作，不切合實(shí)際的高配置只會(huì)造 成資源浪費(fèi)，而無(wú)助于 stb 性能的提高。 外部存儲(chǔ)設(shè)備 外部存儲(chǔ)設(shè)備一般指外掛式硬盤，大容量的硬盤可以用于存儲(chǔ)節(jié)目流以滿 足用戶的個(gè)性化需求。一個(gè) 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(dá)到一定程度時(shí)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。 智能卡接口 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(fèi)電視發(fā)展的今天，這是大多數(shù) stb 必不可少的部

17、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(lái)完成對(duì) ca 智能卡的讀 取。ci 是一個(gè)由 dvb 組織為機(jī)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(jī)頂盒可以批量生產(chǎn)，也為機(jī)頂盒帶來(lái)了變化， 有著廣泛的應(yīng)用前景。 回傳通信接口 隨著機(jī)頂盒應(yīng)用的擴(kuò)展，使用戶對(duì)機(jī)頂盒的需求已經(jīng)不單單停留在簡(jiǎn)單地 收看視音頻節(jié)目上了，交互式的需求使機(jī)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。 其他設(shè)備接口 新技術(shù)的發(fā)展使機(jī)頂盒的物理接口也不斷地增加，如 rs

18、232 接口、紅外遙 控器接口、無(wú)線鍵盤接口、wi-fi 接口等等，使 stb 可以同攝像機(jī)、dvd、pda 等眾多設(shè)備進(jìn)行連接。 2.3 機(jī)頂盒的軟件系統(tǒng)機(jī)頂盒的軟件系統(tǒng) 機(jī)頂盒作為一個(gè)客戶端系統(tǒng)，除了要具有良好的硬件平臺(tái)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)。機(jī)頂盒中的軟件可以分成三個(gè)主要的層： 用層、中間解釋層和驅(qū)動(dòng)層，每一層都包含了諸多的程序或接口等。 驅(qū)動(dòng)層 驅(qū)動(dòng)層包括機(jī)頂盒硬件的驅(qū)動(dòng)程序和 api 接口，它主要用于完成對(duì)硬件設(shè) 備的操作。 中間解釋層 中間解釋層將 stb 的應(yīng)用程序指令翻譯成 cpu 能識(shí)別的指令，從而通過驅(qū) 動(dòng)層去調(diào)動(dòng)硬件設(shè)備完成相應(yīng)的操作。該層包括嵌

19、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(jì)和應(yīng)用帶來(lái)極大好處， 但高昂的使用費(fèi)用，對(duì)硬件需求的增加以及技術(shù)上的不成熟使中間件在國(guó)內(nèi)鮮 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 4 有應(yīng)用。目前許多軟件設(shè)計(jì)者采用直接調(diào)用驅(qū)動(dòng)層的軟件來(lái)編寫應(yīng)用程序，這 雖然可以滿足一時(shí)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(gè)很好的解決方案。 應(yīng)用層 應(yīng)用層可以分成駐留應(yīng)用程序和可下載應(yīng)用程序兩部分，不同的 stb 軟件 設(shè)計(jì)理念使這兩個(gè)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(shí)間。目前國(guó)內(nèi)機(jī)頂盒中的應(yīng)用較少，主要 以 epg、數(shù)

20、據(jù)廣播、股票、簡(jiǎn)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(tái)的業(yè)務(wù)應(yīng)用，這些應(yīng)用將會(huì)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(lái)越多，這也會(huì)給運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)難以預(yù)料的增值收入。 有線電視 數(shù)字機(jī)頂盒的技術(shù)含量非常高，它集中反映了多媒體、計(jì)算機(jī)、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。 加解擾技術(shù) 加解擾技術(shù)用于對(duì)數(shù)字節(jié)目進(jìn)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?ic 卡解密。在 mpeg 傳輸流中，與控制字傳輸相 關(guān)的有兩個(gè)數(shù)據(jù)流：授權(quán)控制信息 （ecm

21、s）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 中傳送，其中還包括節(jié)目來(lái)源、時(shí)間、 內(nèi)容分類和節(jié)目?jī)r(jià)格等節(jié)目信息。對(duì)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(gè)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(shí)間段，用戶付的收視費(fèi) 等。用戶個(gè)人分配密鑰（pdk）存放在用戶的智能卡（smart card）中。 在用 戶端，機(jī)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 流中過濾出 ecms 和 emms，并通

22、過 smard card 接口送給 smart card。smart card 首先讀取用戶個(gè)人分 配密鑰（pdk），用 pdk 對(duì) emm 解密， 取出 sk，然后利用 sk 對(duì) ecm 進(jìn)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(jìn)行解擾。 加解擾技 術(shù)分為同密和多密技術(shù)。 同密技術(shù)是將兩家或兩家以上的條件接收（ca）系統(tǒng) 應(yīng)用于同一網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)之中，從有線電視臺(tái)角度是實(shí)現(xiàn)技術(shù)的選擇和競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境。 多密技術(shù)要求機(jī)頂盒采用 ci 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)同一機(jī)頂盒可接收不同 ca 系統(tǒng)加密節(jié) 目。從用戶角度 來(lái)講，不會(huì)因購(gòu)買是一家 c

23、a 的機(jī)頂盒而受到限制，用戶還有 選擇其 ca 服務(wù)的可能性。 第三章 機(jī)頂盒的設(shè)計(jì) 5 第三章第三章 機(jī)頂盒的設(shè)計(jì)（以海信機(jī)頂盒的設(shè)計(jì)（以海信 db-558cp 為例）為例） 3.1 概概 述述 db-558cp 有線數(shù)字電視接收機(jī)符合 dvb-c 標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字電視信號(hào)。它采用 友好的中文屏幕顯示(osd)菜單，加上實(shí)時(shí)幫助信息可使操作方便容易。它可以 根據(jù)需要增加、刪除和編輯頻道，并可對(duì)接收的節(jié)目按自己的喜好任意編排。 另外，本機(jī)具有斷電記憶功能，并提供用戶密碼功能，可確保接收機(jī)正常工作 時(shí)不被其他人改動(dòng)。智能卡條件接收可用于接收加密節(jié)目。 db-558cp 有線數(shù)字電視接收機(jī)以 ibm 公

