（信号与信息处理专业论文）数字电视业务信息及epgnvod的研究与实现.pdf

摘要 摘要 数字电视业务信息标准是多路数字电视节目传输、条件接收及收费系统、电 子节目指南、多媒体系统及其他增值业务的基础。电子节目指南( e p g ) 是数字电视 系统的重要组成部分，是用户进入数字电视的门户。通过使用电子节目指南，用 户可以方便地浏览和查询节目，了解节目信息，快速定位节目的位置，并获得丰 富的信息服务。准视频点播( n v o d ) 是数字电视非常重要的增值业务，是利用视频 服务器将一个数字电视节目在几个数字通道中延时播放，使用户在点播该节目时可 以等待一段时间后完整地观看该节目。 目前，在所有数字电视标准中，欧洲的d v b 制式应用最广泛、最灵活。本论 文基于d v b 有线数字电视机顶盒课题，选用意法半导体公司提供的s t i 7 7 1 0 芯片 作为嵌入式主芯片，并同时采用s t - o s 2 0 嵌入式实时操作系统作为软件开发平台， 完成的工作及其特点如下： 首先，基于m p e g 2p s i ( 节目特定信息) 标准和d v bs i ( 业务信息) 标准， 利用p t i ( 可编程传输接口) 解复用出p s i s i 表，通过解析这些表和一些重要的描 述符，获得重要的业务信息，建立了业务信息数据库。其中，软件模块的层次化 和业务信息数据库的树状链表结构是本课题的特色。 其次，在业务信息功能实现的基础上，通过业务信息数据库获得e p g 数据； 然后实现了电子节目指南的基本功能和一些扩展功能，特别是扩展功能中的e p g 风格选择功能和动态数据发布功能体现了e p g 多功能化和个性化的发展方向。 最后，利用部分业务信息功能，获得了n v o d 数据，完成了准视频点播的功 能实现，使用户能完整地观看自己喜爱的点播节目。 在本课题的软件设计中，充分应用了任务、信号量、消息队列等机制，并注 重了层次化、模块化的设计思想，保证系统的稳定性和软件的可维护性。 本论文从整体上实现了数字电视业务信息功能以及电子节目指南和准视频点 播，改变了以前用户被动收看电视节目的状态，增加了与用户之间的交互性，为 以后数字电视其他业务的实现打下了基础。 关键词：节目特定信息，业务信息，电子节目指南，准视频点播 a b s t r a c t a b s t r a c t d i g i t a lt v ( d t s e r v i c ei n f o r m a t i o n ( s i ) s t a n d a r di st h eb a s i so fm u l t i p r o g r a m t r a n s m i s s i o n ，c o n d i t i o n a la c c e s s ( c a ) ，c h a r g es y s t e m ，e l e c t r o n i cp r o g r a mg u i d e ( e p g ) ，m u l t i 。m e d i as y s t e ma n do t h e rv a l u ea d d e ds e r v i c e s e p gi st h eg r a p h i cu s e r i n t e r f a c ew h i c hi m p l e m e n t st h ei n t e r a c t i o nb e t w e e nu s e r sa n dd t v , i t sac r u c i a lp a r to f d t v s y s t e m u s e r sc a nb ef r e et ob r o w s ea n dq u e r yt h ep r o g r a mi n f o r m a t i o na n do t h e r s e r v i c ei n f o r m a t i o ne f f e c t i v e l yt h r o u g he p g n e a rv i d e oo nd e m a n d ( n v o d ) i sa l s oa v e r yi m p o r t a n tv a l u ea d d e ds e r v i c ei nd t vs y s t e m ，i tc a ns t o r ev i d e o si ns e r v e r sa n d p l a yt h e mi nm o r et h a no n ed i g i t a lc h a n n e l s 谢t l lt i m e - s h i f t ，s ou s e r sc a no r d e rp r o g r a m s n l e yw a n t ，a n dw a t c ht h ep r o g r a mi ns e v e r a lm i n u t e s f o rt h et i m eb e i n g ，d v b ( e u r o p e ) i st h