MTC機頂盒產(chǎn)品軟件架構(gòu)介紹KangHui

1、MTCMTC機頂盒軟件架構(gòu)介紹機頂盒軟件架構(gòu)介紹MTC 2016.09.09常用術(shù)語解釋n模擬電視(ATV, Analog television)是指從電視圖像信號的產(chǎn)生、傳輸、處理到接收機的復原，整個過程幾乎都是在模擬體制下完成的電視系統(tǒng)或電視設備。它泛指電視的影像和音頻進行調(diào)頻后播放出來的一個模擬信號,簡單而言,訊息廣播信號表達的是一個在信號的幅度或頻率方面的故意變化的功能。n數(shù)字電視（DTV,Digital Television）是一個從節(jié)目采集、制作、傳輸、到用戶端機頂盒都以數(shù)字方式(0和1)處理信號的端到端系統(tǒng)。目前，世界上數(shù)字電視系統(tǒng)有四大標準，即美國的ATSC、歐洲的DVB、日本

2、的ISDB和中國的DTMBn數(shù)字電視機頂盒(STB,Set Top Box)是一個連接電視機與外部信號源的設備。它可以將源信號轉(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。n數(shù)字電視機頂盒從狹義上按標準分為美標ATSC機頂盒、ISDB-T機頂盒，數(shù)字衛(wèi)星機頂盒（DVB-S）、歐標數(shù)字地面機頂盒（DVB-T）、國標數(shù)字地面機頂盒（DMB-T）、有線電視數(shù)字機頂盒（DVB-C）。按照功能來分的話，可以分為單向機頂盒、雙向機頂盒、IPTV/

3、OTT機頂盒;數(shù)字影像廣播標準列表數(shù)字影像廣播標準列表nDVB 家族 （歐洲/亞非）DVB-S （衛(wèi)星電視）DVB-S2 DVB-S2XDVB-T （數(shù)字電視）DVB-T2DVB-C （有線電視）DVB-C2DVB-H （移動電視）DVB-NGH nATSC 家族 （北美）ATSC （數(shù)字電視/有線電視）ATSC 2.0 ATSC 3.0（支持cable和Air傳輸）ATSC-M/H （移動電視）nISDB 家族 （日本/南美）ISDB-S （衛(wèi)星電視）ISDB-T （數(shù)字電視）1seg （移動電視）ISDB-C （有線電視）SBTVD/ISDB-TB （巴西）n DTMB 家族 （中國(包括

4、香港、澳門)）DTMB （數(shù)字電視）CMMB （移動電視）ABS-S（Advanced Broadcasting System - Satellite）機頂盒分布圖機頂盒分布圖嵌入式系統(tǒng)的定義嵌入式系統(tǒng)的定義nIEEE（國際電氣和電子工程師協(xié)會）對嵌入式系統(tǒng)的定義：“用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機器和設備的裝置”（原文為：Devices Used to Control，Monitor or Assist the Operation of Equipment，Machinery or Plants）。這主要是從應用對象上加以定義，從中可以看出嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機械等附屬裝置

5、。n國內(nèi)普遍認同的嵌入式系統(tǒng)定義為：以應用為中心，以計算機技術(shù)為基礎，軟硬件可裁剪，適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)；n嵌入式系統(tǒng)一般指非PC系統(tǒng)，它包括硬件和軟件兩部分.硬件包括處理器微處理器、存儲器及外設器件和IO端口、圖形控制器等 .軟件部分主要是：嵌入式操作系統(tǒng)以及應用程序編程機頂盒硬件機頂盒硬件n機頂盒是一個嵌入式系統(tǒng)，一般由嵌入式微處理器（片上系統(tǒng)，System On Chip） 、存儲器（SDRAM、ROM、Flash等）、高頻頭、回傳通道（Modem或網(wǎng)卡）、CA（Conditional Access）/CI（Common Interfac

6、e）接口，輸出接口及顯示控制等幾大部分構(gòu)成；n嵌入式微處理器有各種不同的體系，即使在同一體系中也可能具有不同的時鐘頻率和數(shù)據(jù)總線寬度，或集成了不同的外設和接口。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全世界嵌入式微處理器已經(jīng)超過1000多種，體系結(jié)構(gòu)有30多個系列，其中主流的體系有ARM、MIPS、PowerPC、X86等。但與全球PC市場不同的是，沒有一種嵌入式微處理器可以主導市場，僅以32位的產(chǎn)品而言，就有100種以上的嵌入式微處理器。嵌入式微處理器的選擇是根據(jù)具體的應用而決定的； 機頂盒軟件結(jié)構(gòu)圖機頂盒軟件結(jié)構(gòu)圖DVB產(chǎn)品軟件的基本層次TunerSection ParseChannelSearchGraphi