24、司的單片方案 stb01001 為 mpeg2 解碼芯片，配合采用一體化 qam 解調(diào)高頻頭 dcf8710，最大限度的 提高了產(chǎn)品的模塊化、集成度以及可靠性，極大地提高了產(chǎn)品的性能。 db-558cp 采用一體化電路化設(shè)計(jì)方法，硬件部分分為：電源模塊、前面 板模塊和 qam 解調(diào)及 mpeg-2 解碼一體化主板；軟件部分分為：遙控、音視 頻控制、前端控制、節(jié)目管理、ca、epg、數(shù)據(jù)接收和游戲模塊等。 db-558cp 的功能框圖如圖： 圖 3.1.1 db-558cp 功能框圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 6 3.2 整機(jī)原理介紹整機(jī)原理介紹 整機(jī)根據(jù)不同的功能分為主板、電源板、smartcard 板和

25、前面板幾個(gè)部 分介紹。 主板電路 主板采用 qam 解調(diào)和 mpeg2 解碼在一體的設(shè)計(jì)方式。從功能上分，整 個(gè)主板電路由 以下幾個(gè)部分組成： 1）ibm 解碼芯片電路 2）程序存儲(chǔ) flash 電路和程序調(diào)用 dram 電路 3）mpeg2 解碼 sdram 電路 4）ethernet 電路 5）av 輸出電路 6）qam 解調(diào)前端電路 7）rs232 和 smartcard 接口電路 8）系統(tǒng)時(shí)鐘電路 整個(gè)電路的工作過程如下： 存儲(chǔ)在 flash 中的程序首先被調(diào)入 dram 中，psos 操作系統(tǒng)開始工作， 進(jìn)行各種系統(tǒng)初始化。接著，根據(jù)原來(lái)的 eeprom 的節(jié)目對(duì)前端的 stv029

26、7 進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，同時(shí)，主芯片中的 powerpc cpu 對(duì) channel 數(shù)據(jù)通道進(jìn)行 檢測(cè)，若有 ts，則進(jìn)行解復(fù)用、mpeg2 解碼等功能，如有加密節(jié)目則首先從 smartcard 讀出個(gè)人分配密碼（pdk） ，利用 pdk 從 emm 和 ecm 得到 cw，并通過 smartcard 接口送入解擾引擎，利用此引擎把加密節(jié)目正確的 解出來(lái)。此外還有 ethernet 電路用于程序的調(diào)試，以及遙控或鍵盤信號(hào)的處 理和菜單的顯示等 下面對(duì)各電路做技術(shù)說明： a)、ibm 39 stb01001 此芯片為帶 32 位 cpu、解復(fù)用模塊、mpeg2 解碼 模塊、pal/ntsc 編碼以及

27、 smartcard、紅外遙控和 1284 并行接口等多種 功能的系統(tǒng)芯片，加上外部的存儲(chǔ)模塊就可以實(shí)現(xiàn) mp/ml 的 mpeg2 解碼功 能整個(gè)芯片由四個(gè)子系統(tǒng)組成：外圍控制子系統(tǒng)、cpu 部分、存儲(chǔ)器管理子系 統(tǒng)和數(shù)字音視頻子系統(tǒng)。各個(gè)管腳均是 3.3/5v 的信號(hào)。該芯片為 bga 封裝， 因此，對(duì)電路板的要求較高，同時(shí)對(duì)焊膏也要求細(xì)膩，這樣才能保證回流焊的 質(zhì)量。為了保證信號(hào)的可靠傳輸， 在芯片的數(shù)據(jù)線和地址線與外部芯片之間接有匹配 47 歐的電阻排。地址和 數(shù)據(jù)在邏輯上均采用 32 位總線架構(gòu)，在物理上則不同的數(shù)據(jù)采用不同的字長(zhǎng)和 地址。此外，高 6 位也用于前面板遙控器譯碼數(shù)據(jù)。

28、具體的地址分配可參見 datasheet b)、程序存儲(chǔ) flash 電路和程序調(diào)用 dram 電路 中 dram 提供軟件的運(yùn)行空間和 stb01001 解復(fù)用所需的空間，而 flash rom 則 是軟件的存儲(chǔ)空間。flash rom 的數(shù)據(jù)寬度為 32 位，dram 的數(shù)據(jù)寬 度可以是 16 位或 者 32 位。flash 的容量是 2 片 16*1m，dram 為 2 片 16*1m。 c） 、mpeg2 解碼 sdram 電路 主要用于 mpeg2 解碼和 osd 顯示，數(shù)據(jù)寬度為 16 位，容量為 2 片 第三章 機(jī)頂盒的設(shè)計(jì) 7 16*1m。 d） 、ethernet 電路 主要

29、是用于程序調(diào)試，主要是為保證時(shí)鐘的波形，在時(shí)鐘輸入端前增加了 74f125 進(jìn)行波形整形。 e） 、av 輸出電路 視頻部分采用一級(jí) pnp 放大電路，對(duì) stb01001 輸出的視頻信號(hào)進(jìn)行電流 放大、阻抗變換和提升頻率以保證視頻指標(biāo)能滿足標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)指標(biāo)的要求。而音 頻電路則利用雙運(yùn)放 lm358 進(jìn)行信號(hào)放大處理，使輸出的音頻電平在 0dm。 為保證音視頻的性能指標(biāo)，主板設(shè)計(jì)中采用數(shù)字和模擬電路部分相互分離的方 式，以提高音視頻的信噪比。 f） 、qam 解調(diào)前端電路 采用一體化高頻頭，為防止信號(hào)反射，在數(shù)據(jù)輸出端增加了 22 歐匹配電阻， 另外，為提高靈敏度，對(duì)高頻頭電壓采用了穩(wěn)壓輸出的方