em o s tf l e x i b l ea n dw i d e l yu s e dp r o t o c o li n a 1 1d t vs t a n d a r d s i nt h i sc a b l ed t vs e tt o pb o x ( s t b ) p r o j e c tf o rd e g r e e ，ic h o o s e d v bp r o t o c o l ，a n ds ts t i 7 710a sm a i nm c uc h i p ，s t - o s 2 0e m b e d d e do p e r a t i n g s y s t e ma ss o f t w a r ep l a t f o r m b e l o wi st h ep r o c e s so fm y w o r k ： f i r s t l y , b u i l du ps e r v i c ei n f o r m a t i o nd a t a b a s eb a s e do nm p e g 一2p r o g r a m s p e c i f i e di n f o r m a t i o n ( p s i ) a n dd v b s is t a n d a r d ，i nw h i c hl a y e r - o r i e n t a t e dd e s i g no f s o f t w a r em o d u l ea n dt r e es t y l ec h a i nl i s ta r c h i t e c t u r eo fs id a t a b a s ea r eh i g h l i g h t so f t h i sp r o j e c t io b t a i n i m p o r t a n ts e r v i c ei n f o r m a t i o nb yu s i n gt h ep r o g r a m m a b l e t r a n s m i s s i o ni n t e r f a c e ( p t i ) m o d u l eo fs t i 7 710t op a r s ep s i s it a b l e sa n dm a n y i m p o r t a n td e s c r i p t i o ns y m b o l si nt h et a b l e s e c o n d l y , u s es e r v i c ei n f o r m a t i o nf u n c t i o n sa n dd a t a b a s et oq u e r ye p gd a t a ，a n d i m p l e m e n tn o to n l yb a s i cf e a t u r e sl i k ee p gb r o w s i n ga n dn o t i f y i n g ，b u ta l s oe x t e n d e d f e a t u r e ss u c ha ss t y l ec h o o s i n ga n dd y n a m i cd a t ap u b l i s h i n g t h e s ee x t e n d e df e a t u r e s r e v e a lt h a te p gw i l lc o n t a i nm o r ea n dm o r ef e a t u r e sa n dw i l lb em o r ec u s t o m i z e di nt h e f u t u r e f i n a l l y , a c c o m p l i s hi m p l e m e n t a t i o no fn v o df e a t u r eb yu s i n gp a r to fs e r v i c e i n f o r m a t i o nt oq u e r yn v o d d a t a ，w h i c hc a np r o v i d ei n t a c tn v o dp r o g r a mt ou s e r s i ns o f t w a r ed e s i g no ft h i sp r o j e c t ，ie m p h a s i z e dt h ed e s i g nt h o u g h tt ob em o d u l e a n dl a y e ro r i e n t e d ，a n du s e de f f e c t i v e l yt h ee m b e d d e do p e r a t i n gs y s t e mm e c h a n i s m i i a b s t r a c t s u c ha st a s k ，s e m a p h o r ea