7、csInterface Application middlewarebottomDatabase ManagerDEMUXRemoteLED displayKeyboardProcessVideo&Display APIRS232用戶圖形界面（各種菜單）EPG應用TeletextAudio&Output APIDRIVER APIOS & BSPHardwareGUI游戲股票數(shù)據(jù)廣播其他應用機頂盒軟件機頂盒軟件n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)、人機操作界面的實現(xiàn)、數(shù)據(jù)廣播業(yè)務的實現(xiàn)，直至機頂盒和個

8、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)，按層次劃分大體由以下基層組成：n硬件(Mstar,Novatek,Broadcom)n驅(qū)動層(Flash,DDR,Tuner,Demux,FrontPanel,usb,ir)n嵌入式實時多操作系統(tǒng)（RTOS）；n中間件(1.對任務驅(qū)動層的封裝2.利用驅(qū)動層做一些后臺的服務3.提供應用層的接口)；n上層應用軟件(菜單，EPG，游戲，數(shù)據(jù)廣播,天氣，股票)硬件驅(qū)動層軟件硬件驅(qū)動層軟件n驅(qū)動程序驅(qū)動硬件功能，如射頻解調(diào)器（高頻頭）、傳輸解復用器、A/V解碼器、OSD圖形引擎、視頻編碼器，F(xiàn)lash驅(qū)動，遙控信號接收，面板顯示驅(qū)動等。n芯片

9、方案商一般會提供硬件抽象層（Hardware Abstract Layer，HAL）或板級支持包（Board Support Package，BSP）等底層軟件；一般不需要應用商自己開發(fā)；嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)n嵌入式RTOS （Real-time operating system）作用與PC機上的Windows相似，但它不裝在硬盤中，它系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，功能相對簡單，資源開銷較小，便于固化在存儲器中。目前較常用的嵌入式機頂盒RTOS有Nucleus PLUS，eCos，Linux等；n典型的嵌入式程序在程序指針復位后，首先進行堆棧、中斷、中斷向量、定時器、串行口等接口設

10、置、初始化數(shù)據(jù)存儲區(qū)，然后就來到了一個監(jiān)測、等待或空循環(huán)，在這個循環(huán)中，MCU可以監(jiān)視外設、響應中斷或用戶輸入。它可以看作是一個內(nèi)核，相當于C語言中的主函數(shù)。RTOS就是這樣的一個標準內(nèi)核，包括加載和初始化與硬件無關(guān)的設備驅(qū)動程序，建立系統(tǒng)內(nèi)存區(qū)，加載并初始化其他系統(tǒng)軟件模塊，如網(wǎng)絡系統(tǒng)、文件系統(tǒng)等，并調(diào)度這些模塊任務。最后創(chuàng)建應用程序環(huán)境，并將控制權(quán)交給應用程序的入口。它建立在硬件系統(tǒng)之上，用戶的一切開發(fā)工作都進行于其上；中間件軟件中間件軟件n中間件是一種將應用程序與底層的操作系統(tǒng)、硬件驅(qū)動隔離開來的軟件環(huán)境，它通常由各種虛擬機（如HTML虛擬機、JavaScript虛擬機、Java虛擬機、

11、MHEG-5虛擬機等）或成熟的商用中間件產(chǎn)品（如Opentv的EN2、Liberate的TV Navigator for DTV、Enreach的EnreachTV for DTV、Canel+ 的Mediahighway和Intellibyte的IB EPG、IB SI Manager、IB Browser等)或網(wǎng)絡瀏覽器、圖像與多媒體模塊等組成。但彼此兼容性并不好，標準組織已經(jīng)著手建立公開的中間件標準）。n機頂盒軟件中間件的核心層模塊包括GDI模塊、SI模塊、文件系統(tǒng)模塊、AV模塊、瀏覽器模塊、系統(tǒng)模塊等。它不僅能夠為應用層提供與業(yè)務無關(guān)的應用軟件接口，而且能夠屏蔽掉上層軟件模塊對硬件的依

12、賴性，構(gòu)建一個軟件平臺適配層。MTCMTC中間件開發(fā)中間件開發(fā)nav：音視頻顯示及回放的控制，logo顯示，根據(jù)幅形比設置的SCART電壓控制；ndb：系統(tǒng)設置及節(jié)目數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)；ndemux：section數(shù)據(jù)的過濾，需要任務處理各個filter的狀態(tài)；ndm：系統(tǒng)設置及節(jié)目數(shù)據(jù)庫的存取、更新和管理；ndsc：加密數(shù)據(jù)的解擾；neit：EPG信息的收集，存儲，需要背景處理當前臺和其它臺；nflash：SPI、parallel 串并行Flash統(tǒng)一的對外接口；nfrontend：處理鎖臺，換臺，鎖臺是否正常，監(jiān)測Nim狀態(tài)；nio：GPIO口的控制；nlanguage；audio/sub