30、式。前端解調(diào)電路是 將符合 dvb-c 標(biāo)準(zhǔn)（以 qam 調(diào)制）有線數(shù)字電視信號(hào)的解調(diào)制，并將其轉(zhuǎn) 換成符合 mpeg-ii 標(biāo)準(zhǔn)的 ts 流，以 8 位并行口將碼流數(shù)據(jù)輸出到信源部分。 該信道部分采用 thomson 公司的一體化高頻頭 dcf8710，其 qam 解 調(diào)芯片以 st 公司的信道解碼芯片 stv0297（包括內(nèi)部 adc、同步器、均衡器 及頻道解碼）為核心，外配高頻放大、濾波器、下變換器、外圍電路等組成。 圖 3.2.1 信道部分結(jié)構(gòu)圖 高頻調(diào)諧器接收到 dvb-c 制式（qam 調(diào)制）有線數(shù)字電視信號(hào)，內(nèi)部經(jīng) 高頻放大和變頻產(chǎn)生并輸出中心頻率為 36.15mhz，頻帶寬度為

31、 8mhz 的中頻信 號(hào)，該中頻信號(hào)經(jīng)適當(dāng)?shù)姆糯笾蓄l聲表面波濾波器（saw） ，濾除 8mhz 之外的 臨頻干擾信號(hào)后，輸入到增益可控放大器。增益可控放大器的主要功能是根據(jù) stv0297 的 agc 控制信號(hào)，進(jìn)行中頻增益控制，以滿足解調(diào)制芯片 stv0297 所需的輸入信號(hào)要求。stv0297 是一片可實(shí)現(xiàn)信道解調(diào)和信道解碼功能的高集 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 成度芯片。帶有串行 iic 總線接口，以從主機(jī)導(dǎo)入寄存器值，進(jìn)行狀態(tài)初始化和 進(jìn)行的芯片寄存器的讀寫操作。經(jīng)過 stv0297 處理后，將 8bit 并行流和相 關(guān)的解碼狀態(tài)信息輸出給信源解碼模塊。 其信號(hào)工作流程原理如下： 在信道部分所使

32、用的主芯片是 st 公司的數(shù)字電視解調(diào)制單片 stv0297。 該芯片可以實(shí)現(xiàn) qam 解調(diào)。來(lái)自調(diào)諧器的中頻信號(hào)經(jīng)過濾波和信號(hào)放大之后， 形成帶寬為 8mhz，輸入電壓受到 agc 電路所控制的信號(hào)，幅度大約為 1vpp。該信號(hào)進(jìn)入 stv0297 之后，首先由內(nèi)部 adc 進(jìn)行量化。 量化后，信號(hào)經(jīng)由可編程解調(diào)器，進(jìn)行二次變頻，成為基帶信號(hào) 7.2mhz。 該可編程解調(diào)器同時(shí)還進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)裙δ?。隨后，通過 nyquist 濾波器 ， 其滾降系數(shù)可編程調(diào)整為 0.13/0.15。然后，經(jīng)數(shù)字 agc 以補(bǔ)償濾波所造成的能 量損耗，接著送入載波恢復(fù)和自適配濾波器，以去除殘留的載波分量、線性變

33、 形等，并進(jìn)行相位補(bǔ)償。解調(diào)信號(hào)隨即進(jìn)入到下一步關(guān)鍵的 fec 處理部分，該 部分主要模塊是去交織、rs 校正器和解擾器。去交織電路實(shí)現(xiàn)交織數(shù)據(jù)的翻轉(zhuǎn) 和恢復(fù)并由 rs 解碼電路實(shí)施糾錯(cuò)，對(duì)附加 16byte 奇偶校驗(yàn)位的 187byte 數(shù)據(jù) 長(zhǎng)度的傳輸流進(jìn)行 8byte 的誤碼校正。最后數(shù)據(jù)進(jìn)入解擾器，該電路產(chǎn)生一個(gè) 偽隨機(jī)序列，去除擾碼，恢復(fù)原始 ts 流。 電源電路 電源部分采用最新的開關(guān)電源芯片，該開關(guān)電源具有效率高、穩(wěn)壓范圍寬、 體積小等特點(diǎn)。首先，市電 90-270v 進(jìn)來(lái)后首先經(jīng)過一保險(xiǎn)絲 f900，對(duì)整個(gè)電 源電路起保護(hù)作用。r900 是壓敏電阻，在打雷等引起尖峰電壓時(shí)，阻值

34、迅速下 降，相當(dāng)于短路，f900 燒斷而保護(hù)了后面電路。c900、c901 與是跨接電容(安 全標(biāo)準(zhǔn)件 x1 類電容)，c902 與 c903 是旁路電容(安全標(biāo)準(zhǔn)件 y1 類電容)， l900 是共模扼流圈(線路濾波器)，它們共同組成輸入濾波電路。c900、c901 與 l900 構(gòu)成差模低通濾波器，濾除開關(guān)電源的常態(tài)噪聲；c902、c903 分別與 l900 構(gòu)成共模低通濾波器，濾除開關(guān)電源的共態(tài)噪聲。由于 c900 的值大于安 全標(biāo)準(zhǔn)所允許的范圍，所以并接電阻 r901 對(duì) c900 放電，放電常數(shù)控制在 1 秒以下。在電源地與次級(jí)地有隔離電容 c909 和隔離電阻 r906，次級(jí)積累的