n dm e s s a g eq u e u ee t c t oe n s u r et h es t a b i l i t ya n ds u s t a i n a b i l i t y o ft h es o f t w a r es y s t e m n l i sp r o j e c ti m p l e m e n t sa ni n t e g r a t e dd t vs y s t e mw i t hs i ，e p ga n dn v o d ， w h i c hc a nm a k eu s e r sn o tj u s tr e c e i v et v p r o g r a m sb u ta l s oi n t e r a c tw i t ht vs y s t e m t l l i sp r o j e c ta l s op r o v i d e sab a s i sf o ri m p l e m e n t a t i o na n da p p l i c a t i o no fo t h e rd t v s e r v i c e s k e y w o r d s ：p s i ，s i ，e p g ，n v o d i i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为 获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。 签名： 煎叁 日期：z 。莎年岁月二乡日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘， 允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全 部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 签名： 导师签名嗡怕垮 日期：2 淘年圹b 日 第一章引言 1 1 数字电视概述 第一章引言 电视发展到今天，它的使用范围早已超越了广播娱乐界，广泛地扩展到文化 教育、科研管理、工矿企业、医疗卫生、公安交通、军事宇航和人们日常生活的 各个领域。随着信息时代的到来、信息和数字技术的飞跃发展，电视技术在历经 了黑自电视到彩色电视的革命性转变后，自然而然地进入了从模拟电视到数字电 视的革命。 数字电视是数字化信息技术革命的产物。数字电视是数字电视系统的简称， 是苁信源开始，将图象瑟西的每一个像素、伴音的每一个音节都用二进制数编码 成多位码，在经过高效的信源压缩编码和前向纠错、交织与调制等措施的信道编 码后，以非常高的比特率进行数码流发射、传输和接收的系统王程。 目前，数字电视广播有三个相对成熟的标准制式：欧洲的d v b ( d i 酉t mv i d e o b r o a d c a s t i n g 、美国的a t s c ( a d v a n c e dt e l e v i s i o ns y s t e m sc o m m i t t e e ) 和日本的 i s d b ( i n t e g r a t e ds e r v i c e sd i g i t a lb r o a d c a s t i n g ) 。其中，欧洲的d v b 制式应用最广泛、 最灵活，。d v b 制式主要包括数字卫星电视( d v b s ) 、数字有线电视( d v b c ) 和数 字地面广播电视( d v b 三个标准。 1 9 9 9 年9 月，我国的数字电视广播h d t v - t 在中央电视塔上广播试验成功， 并宣布了我国数字电视广播三步走计划：2 0 0 8 年正式试播h d t v - t ，2 0 1 5 年全面 实现数字电视广播，同时停止模拟电视广播。2 0 0 2 年7 月，我国开始研制具有自 主知识产权的a v s ( a u d i ov i d e os t a n d a r d ) 音视频压缩标准，并于2 0 0 3 年7 月宣布 基本取得成功。2 0 0 6 年我国颁布了具有我国自主知识产权的地面数字电视标准 d m b t ( d i g i t a lm e d i ab r o a d c a s t i n g ) 。 与模拟电视相沈，数字电视在技术上有以下几点优势瑟l ： 1 现有模拟电视频道带宽为8 m h z ，只能传输套普通的模拟电视节目。采 篇数字电视后，一个频道内就传输l 8 套数字电视节基，电视频道刊焉率大大提 高。 2 清晦度高，音频效果好，抗干扰能力强。在同样覆盖范围内，数字电视的 发射率要比模拟电视小一个数量级。 电子辩技大学硕士学位论文 3 可以实现移动接收、便携接收及各种数据增值业务，实现视频点播等各种 互动电视业务，实现加密，解密和加扰解扰功能，保证遴信的隐秘性及收费业务。 4 系统采用了开放的中间件技术，能实现各种交互式应用，可与计算机网络 及互联网等的互通互联。 5 易予实现信号存储，而且存储时间与信号的特性无关，易于开展多种增值 业务。 