晶圖IS1521芯片的DVB－C機(jī)頂盒系統(tǒng)方案

【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】晶圖IS1521芯片的DVB－C機(jī)頂盒系統(tǒng)方案本文介紹了采用國產(chǎn)芯片實(shí)現(xiàn)DVB-C有線機(jī)頂盒的解決方案。在此方案中，解碼的芯片采用了***晶圖微芯技術(shù)公司的IS1521。

IS1521是由***晶圖微芯技術(shù)公司(ImageSiliconTM)自主研發(fā)的一款針對(duì)數(shù)字電視機(jī)頂盒DVB-S/C/T的大規(guī)模系統(tǒng)級(jí)(SoC)數(shù)字電視信源解碼芯片。IS1521內(nèi)部集成有MPEG2音視頻解碼器、32位高性能RISCCPU、TS流解復(fù)用器、OSD控制器、電視信號(hào)編碼器等模塊。CPU時(shí)鐘頻率為108MHz，芯片功能強(qiáng)大，采用LQFP144封裝，占用PCB面積小。視頻解碼支持MPEG2MP@ML，可實(shí)現(xiàn)任意大小的視頻縮放和16:9與4:3的模式轉(zhuǎn)換，支持多個(gè)OSD圖層的視頻疊加，可編程實(shí)現(xiàn)多級(jí)菜單。視頻輸出支持PAL或NTSC制式的CVBS、S-VIDEO、YCbCr、RGB模擬視頻接口。音頻解碼支持MPEG1、MPEG2的LayerI/LayerII/LayerIII和AC3格式，可支持?jǐn)?shù)字I2S/SPDIF音頻格式輸出。TS流解復(fù)用器支持TS層、PSI和PES層的解復(fù)用。此芯片有I2C、UART、SmartCard、GPIO、irDA、SDRAM、FLASH等接口。1.基本硬件組成硬件的主要部分由高頻頭（包括RF、QAM解調(diào)器）、信源解碼主芯片、數(shù)據(jù)存貯器SDRAM和程序存貯器Flash等部件組成。本方案的Tuner采用Ximei的高頻頭、主芯片采用IS1521。系統(tǒng)原理框圖如下所示。

系統(tǒng)的工作原理為，有線數(shù)字電視信號(hào)輸入到高頻頭，經(jīng)高頻頭內(nèi)的RF芯片輸出到QAM解調(diào)器，QAM解調(diào)器解調(diào)后輸出TS流。該TS流輸入到主芯片IS1521內(nèi)置的TS流解復(fù)用器，過濾出特定PID號(hào)的TS包并解擾，輸出基本音視頻流ES、PSI等信息（也可選擇直接輸出某個(gè)PID的TS包），輸出的ES、PSI數(shù)據(jù)存放在外置SDRAM中，供解碼器進(jìn)一步處理。IS1521內(nèi)置的音視頻解碼器接收解復(fù)用后的ES流，經(jīng)解碼后輸出音視頻信號(hào)。視頻解碼器采用快速算法及流水線操作，可大幅提高解碼速度和效率，解碼輸出的視頻信號(hào)可經(jīng)視頻疊加實(shí)現(xiàn)OSD功能。IS1521內(nèi)嵌有強(qiáng)大的32位CPU，可完成對(duì)系統(tǒng)功能的復(fù)雜控制和計(jì)算。本方案在功能上完全滿足DVB-C數(shù)字電視機(jī)頂盒的要求。下列圖為基于IS1521方案的數(shù)字電視機(jī)頂盒。

2.軟件系統(tǒng)構(gòu)架本機(jī)頂盒軟件系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)搜臺(tái)、EPG、NVOD、在線軟件升級(jí)、以及復(fù)雜的用戶界面顯示和控制的功能。其操作系統(tǒng)采用uC-OSII實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。在此系統(tǒng)上采用多任務(wù)機(jī)制實(shí)現(xiàn)了機(jī)頂盒的所有功能模塊，包括：TS/DVBPSI解復(fù)用模塊、數(shù)字電視的解碼和播放模塊、外圍控制電路的接口模塊、總線控制模塊，GUI界面生成與控制模塊等。各個(gè)模塊之間采用消息隊(duì)列或信號(hào)量開展通訊。下列圖給出了系統(tǒng)架構(gòu)。