35、靜 電通過 r906 瀉放，由漏電流不大于 0.7ma 的安全要求決定了 c909 的值。 r902 是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(ntc 電阻)，因在開機(jī)瞬間充電 c905 會(huì)產(chǎn)生較高 的浪涌電流，r902 的串入可抑制浪涌電流，起保護(hù)作用；進(jìn)入工作狀態(tài)后，由 于工作溫度的上升，阻值急劇降低，功耗可忽略不計(jì)。 vd910、vd911、vd912、 vd913 進(jìn)行全波整流，在濾波電容 c905 上形成 310v 左右（交流 220v 輸入）的直流電壓。n900 是集成開關(guān)芯片，輸出級(jí)的電流反饋通過光耦 n901 在 c907 上積累形成反饋電壓來(lái)控制開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，使輸出級(jí)穩(wěn)定。當(dāng)開關(guān) 管關(guān)斷時(shí)，

36、初級(jí)線圈漏電感中存儲(chǔ)的能量產(chǎn)生振蕩電壓和浪涌電壓，并且次級(jí) 電壓將按初次級(jí)線圈的匝數(shù)比反射到初級(jí)線圈上，產(chǎn)生反射電壓，這些電壓都 會(huì)疊加到開關(guān)管的漏級(jí)，使開關(guān)管漏級(jí)所承受的電壓大大上升。為把這些電壓 抑制在一定的范圍內(nèi)，加入了復(fù)位電路，由吸收網(wǎng)絡(luò) r903、c905、vd901 組 成。vd902、c908、 c907、r905 為開關(guān)管提供工作電壓，此級(jí)輸出電壓為 15v，在開關(guān)芯片的正常工作范圍之內(nèi)。r904 一路提供啟動(dòng)電壓，并提供過壓 與欠壓保護(hù)。變壓器輸出級(jí)分三路輸出：30v、 5v、12v，各自通過整流濾波 網(wǎng)絡(luò)輸出，主控 5v 一路通過一只可控穩(wěn)壓管穩(wěn)定輸出 3.3v，12v 一

37、路也是通 第三章 機(jī)頂盒的設(shè)計(jì) 9 過一只可控穩(wěn)壓管穩(wěn)定輸出，這兩路在待機(jī)時(shí)關(guān)斷。c914、r907 用于吸收 vd905 所產(chǎn)生的尖峰脈沖，c915、r908 用于吸收 vd906 所產(chǎn)生的尖峰脈沖 電源板輸出連接為一只 8 腳插座，各腳排列從上到下為： 30v、gnd、5va、+5vd、gnd、3.3v、gnd、12v。測(cè)量各腳輸出電壓允許誤 差均為 5%。有兩只 3 腳插座分別連接主板和前面板通過遙控待機(jī)信號(hào)。 圖 3.2.2： 電源示意圖 smartcard 電路 smart 卡的工作原理： 微控制器模塊 ibm stb01001 通過 sc-io 口與 ic 卡接口芯片 tda800

38、4 的 i/ouc 口交換數(shù)據(jù)，并向 ic 卡接口芯片 tda8004 提供外部時(shí)鐘和 ic 卡復(fù) 位信號(hào)，而 ic 卡接口芯片 tda8004 則向微控制器模塊 ibm stb01001 提供中 斷信號(hào)，ic 卡接口芯片 tda8004 則通過其 i/o,aux1,aux2 口與讀卡器完成 數(shù)據(jù)交換. 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 圖 3.2.3、智能卡示意圖 smart 卡的核心器件是 ic 卡接口芯片 tda8004，下面對(duì)其做一簡(jiǎn)單介 紹：tda8004 是一種低成本的異步智能卡的模擬接口。在智能卡與微控制器之 間只需要很少的外部元件來(lái)連接，但卻可以提供所有的保護(hù)和控制功能。 它具有以下特征：

39、1 可選擇 3v 或 5v 供電。 2 所有的觸點(diǎn)均有過熱和短路保護(hù)。 3 自動(dòng)激活和自動(dòng)休眠（短路，取出卡，過熱或掉電則通過軟件或硬件 初始化） 。 4 增強(qiáng)的靜電保護(hù)功能。 5 與 iso 7816，gsm11.11 和 emv (支付系統(tǒng))兼容。 6 工作環(huán)境溫度 -25c - +85c 它有以下應(yīng)用： 1 銀行業(yè)的 ic 卡讀卡器。 2 電子付費(fèi)。 3 身份識(shí)別。 4 付費(fèi)電視。 它的工作過程如下： 當(dāng)上電時(shí)，首先復(fù)位，電路進(jìn)入休眠狀態(tài)，只有晶振和電壓監(jiān)測(cè)工作，等 待微控制器的開始信號(hào)。經(jīng)過內(nèi)部脈沖寬度延遲后，系統(tǒng)開始檢測(cè)是否有智能 卡的存在(當(dāng) off = high 和 cmdvcc

40、 =high時(shí)，意味著智能卡存在；當(dāng) off = low 和 cmdvcc = high 意味著智能卡不存在)，如果智能卡不存在， 則進(jìn)入休眠狀態(tài)；如果智能卡在讀卡器中，將產(chǎn)生一系列操作，如 cmdvcc 信號(hào)將變?yōu)榈碗娖?，vcc 將從 0v 變?yōu)?5v，i/o,aux1,aux2 和 rst 等將被激活。邏輯電路被激活以后，tda8004 將進(jìn)入工作狀態(tài)。 數(shù)據(jù)將通過 i/o 口在讀卡器與微控制器進(jìn)行交換，并完成相應(yīng)的操作。當(dāng)一次操 作完成后，邏輯電路又將進(jìn)入休眠狀態(tài)，開始下一個(gè)循環(huán)周期。 此外 tda8004 具有故障檢測(cè)功能，它能對(duì)以下故障能被電路監(jiān)測(cè)到，并將 第三章 機(jī)頂盒的設(shè)計(jì) 11