6 由于保留了现有模拟电视视频格式，用户端仅需要装数字电视视顶盒即可 接收数字电视节目，利于系统的平稳过渡，减少消费者的经济负担。 因此，技术上先进的数字毫视系统，必然会取代模拟电视系统。 。2 数字电视机顶盒概述 数字电视系统是由前端系统、传输信道、终端接收机三大部分组成，其中终 端接收视就是数字电视祝顶盒【越。 数字电视机顶盒的主要功能就是将数字电视信号解码后，再转换为模拟电视 信号，使焉户利用模拟电视枫就能收看数字电视节霉，其结构如图1 - 1 赝示： 鋈一 m i p s 解复用控制 毫谗线 m p e g z r 叫：! ! 竺竺登卜兰 解压缩：音 条舞接羧 t l l e 卡或s m a r t 卡 爨i i 数字邀视极顶盒厥理图 数字机顶盒软件结构，可以将其分为4 层，如图1 2 所示，自底向上分别为： 驱动层、操作系统层、管理层和应用层。 2 第一章引言 图1 2 数字电视机项盒软件结构 1 3 课题研究的意义及完成的主要工作 所谓的业务信息通常包括节目特定信息( p s i ) 和业务信息( s d 。在m p e g 2 和 d v b 系列标准中，数字电视业务信息是多路数字电视节目传输、数据广播、用户 数据复用解复用、管理数字电视节目、加密与收费、条件接收系统、数字电视节 目指南( e p g ) 必不可少的重要信息，在宽带多媒体通信、多媒体家庭平台( m h p ) 、 点播数字电视系统、数字电视节目制作等方面起着特殊而又重要的作用，是数字 电视与多媒体数据广播传输系统的重要的组成部分。 如何在众多的数字电视节目中快速地找到用户所需的节目，是数字电视应用 要解决的问题。在d v b 接收机中通常都使用电子节目指南( e p g ) 这一应用来达到 快速查找节目的目的，生成e p g 的数据来源于d v b 的业务信息( s i ) 和m p e g 2 的 节目特定信息( p s i ) 。本课题针对e p g 的多功能化和个性化实现做出的研究正是当 前e p g 的主要发展方向，具有很大的现实意义。 准视频点播n v o d 是数字电视重要的增值业务；根据调查，9 5 的观众经常 观看的节目数不到总节目数的5 ，而将这5 的节目制作成n v o d 节目，通过 n v o d 的点播功能，使观众能在任意时间完整地收看自己喜爱的节目，极大地丰 富了数字电视系统的色彩，具有非凡的意义。 气 电子科技大学硕士学位论文 本课题以d v b 有线数字电视机顶盒系统原理为基础，在s t 公司提供的软硬 件平台上，完成了以下工作： 1 基于m p e g 2p s i 标准和d v bs i 标准，利用s t i 7 7 1 0 的解复用模块 p t i ( p r o g r a m m a b l et r a n s p o r ti n t e r f a c e ) 完成p s f s i 表的收取，通过软件实现了p s u s i 表的解析，建立起业务信息数据库。 2 在数字电视业务信息功能实现的基础上，利用业务信息数据库获得e p g 数 据，完成了e p g 浏览预告的基本功能和节目预定、节目分类、喜好频道列表、e p g 风格选择、动态信息发布等扩展功能。 3 基于d v b 中的n v o d 系统原理，利用部分业务信息功能，完成了准视频 点播的功能实现，使用户能在任意时间完整地观看自己喜爱的点播节目。 1 4 论文的结构安排 本课题是根据m p e g 2 协议和d v b 协议，实现了数字电视的业务信息功能， 完成了数字电视机顶盒e p g 终端业务和n v o d 终端业务的软件实现。本论文总共 分为六章，结构安排如下： 第一章：引言。介绍了课题的背景和国内外现状、课题研究的意义以及作者 在课题中完成的主要工作任务。 第二章：业务信息规范及开发环境介绍。首先介绍了m p e g 2 系统层、节目 特定信息和d v b 业务信息，为课题设计打下了理论基础。然后介绍了本课题所使 用的主芯片s t i 7 7 1 0 、操作系统o s 2 0 以及调试环境。 第三章：业务信息功能的实现。本章详细阐述了作者在本课题选用的开发平 台上对业务信息功能的实现过程，包括p s f s i 表的收取、解析，业务信息数据库 的建立，为e p g n v o d 等业务的实现打下基础。 第四章：电子节目指南e p g 的功能实现。本章详细阐述了在业务信息功能实 现的基础上，实现e p g 功能的过程，包括e p g 浏览预告的基本功能和节目分类、 节目预定、喜好节目列表、e p g 风格选择、动态信息发布的e p g 扩展功能的实现。 第五章：准视频点播n v o d 的功能实现。本章阐述了在收取部分p s f s i 表的 后，对其进行针对n v o d 的解析，提取n v o d 业务信息与事件信息，实现了n v o d 的点播功能。 第六章：结束语。对本论文完成的工作进行了总结并提出了下一步的工作。 