13、title/teletext的設置；nmediaplayer: 媒體文件播放控制；MTCMTC中間件開發(fā)（續(xù)）中間件開發(fā)（續(xù)）nparentalcontrol：播放級別控制；nplatform：平臺的初始化；nsi: PSI/SI的解析，PAT、PMT，TOT、TDT等實時監(jiān)測是否有更新;nscan：手動，自動搜臺的實現(xiàn);nsection：節(jié)目流數(shù)據(jù)的解析過濾準備；nsm: 節(jié)目播放流程控制；nsmartcard：CA，CI卡的控制；nsubtitle：字幕數(shù)據(jù)的準備，解碼顯示；nsystem: 包括系統(tǒng)初始化，電源管理，系統(tǒng)時間設置，更新;nteletext: 圖文數(shù)據(jù)的準備，解碼顯示;上層

14、應用軟件上層應用軟件n執(zhí)行服務商提供的各種服務功能，如：應用程序管理、用戶交互操作的應用和管理、人機界面菜單設置、電子節(jié)目指南、頻道列表管理、喜愛節(jié)目管理、定時啟動管理，多媒體菜單管理、PVR視頻錄制、視頻點播、電子郵件、Web 瀏覽、即時信息、電視商務、可視電話、股票信息瀏覽、游戲、萬年歷等。上層應用軟件獨立于機頂盒的硬件，它可以用于各種機頂盒硬件平臺，消除應用軟件對硬件的依賴； 軟件功能簡述軟件功能簡述n運行狀態(tài)管理：運行、關(guān)機、待機（包括待機電源管理，低功耗，待機遙控鍵響應，定時開機啟動）；n節(jié)目播放：主要音視頻播放暫停停止、刻錄回放；n節(jié)目管理：節(jié)目列表管理，屬性設定（喜愛，加鎖，跳過

15、，刪除，修改）；n預定管理：包括節(jié)目預定，定時管理；nEPG收集、組織、處理、顯示及實時監(jiān)控刷新；n密碼修改、啟用、停用；軟件功能簡述（續(xù)）軟件功能簡述（續(xù)）nOSD、字幕、圖文、聲音語言及聲道選擇；n信號強度、質(zhì)量監(jiān)控；n視頻輸出格式，幅形比設置；n收音機數(shù)據(jù)廣播接收；n集成前端要求的CA，實現(xiàn)解擾；n向所有模塊提供系統(tǒng)時鐘；n各種UI菜單界面設計；n軟件更新：串口、USB、OTA升級，解決問題或升級新客戶需求；機頂盒軟件升級機頂盒軟件升級n機頂盒軟件按升級又分為boot loader 和 application應用程序；一般升級至只需要升級應用程序即可；nboot loader一般是STB

16、的啟動程序，最后會啟動application，一般比較小，可以有簡單的OS和界面，也可以沒有?？梢愿聭贸绦颍籲OTA(Over The Air)空中升級是指用戶終端可以直接通過信號通道的接收下載方式，在機頂盒上進行創(chuàng)建和安裝更新軟件。軟件的基本業(yè)務流程n1.節(jié)目搜索的基本流程 n2.切換節(jié)目的主要流程 n3.待機和恢復待機的流程 n4.EPG業(yè)務的流程節(jié)目搜索的基本流程用戶界面節(jié)目搜索TUNERDEMUXVideo Decoder&Display停止解復用停止視頻解碼和顯示啟動節(jié)目搜索啟動Tuner開始解復用啟動視頻解碼和顯示添加數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫管理數(shù)據(jù)管理返回狀態(tài)輸出TS流顯示搜索的

17、結(jié)果Audio Decoder&Output停止音頻解碼和輸出啟動音頻解碼和輸出切換節(jié)目的主要流程切換節(jié)目的主要流程鍵盤處理DEMUXTUNER用戶界面VideoDecoder&Dispay數(shù)據(jù)管理LED顯示發(fā)送按鍵LED顯示改變關(guān)閉視頻解碼和顯示關(guān)閉解復用得到節(jié)目的信息輸出TS流開始解復用開始視頻解碼和顯示啟動TUNER得到返回狀態(tài)AudioDecoder&Output關(guān)閉音頻解碼和輸出開始音頻解碼和輸出從開機狀態(tài)到待機狀態(tài)流程鍵盤處理LED 顯示Video Decoder數(shù)據(jù)管理Video DisplayAudio DecoderAudio Output用戶界面發(fā)送

18、按鍵改變顯示停止視頻解碼關(guān)閉視頻顯示關(guān)閉音頻解碼關(guān)閉音頻輸出保存系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息從待機狀態(tài)到開機狀態(tài)流程鍵盤處理LED 顯示Video Decoder數(shù)據(jù)管理Video DisplayAudio DecoderAudio Output用戶界面發(fā)送按鍵改變顯示打開視頻解碼打開視頻顯示打開音頻解碼打開音頻輸出得到系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息EPG業(yè)務的流程用戶界面Section FilterPID FilterEIT Thread數(shù)據(jù)管理啟動EIT線程打開 Filter打開 Filter返回數(shù)據(jù)關(guān)閉 Filter關(guān)閉 Filter解析EIT表顯示EPG數(shù)據(jù)EIT表解析添加EPG數(shù)據(jù)STB產(chǎn)品軟件中重要的數(shù)據(jù)n1要存儲到Fla