41、 中斷信號(hào)傳送到微控制器，做出相應(yīng)的處理： 1 短路或電流過大 2 在數(shù)據(jù)傳輸過程中取走卡 3 vdd 掉電 4 過熱 4、 前面板電路 前面板電路的主要功能是利用單片機(jī) 89c2051 作為按鍵編碼器和紅外譯碼 器。單片機(jī)以 p3.4、p3.5、p3.6 口作為按鍵的輸入線，根據(jù)不同的鍵值輸出 6 位數(shù)據(jù)，以中斷 1 為按鍵響應(yīng)。紅外遙控碼則以中斷 0（p3.3）為遙控響應(yīng)。這 樣可以減輕主芯片的 cpu 開銷，同時(shí)也可以提高按鍵和紅外遙控的響應(yīng)速度。 單片機(jī)主頻采用 12mhz，遙控系統(tǒng)碼為 0x04，其它編碼可以根據(jù)要求調(diào)試 3.3 調(diào)試工藝說明調(diào)試工藝說明 安全說明 1 更換、焊接任何

42、元器件時(shí)，必須將電源切斷。 2 防靜電措施： a）不得隨便用手觸摸 ic。 b）使用防靜電電烙鐵。 c）焊接工須戴防靜電手套。 3 更換具有特殊安全要求的元器件時(shí)，應(yīng)參照明細(xì)表，不得隨意更換規(guī)格 和型號(hào)。 4 在調(diào)試之前，調(diào)試對(duì)象須首先通過 qc 檢驗(yàn)。 前面板調(diào)試 1 工裝及設(shè)備 a） 前面板調(diào)試工裝一臺(tái)（我方自制提供） b） 電視機(jī)（或監(jiān)視器）一臺(tái) c） 音、視頻線一條 d） 遙控器一只 2 調(diào)試準(zhǔn)備 用音、視頻線將前面板調(diào)試工裝的音、視頻輸出與電視機(jī)的音、視頻輸入 相連，開啟電視機(jī)電源，關(guān)閉調(diào)試工裝電源。 3 調(diào)試步驟 a）遙控接收功能調(diào)試 將前面板與調(diào)試工裝相連，開啟調(diào)試工裝電源，電視

43、機(jī)屏幕上應(yīng)顯示開機(jī) 圖，待開機(jī)圖過后，按動(dòng)遙控器的 menu 鍵，電視機(jī)屏幕上應(yīng)有 osd 界面彈 出。表明前面板遙控接收功能正常。 b）前面板按鍵功能調(diào)試 按以上方法對(duì)前面板的各個(gè)按鍵功能逐一檢查。 注：以上 a） 、b）兩項(xiàng)有一項(xiàng)不合格者則視為故障板。 ic 卡接口板調(diào)試 1 工裝及設(shè)備 a） ic 卡接口板調(diào)試工裝一臺(tái)（我方自制提供） b） 電視機(jī)（或監(jiān)視器）一臺(tái) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 12 c） 音、視頻線一條 d） 遙控器一只 e） ic 卡一張 圖 3.3.1 主板編程連線圖 2 調(diào)試準(zhǔn)備 用音、視頻線將 ic 卡接口板調(diào)試工裝的音、視頻輸出與電視機(jī)的音、視頻 輸入相連，開啟電視機(jī)電源，關(guān)

44、閉調(diào)試工裝電源。 3 調(diào)試步驟 a）將 ic 卡接口板與調(diào)試工裝相連接，開啟調(diào)試工裝電源，電視機(jī)屏幕上 應(yīng)顯示開機(jī)圖，待開機(jī)圖過后，電視機(jī)屏幕下方狀態(tài)攔應(yīng)顯示“請(qǐng)插入 ic 卡” 字樣。 b）將 ic 卡插入 ic 卡接口板卡座，稍等片刻，若讀寫卡正常，狀態(tài)攔應(yīng) 顯示“讀寫 ic 卡正常”字樣，否則顯示“讀寫 ic 卡失敗” 。 c）將 ic 卡從 ic 卡接口板卡座中拔出，電視機(jī)屏幕下方狀態(tài)攔應(yīng)顯示 “請(qǐng)插入 ic 卡”字樣。 注：以上 a） 、b） 、c）三項(xiàng)有一項(xiàng)不合格者則視為故障板。 3.4 主板調(diào)試主板調(diào)試 在線編程 flash 板燒錄方式 用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量機(jī)頂盒電源插座八芯連接器(

45、座) tjc14-8a（j11）的各電 源腳是否有對(duì)地短路。 第三章 機(jī)頂盒的設(shè)計(jì) 13 將機(jī)頂盒主板固定好，連接好電源線， 將機(jī)頂盒程序燒寫板插入機(jī)頂盒主 板的插座 j10 及 j10a，注意不要將插針插錯(cuò)位。將跳線 j6 的跳線塊接至 2-3 位置（非 normal 位置） 。 開啟機(jī)頂盒電源，這時(shí)機(jī)頂盒燒寫板的紅色發(fā)光管點(diǎn)亮，綠色發(fā)光管熄滅， 表示正在燒寫程序。等待大約 50 秒鐘左右。紅色發(fā)光管熄滅，綠色發(fā)光管點(diǎn)亮， 表示程序燒寫完成。關(guān)掉機(jī)頂盒電源，拔下機(jī)頂盒程序燒寫板。將跳線 j6 的跳 線塊接至 1-2 位置（normal 位置） 。 在程序燒寫過程中，未按 4123 所示順序點(diǎn)