4 第二章业务信息规范及开发环境介绍 第二章业务信息规范及开发环境介绍 2 1m p e g - 2 运动图象压缩标准 运动图象专家小组( m p e g ) 是国际标准化组织( i s o ) 和国际电工委员会( i e c ) 联 合组织的一个工作组的简称，其全称为i s o i e c j i c l s c 2 9 厂w g l l 。 m p e g 组织于1 9 9 4 年编辑出版了m p e g - 2i s o i e c1 3 8 1 8 ，其主要分为系统层、 音频压缩层和视频压缩层三部分，现在广泛应用于数字电视信源编码和系统复用 技术中。按照系统层语法编码的数据流，适用于存储和传输，并且可以在一个很 宽的恢复和接收条件下进行同步译码。m p e g 2 视频压缩编码的作用在于可以使运 动视频数据作为一种计算机可处理的数据形式，并且可以存储在各种存储媒体上， 可以在现存或者未来网络上发送、接收。 m p e g 2 的视频图像格式采用7 2 0 * 5 7 6 像素，是m p e g 1 标准的4 倍，传输 率为4 - - 一4 0 m b p s ，基本也是m _ p e g 1 传输码率的4 倍。因此m p e g - 2 将节目的质 量提高了一个档次。 m p e g 2 具有以下优点： 1 视频压缩与m p e g 1 是向下兼容的； 2 对t v 和计算机显示可以是全屏交织的和或渐进的视频； 3 增强的音频编码( 高质量、单声道、立体声等音频特征) ； 4 可以传输复用( 在一个单一传输流中可以结合不同的m p e g 码流) ； 5 可以进行其他业务( g u i 、交互性、加密、辅助数据传输等) 。 目前使用m p e g 2 的系统正在不断增多，包括数字电视、v o d 、d v d 、个人 计算机等。 2 1 1m p e g - 2 系统层 m p e g - 2 的结构可分为压缩层和系统层。路节目的视频、音频及其他辅助数 据经过数字化后通过压缩层完成信源压缩编码，分别形成了视频的基本流 e s ( e l e m e n t a r ys t r e a m ) 、音频的基本流和其他辅助数据的基本流；紧接着系统层将 不同的基本流分别加包头打包为p e s ( p a c k e t i s e de s ) 包。为了多路数据节目流的复 用和有效的传输，又将p e s 包作为负载分割后插入传输流包( t s 包) 或节目流包 5 电子科技大学硕士学位论文 ( p s 包) 中，结构图如图2 1 所示。 在m p e g 2 标准中，有两种不同类型的码流输出到信道，一种是节目流 ( p s ：p r o g r a ms t r e a m ) ，适于没有误差产生的媒体存储，比如d v d 等存储介质；另 一种是传输流( t s ：t r a n s p o r ts t r e a m ) ，适于有信道噪声产生的传输，可以在网络中 进行远距离传输 3 1 。 e 频数据视频e s 基本流 打包成p e s 视频p e s 节目流 视频编码器 l 包，插入包 头信息 ( p s ) 节目流 复用器 输出。 频数据音频e s 基本流 打包成p e s 日捌 音频编码器 l 包，插入包 p e s p s l m u x 婆信赢 传送流 ( t s ) 传送流 复用器 输出 t s m u x 2 1 2m p e g - 2 传输流 图2 1 系统层总体框图 传输流适用于在有可能发生严重错误的环境下( 比特值错误或分组丢失) 进 行一道或多道节目的编码数据的传输和存储。传输流的速率可以是变化的或固定 不变的。在任何情况下组成的原始流可以变化或固定，在这些情况下的语法和语 意限制都是相同的。传输流速率由节目参考时钟( p c r ) 字段的位置和数值决定【4 】。 传输流由一系列的传输流分组组成。传输流分组是一个包括头信息在内长度 固定为1 8 8 字节的数据包，结构如图2 2 所示。 传输流分组的头4 个字节是分组头信息，其中第一个字节是同步字节( 固定 为0 x 4 7 ) ；1 3 比特的p i d 字段用语标识存储在该分组有效负载中的数据。p i d 值 和负载数据类型除标准固定的以外都由p s i 表给出。同一个p i d 值的分组负载只 能装载来自一个原始流的数据。p s i 信息以s e c t i o n 形式携带在传输流分组的有 效负载中，音视频压缩数据以p e s 包形式放在t s 有效负载中。如果t s 包头加上 有效负载长度小于1 8 8 字节，就得用填充字节( 0 x f f ) 补齐1 8 8 字节。填充字节可 以放在调整字段、p e s 分组以及s e c t i o n 的最末字节后。 6 第二章业务信息规范及开发环境介绍 t r a n s p o r t p a c k e t s t r e a m 卜一1 8 8b y t e s h e a d e r p a y l o a di h e a d e rj p a y l o a d l ，h e a d e ri p a y l o a d 8 lll1 3 2 一4 a d a p t a t i o n l d i s ：s c o u n t i n u f i e l dl e n g t hn d i c a t o r 时l n o m d i c a t o r5 8 惮p r i 舭o r i m t y 黑n d 吼i c 佗a t 锄o ri5 峪摆f i e l d s 酊i8 m b y 胁t e s g i i i i i i 增。