2.1底層模塊Bootloader：高效的bootloader可快速的將FLASH上的壓縮程序映像取出放入內(nèi)存，并解壓運(yùn)行。設(shè)備驅(qū)動(dòng)：系統(tǒng)獨(dú)立的設(shè)備驅(qū)動(dòng)模塊能方便的移植于不同的操作系統(tǒng)上。能夠高效可靠并方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)同一種設(shè)備的不同硬件的擴(kuò)大支持。已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)有：看門狗、video與audio控制、串口、tuner、紅外線遙控、I2C總線控制、EEPROM、可編程傳輸流控制接口、OSD圖層控制、LED控制、Smartcard、FLASH，及DMA等。系統(tǒng)API接口：供程序員方便實(shí)現(xiàn)各個(gè)應(yīng)用層任務(wù)間的通訊交互以及任務(wù)與驅(qū)動(dòng)的耦合。2.2中間件與中間件uClib庫：移植好的uClib庫能幫助程序員利用標(biāo)準(zhǔn)的C庫函數(shù)接口快速的開發(fā)出應(yīng)用程序，并且可使應(yīng)用程序便于移植。DVB協(xié)議庫：能全面快速的分析DVB標(biāo)準(zhǔn)的PSI表和描述符信息，如PAT表,PMT表,SDT表,EIT表等及各種描述符，可供程序員快速的開發(fā)應(yīng)用程序。GUI庫：提供常用的GUI控件，如按鈕，列表，對(duì)話框等，提供中文點(diǎn)陣字體庫，支持GB2312漢字庫與Unicode字庫，窗口管理系統(tǒng)可使各個(gè)控件開展消息傳遞，完成復(fù)雜的控制。GUI庫可幫助程序員完成漂亮的用戶界面設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的用戶控制。解復(fù)用模塊：處理TS通道、過濾器、緩沖區(qū)管理，包括設(shè)置TS包的PID、PSI表（如PAT,PMT,EIT等）的過濾條件，管理通道緩沖區(qū)。CA與解擾模塊：管理解擾器，解擾特定PID的TS流，此模塊便于實(shí)現(xiàn)對(duì)各種CA系統(tǒng)的支持。數(shù)據(jù)庫模塊：實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)目信息的存儲(chǔ)和操作管理，如添加搜索的頻道列表，節(jié)目列表，頻點(diǎn)列表等。頻道轉(zhuǎn)換模塊：解復(fù)用并解擾TS流，完成頻道轉(zhuǎn)換和播放功能。EPG與預(yù)約管理模塊：實(shí)現(xiàn)EPG信息的處理和顯示，如顯示當(dāng)前頻道的正在播放節(jié)目和即將播放節(jié)目的名稱、播放時(shí)間，一周節(jié)目列表等，并可預(yù)定節(jié)目。音視頻操作模塊：控制音頻解碼器，調(diào)節(jié)音頻播放/停止、音量設(shè)置、靜音設(shè)置、聲道設(shè)置。對(duì)視頻解碼器的控制包括視頻信號(hào)判斷、PAL/NTSC判斷與轉(zhuǎn)換、節(jié)目播放與暫停等。用戶界面控制模塊：實(shí)現(xiàn)與用戶操作相關(guān)的控制，其中包括了電源、前面板按鍵及LED顯示；紅外線遙控器處理；圖形顯示等。圖形控制模塊負(fù)責(zé)處理OSD操作界面顯示和用戶操作，該模塊還包括遙控器消息分發(fā)和處理、GUI系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和管理等功能。系統(tǒng)升級(jí)模塊：可通過在線接收打包好的特定TS流實(shí)現(xiàn)程序更新，滿足升級(jí)應(yīng)用程序的需求。3.開發(fā)環(huán)境IS1521的開發(fā)語言采用標(biāo)準(zhǔn)的C語言，開發(fā)環(huán)境可在Unix/Linux下采用跨平臺(tái)的gcc編譯器，也可在win2000/winXP下的Cygwin環(huán)境中使用跨平臺(tái)的gcc，編譯器支持C89,C99標(biāo)準(zhǔn)的C語言。移植好的Binutils工具可幫助系統(tǒng)工程師完成系統(tǒng)級(jí)的調(diào)試。目標(biāo)板的程序調(diào)試可通過兩種方式開展：一種方式是使用JTAG接口將程序映像到目標(biāo)板上的FLASH再啟動(dòng)運(yùn)行，另一種方式是通過串口將程序映像到目標(biāo)板的內(nèi)存中直接運(yùn)行，此方式很適合應(yīng)用程序的調(diào)試。我們的系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，各種基本功能都已經(jīng)穩(wěn)定高效的實(shí)現(xiàn)，能幫