46、亮紅綠發(fā)光管的（兩燈全 亮或全滅）為故障板。 riscwatch 方式 工裝及設(shè)備 a） riscwatch 一臺(tái)（我方提供） b) pentium 計(jì)算機(jī)一臺(tái)（帶網(wǎng)卡） c） rs232 串口線一條 d） 機(jī)頂盒電源一個(gè) 調(diào)試準(zhǔn)備 a 用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量機(jī)頂盒電源插座八芯連接器(座) tjc14-8a（j11）的各 電源腳是否有對(duì)地短路。 b 將機(jī)頂盒主板固定好，連接好電源線， 用 rs232 串口線將機(jī)頂盒串口 和計(jì)算機(jī)串口相連. 調(diào)試步驟 a）將機(jī)頂盒主板按圖一連接好。 b）開啟機(jī)頂盒和 riscwatch 電源，riscwatch 開始啟動(dòng)， riscwatch 啟動(dòng)完成其前面板上的“d

47、bg”和“pwr”兩燈亮，其他兩燈滅） 。若 riscwatch 不能正常啟動(dòng)，可關(guān)閉機(jī)頂盒和 riscwatch 電源，按照 413 的 b）步驟重試兩次。若都不成功，則說明主板 存在故障待檢查。 c）待 riscwatch 成功啟動(dòng)后，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)上的 riscwatch 程序和超級(jí)終 端程序。riscwatch 程序啟動(dòng)成功后，其窗口下方狀態(tài)條上顯示“welcome to riscwatch v4.4.1” 。 d） 在 file 菜單中選擇 command file，打開 program.cmd 命令文件對(duì)機(jī)頂 盒的 flash 進(jìn)行在線編程。編程成功后 riscwatch 的 outp

48、ut 窗口中顯示 “done: flash rom0_1program passed”和“done: flash rom0_2 program passed”字樣。在編程過程中超級(jí) 終端上應(yīng)該顯示“abcdefg” ，表明機(jī)頂盒串口工作正常。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 14 主板調(diào)試 注：本工序的調(diào)試主板是指編程完畢的主板。前面板和 ic 卡接口板是指經(jīng) 過單板調(diào)試正常的前面板和 ic 卡接口板。 工裝及設(shè)備 a） 遙控器 一只 b) 電視機(jī)（或監(jiān)視器）一臺(tái) c） 前面板和 ic 卡接口板各一塊 d） 音、視頻線一條 e） 機(jī)頂盒電源一個(gè) f） ic 卡一張 g） 射頻信號(hào)源 調(diào)試準(zhǔn)備 將前面板的帶(3

49、芯)罩導(dǎo)線（655-31201-84）和帶(12 芯)罩導(dǎo)線（655- 31201-09）分別與主板的三芯連接器(座) tjc3-3a 和十二芯連接器(座) tjc3- 12a 相連；將 ic 卡接口板的帶(10 芯)罩導(dǎo)線（655-t1201-06）與主板的十芯連 接器(座) tjc3-10a 相連；將機(jī)頂盒電源與主板的電源插座八芯連接器(座) tjc14-8a（j11）相連；用音、視頻線將主板的音、視頻輸出與電視機(jī)的音、視 頻輸入相連；將射頻信號(hào)源接入主板高頻頭的射頻輸入端。開啟電視機(jī)電源。 調(diào)試步驟 a） 開啟機(jī)頂盒電源，電視機(jī)屏幕上應(yīng)出現(xiàn)“首次使用本機(jī)器，正在進(jìn)行 系統(tǒng)初始化.”字樣，

50、大約 1 分鐘過后，出現(xiàn)開機(jī)圖。 b） 開機(jī)圖過后，按動(dòng)遙控器的 menu 鍵，屏幕上出現(xiàn) osd 界面，按照 使用說明書所示方法，搜索一個(gè)頻點(diǎn)的節(jié)目。應(yīng)該可以搜索到節(jié)目，主板上的 鎖定指示燈 d9 應(yīng)點(diǎn)亮。 c） 搜索到節(jié)目后，屏幕上應(yīng)能正常播放節(jié)目，并注意節(jié)目伴音是否正常。 d） 將 ic 卡插入 ic 卡接口板的 ic 卡插座，按動(dòng)遙控器的 menu 鍵， 屏幕上出現(xiàn) osd 界面，選擇“收視記錄”菜單，按動(dòng)遙控器的 enter 鍵，應(yīng) 該能夠從 ic 卡讀出收視記錄。 注：以上 a） 、b） 、c） 、d）四項(xiàng)有一項(xiàng)不合格者則視為故障板。 整機(jī)測(cè)試 1 工裝及設(shè)備 a） 遙控器 一只

51、b) 電視機(jī)（或監(jiān)視器）一臺(tái) c) ic 卡一張 h） 射頻信號(hào)源 第三章 機(jī)頂盒的設(shè)計(jì) 15 d) 音、視頻線一條 2 測(cè)試準(zhǔn)備 將組裝好的整機(jī)按整機(jī)接線圖連接好。 3 測(cè)試步驟 a）開啟電視機(jī)及機(jī)頂盒電源，電視機(jī)屏幕應(yīng)出現(xiàn)開機(jī)圖，按使用說明書搜 索所有 頻點(diǎn)的節(jié)目，機(jī)頂盒應(yīng)均能搜索成功并正常播放。伴音應(yīng)正常。 b）插入 ic 卡，應(yīng)能從卡中讀出收視記錄。 c）按動(dòng)遙控器的電源按鍵，應(yīng)能正常開關(guān)機(jī)，前面板各按鍵應(yīng)操作靈活。 d）ic 卡插拔應(yīng)靈活順暢。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 16 第四章第四章 嵌入式嵌入式 linux 下高清數(shù)字機(jī)頂盒軟件設(shè)計(jì)下高清數(shù)字機(jī)頂盒軟件設(shè)計(jì) 信源編碼首先將輸出的圖像和伴音

52、信號(hào)經(jīng) a/d 變換后變成適合數(shù)字系統(tǒng)處 理和傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)，接著將數(shù)字信號(hào)按信息的統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行變換，以減少信 號(hào)的冗余度，提高信號(hào)傳輸?shù)男?，即在保證傳輸質(zhì)量的前提下，用盡可能少 的數(shù)字信號(hào)來(lái)表示信息。信源編碼是壓縮信號(hào)帶寬的編碼，壓縮后的單位時(shí)間、 單位頻帶內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘繉⒃龃蟆?4.1 概述概述 近年來(lái)數(shù)字機(jī)頂盒在國(guó)家大力推行下有了很大發(fā)展。預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)數(shù)字機(jī)頂 盒市場(chǎng)將在 2010 年達(dá)到全球第一， 占全球數(shù)字機(jī)頂盒總消費(fèi)量的 80lll。因 此，數(shù)字機(jī)頂盒發(fā)展具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值而高清數(shù)字機(jī)頂盒是數(shù)字機(jī)頂盒中 一種值得關(guān)注的發(fā)展趨勢(shì)。數(shù)字機(jī)頂盒的主要功能邏輯關(guān)系如圖所示 圖 4.1 高清數(shù)

53、字機(jī)頂盒的主要功能邏輯關(guān)系 當(dāng)數(shù)字機(jī)頂盒接收高頻信號(hào)后，通過高頻頭對(duì)信號(hào)進(jìn)行下變頻，再通過 ad 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換后，用 qamqpsk 解調(diào)得到 mpeg 的傳輸流解復(fù)用 和分析 pes 流后就分別得到了視頻、音頻流，再通過解碼、編碼后變成模擬信 號(hào)，通過輸出 ei 輸出。 4.2 高清數(shù)字機(jī)頂盒硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高清數(shù)字機(jī)頂盒硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一個(gè)低成本的高清數(shù)字機(jī)頂盒設(shè)計(jì)主要包括數(shù)字廣播電視接收前端、mpeg 解碼、音視頻及圖形處理、cpu、調(diào)制解調(diào)器和其他外圍接口等。筆者用到的 sti710 芯片是新一代的 soc 芯片，它整合了 cpu、編解碼、音視頻處理及圖像 處理等多項(xiàng)功能，可以大大提高開發(fā)

54、周期，具體設(shè)計(jì)方案如圖所示 第四章 嵌入式 linux 下高清數(shù)字機(jī)頂盒軟件設(shè)計(jì) 17 圖 4.2 高清數(shù)字機(jī)頂盒的硬件設(shè)計(jì)方案 數(shù)字機(jī)頂盒數(shù)據(jù)流程主要是先從纜線把數(shù)字信號(hào)流(包括公開的和加密的)傳 給高頻頭， 然后在芯片stb0468b芯片處進(jìn)行qamqpsk解調(diào)處理再傳輸?shù)?sti7109集成芯片組解析，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的視頻信號(hào)和音頻信號(hào)。 4.3 高清數(shù)字機(jī)頂盒軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高清數(shù)字機(jī)頂盒軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一個(gè)低成本的高清數(shù)字機(jī)頂盒設(shè)計(jì)主要包括數(shù)字廣播電視接收前端、mpeg 解碼、音視頻及圖形處理、cpu、調(diào)制解調(diào)器和其他外圍接口等。 4.3.1 軟件系統(tǒng)層設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)層設(shè)計(jì) 高清數(shù)字機(jī)頂盒與標(biāo)清數(shù)

55、字機(jī)頂盒軟件的層次設(shè)計(jì)具有相似性，但是由于 高清數(shù)字電視數(shù)據(jù)量要大的多，除了提高硬件本身的處理速度外，還要對(duì)軟件 層次進(jìn)行修改，以提高代碼的運(yùn)行效率，降低 cpu 負(fù)荷。圖為高標(biāo)清數(shù)字機(jī)頂 盒軟件設(shè)計(jì)方案對(duì)比 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 圖 4.3.1 高標(biāo)清數(shù)字機(jī)頂盒軟件設(shè)計(jì)方案對(duì)比 在高清數(shù)字機(jī)頂盒軟件設(shè)計(jì)方案中取消了 jvm 中間固件，因?yàn)楸M管 java 程 序編寫相對(duì)容易。但是 java 虛擬機(jī)運(yùn)行速度太慢，增大了 cpu 負(fù)荷。同時(shí)， 還要針對(duì)應(yīng)用程序部分做更合理的設(shè)計(jì)，方便以后軟件升級(jí)與改進(jìn)。 4.3.2 應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì) 應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)是從兩個(gè)方面進(jìn)行的，分別為軟件層次和軟件模

56、塊功能。首 先，把應(yīng)用軟件分成 3 層，即初始化層、中間接口層和分類的軟件模塊應(yīng)用層 嘲(見圖 4)。 圖 4.3.2 高清數(shù)字機(jī)頂盒軟件設(shè)計(jì)方案 初始化層主要完成對(duì)板上的各種接口、總線、音視頻編解碼器以及其他板 級(jí)等內(nèi)容的初始化，包括對(duì)其各種寄存器參數(shù)的初始化，還有實(shí)例對(duì)象的初始 化，如音視頻的句柄等。中間層的接口主要是對(duì)底層的一些實(shí)力對(duì)象進(jìn)行包裝 后讓更上層的應(yīng)用能直接調(diào)用中間層的數(shù)，如設(shè)置音量大小和高頻頭的頻率 等。各種軟件應(yīng)用模塊主要是直接面向用戶層，為用戶提供相關(guān)服務(wù)的接口 比如可以通過選單顯示出epg的內(nèi)容通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互動(dòng)點(diǎn)播等。 4.3.3 軟件的啟動(dòng)過程軟件的啟動(dòng)過程 高清數(shù)字

57、機(jī)頂盒軟件系統(tǒng)的啟動(dòng)主要包括 5 部分：bootloader、linux 內(nèi)核、 文件系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)加載部分驅(qū)動(dòng)模塊以及應(yīng)用軟件如圖 5 所示同。 圖 4.3.3 高清數(shù)字機(jī)頂盒軟件系統(tǒng)的啟動(dòng)過程 第四章 嵌入式 linux 下高清數(shù)字機(jī)頂盒軟件設(shè)計(jì) 19 軟件的啟動(dòng)從 bootloader 開始，當(dāng) bootloader 完成一次對(duì)硬件最基本的初始 化后，把控制權(quán)交給 linux 內(nèi)核然后 linux 操作系統(tǒng)再次對(duì)硬件初始化，并管 理整個(gè)系統(tǒng)，最后動(dòng)態(tài)加載一些驅(qū)動(dòng)模塊(這里是為了避免 gnu 的一些代碼公 開條例)，運(yùn)行高清數(shù)字機(jī)頂盒應(yīng)用軟件同。 至此整個(gè)軟件系統(tǒng)就運(yùn)行起來(lái)了。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

58、20 第五章第五章 機(jī)頂盒的發(fā)展前景機(jī)頂盒的發(fā)展前景 三網(wǎng)融合概念的出現(xiàn)，無(wú)疑給了機(jī)頂盒市場(chǎng)注入新的生命力，伴隨著國(guó) 家大力推進(jìn)三網(wǎng)融合戰(zhàn)略，機(jī)頂盒作為一個(gè)關(guān)鍵的接入節(jié)點(diǎn)，迎來(lái)全新的增長(zhǎng) 機(jī)遇。音視頻內(nèi)容無(wú)論是通過廣播網(wǎng)還是通過互連網(wǎng)傳送，也無(wú)論終端產(chǎn)品形 態(tài)是機(jī)頂盒還是一體機(jī)，各種服務(wù)功能的實(shí)現(xiàn)，最終都是通過芯片和軟件來(lái)完 成的，差別只是經(jīng)過哪個(gè)接口、采用什么標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理而已。集成電路是現(xiàn)代 電子信息技術(shù)的基礎(chǔ)與核心，以數(shù)字音視頻集成電路為核心的消費(fèi)電子產(chǎn)品， 是三網(wǎng)融合數(shù)字生活時(shí)代最重要的信息電子產(chǎn)品形態(tài)。三網(wǎng)融合，反映在芯片 上就體現(xiàn)在需要集成更多的功能，支持更多的接口和標(biāo)準(zhǔn)。比如在接口

59、支持方 面，包括有線、網(wǎng)絡(luò)、光纜傳輸、無(wú)線接入和各類高速數(shù)字接口(usb、hdmi)， 同時(shí)需要通過依托芯片硬件的嵌入軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各種復(fù)雜音視頻標(biāo)準(zhǔn)的靈活支 持。 三網(wǎng)融合的難點(diǎn)是廣電與互聯(lián)網(wǎng)的融合，表現(xiàn)在終端形態(tài)上就是爭(zhēng)奪客廳 這一塊大市場(chǎng)。傳統(tǒng)電視采用的是單向廣播傳輸網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)廣播效率的最大化。 互聯(lián)網(wǎng)是通過交換網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的，特點(diǎn)是交互和便利。盡管電視廣播網(wǎng)可以通過 雙向改造以實(shí)現(xiàn)交互功能，互聯(lián)網(wǎng)也可以增加帶寬來(lái)承載大容量的音視頻業(yè)務(wù)， 但客觀上應(yīng)該是各有優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)融合不應(yīng)該將對(duì)方的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)作為自己 的增值業(yè)務(wù)來(lái)運(yùn)營(yíng)，而是應(yīng)該共同努力，去開創(chuàng)三網(wǎng)融合下的全新業(yè)務(wù)領(lǐng)域。 但從老百姓角度來(lái)

60、講，不會(huì)關(guān)心某種業(yè)務(wù)究竟是通過廣電網(wǎng)還是互連網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的， 而是關(guān)心什么業(yè)務(wù)能給人們的生活帶來(lái)便利，誰(shuí)的服務(wù)質(zhì)量高，誰(shuí)的資費(fèi)更便 宜，誰(shuí)就有競(jìng)爭(zhēng)力。三網(wǎng)融合，必將給數(shù)字電視市場(chǎng)帶來(lái)更好的發(fā)展機(jī)會(huì)。以 有線電視市場(chǎng)為例，之前信產(chǎn)部力推機(jī)卡分離，但由于地方割據(jù)的行政體制， 至今無(wú)法實(shí)現(xiàn)，把本來(lái)很大的蛋糕切成很小的一塊一塊，誰(shuí)都做不大。三網(wǎng)融 合新政出臺(tái)后，有望通過引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)資源的跨區(qū)整合，形成全國(guó)性的 運(yùn)營(yíng)商和統(tǒng)一市場(chǎng)，使機(jī)卡分離的初衷得以實(shí)現(xiàn)，并由此形成規(guī)模市場(chǎng)效益。 而有了市場(chǎng)，各種技術(shù)和產(chǎn)品都會(huì)應(yīng)運(yùn)而生。 在未來(lái)的兩到三年中，高清用戶爆發(fā)式的增長(zhǎng)是可以預(yù)見的。主流的運(yùn)營(yíng) 商已經(jīng)不再滿足于