l 、l 嗽i o p c rk s n p 触l i c e nl 仃a n s p o r 蛔tp g r i m v a t eip 黜墨al 慧o n 嚣ls 吣臣絮： 图2 - 2 传送流分组的结构 由于t s 码流具有较强的抵抗传输误码的能力，因此目前在传输媒体中进行传 输的m p e g 2 码流基本上都采用了t s 码流的包格式。此外，采用固定长度包格式 的t s 码流在将多路数据进行复用时提供了许多灵活性和一些显著的优点： 1 动态带宽分配 由于承载视频、音频和数据的t s 包的长度都是相同的，因此通过包识别标志 ( p i d ) 就可以将规定的信道总频带在视频、音频和数据信息间进行实时的，灵活的 分配，不需要预先进行规定。利用这一特性，可在广播付费节目前实时地将解密 钥匙插入到t s 码流中送给广大用户。 2 可分级性 t s 包的格式允许一个复用好的传输码流与另外一些视频、音频的基本码流进 行二次系统复用，生成占用频带更宽的更高一级的传输码流。这一特性在电视节 目的网络传输中具有重要作用，使得在网络的每一节点处都可以灵活地复合或分 离多路节目。 3 可扩展性 由于无法预料的未来发展的种种新业务，对传输码流的格式来说，提供一种 能够对新“后向兼容”的开放的业务扩展环境就显得格外重耍。对于新业务的基 本码流，只需在发送端赋予其新的包标识标志p i d ，就可将其加入传输码流中，而 无须做硬件上的改动。 7， 电子科技大学硕士学位论文 4 抗干扰性 由于t s 包具有固定的长度，所以传输系统中的误码纠正和检测处理就可以与 t s 包同步，以t s 包为单位进行。这样当传输过程中出现误码时，解码器就可以 从第一个好的t s 包开始恢复数据。 5 接收机成本低廉 固定长度的t s 包结构使得系统解复用非常简单，解复用器只需识别出每个 t s 包中的p i d 即可，无须了解更多的信源比特率方面的信息。一旦t s 包一级的 同步及比特一级的同步建立，系统就可正常工作。 2 1 3 节目特定信息( p si ) p s i 由节目关联表( p a t ) 、条件接收表( c a t ) 、节目映射表( p m t ) 、网络信息表 m i t ) 组成，这些表插入到t s 中传剿5 1 。p s i 提供了在传输流包中传输节目的初始 化信息。在传输流包中每个节目在p a t 中都有一个条目，即描述该节目的节目编 号与对应的p i d 值。解码器是利用p s i 传输包来解析传输流的，因此，在接收端， p s i 是用于m p e g 2 对节目进行解码所需设置参数的信息。 1 p a t p a t 是接收机和前端约定好接收方式的入口点，是机顶盒获得数据的开始。 p a t 的目的是告诉接收机，这个t s 流中有多少路的节目，所以p a t 给出了每一路 节目的标识号，以及此节目所在下一级信息的p i d ，也就是p m t 的p i d 。p a t 的 结构如图2 3 所示。 2 p m t p m t 提供节目号码与组成它们的原始码流之间的映射，这种映射表是一个t s 中所有节目定义的集合。p m t 是由多个子表组成的，每一个子表由一个p i d 标识， 并且与p a t 中的循环一一对应。p m t 的结构如图2 4 所示。 p m t 给出了p c rp i d ，这个值是作为节目时钟参考存在的，可以理解成音视 频同步所需要的时钟信息所在t s 包的p i d 。接收机可以根据这个p i d 得到这个业 务的p c r 值，并根据这个值去同步视频流和音频流。 p m t 中最重要的部分是其中的循环体，这个循环体告诉接收机这个业务中包 含了多少个基本元素流，依靠循环体中的s t r e a m和 ，还可以t y p ee l e m e n t a r y _ p i d 知道这些基本流的类型和它所在t s 包的p i d 。 8 第二章业务信息规范及开发环境介绍 图2 3p a t 的结构 图2 4p m t 的结构 3 c a t c a t 描述了节目的加密方式，它包含了节目的授权管理信息( e m m ) 和授权控 制信息( e c m ) i 拘识别t s 包的p i d ，只有授权的解码器才能由c a t 收到密钥，解码 出相应的数据流。c a t 的结构如图2 5 所示。 9 电子科技大学硕士学位论文 图2 5c a t 的结构 4 n i t n i t 传递了与通过一个给定的网络传输的复用流t s 流的物理结构相关的信 息，以及与网络自身特性相关的信息： ( 1 ) 网络识别符n e t w o r ki d ，一般给解码器用； ( 2 ) 网络名称，以文本方式提供网络名称，为观众提供网络名称信息； ( 3 ) 传输系统参数，以有线电视为例，有线传输系统参数包括：频率、调制 方式、f e c 外码、符号率、f e c 内码。 ( 4 ) 节目业务类型及s e r v i c ei d ( 节目业务识别) ，以便列出节目业务清单。 节目业务类型包括以下几种：数字视频业务，数字广播业务，图文电视业务，n v o d 准视频点播参考业务，n v o d 时间偏移业务( 同一节目间隔一定的时间重复播出) 。 n i t 的结构如图2 - 6 所示。 图2 - 6n i t 的结构 1 0 第二章业务信息规范及开发环境介绍 2 2d v b 业务信息( d v b - s 1 ) 2 2 1d v b - sl 概述 p s i 数据只提供了单个t s 的信息，使接收机能对单个t s 中的不同节目流进 行解码，但它不能提供多个t s 的有关业务和节目的类型、什么节目、什么时间开 始等信息，因此d v b 系统对p s i 进行了扩展，提供了其他不同信息种类的多种表 格，形成s i 。 s i ( 业务信息) 是指在符合m p e g 2 规范的传输流中，插入某些特殊的信息， 这些信息占用某些特定的p i d ( p a c k e ti d e n t i f i e r ，分组标识符) 和t a b l ei d ( 表标 识符) ，解码器可根据p i d 和t a b l ei d 提取这些信息。这些信息的应用非常广泛， 为解码器构成电子节目指南( e p g ) 、频道自动搜索和n v o d 等增值业务提供各种 资料。 s i 定义了9 个表：业务群关联表( b a t ) 、业务描述表( s d t ) 、事件信息表( e i t ) 、 时间和日期表( t d t ) 、运行状态表( r s t ) 、时间偏移表( t o t ) 、填充表( s t ) 、选择信 息表( s i t ) 、间断信息表( d i t ) t 6 1 。 2 2 2d v b - sl 各表的结构及功能分析 1 b a t 图2 7b a t 的结构 电子科技大学硕士学位论文 b a t 表提供了所有节目业务按类别分类而构建的群信息，它提供节目组的详 细内容，包括节目业务群名称以及每个节目业务群所包含的节目业务列表清单， 可以给不同观众提供不同节目组合服务。利用b a t 可以方便地进行所有节目中相 关节目或某类节目的浏览和选择。 b a t 的结构如图2 7 所示。 2 s d t d v b 传输流中的每一个t s 都有一个业务描述符与之对应，这些描述符组成 了业务描述表。业务可以是电视、广播、图文传输、视频点播等。s d t 的作用是 提供对每个业务的描述，使用户能方便地了解每个业务的内容。业务描述表可以 描述当前传输流，也可以描述其他传输流，由t a b l ei d 来区分。 业务描述符包含了描述系统中业务的信息，主要包括：业务提供者、业务名称、 业务类型( 如p a l 、n t s c 、s e c a m 、调频广播、图文电视、准视频点播等) 、所 属节目业务群、起始时间、持续时间、允许( 禁止) 接收该节目业务的国家、指 向特定信息的链接信息、实现准视频点播的指导信息、实现多画面的控制信息、 指示所使用的加密系统、交互式回传信道的电话号码、提供多语种的节目业务名 称和广播者以及其它私有数据。 s d t 的结构如图2 8 所示。 图2 - 8s d t 的结构 注意：s e r v i c e i d 必须和p m t 中的p r o g r a m _ n o 相同。 1 2 第二章业务信息规范及开发环境介绍 3 e i i e i t 是d v b 的一个选项表，事件信息中提供了类似于广播电视报所提供的节 目表的内容，e i t 实际上是一个节目表，它包含了与事件( 或节目) 相关的数据， 对于每一个节目都存在一个独立的e i t ，e i t 是生成e p g n v o d 的主要表。 事件信息表提供如下信息：节目段的标识号、起始时间、节目段长度、播放 状态、是否加密及使用的加密系统、节目段多语种的简短介绍、节目段的详细介 绍、两段同样节目段的时间偏移、基本码流类型等。 d v b s i 规定在一个段中描述一个事件的e i t 最大长度是4 0 9 6 个字节，其他 p s i s i 表的最大长度为1 0 2 4 个字节。e i t 的结构如图2 - 9 所示。 图2 9e i t 的结构 e i t 由于不同的t a b l ei d 而分为4 类： ( 1 ) 现行传输流，当前后续事件信息：t a b l e i d = ”0 x 4 e ”； ( 2 ) 其它传输流，当前后续事件信息：t a b l e i d = ”0 x 4 f ”； ( 3 ) 现行传输流，事件时间表信息：t a b l e i d = ”0 x 5 0 ”至”0 x 5 f ”； ( 4 ) 其它传输流，事件时间表信息：t a b l e i d = ”0 x 6 0 ”至”0 x 6 f ”。 业务信息比特流中的一个e i t 当前后续事件信息应该有两个段( s e c t i o n ) ，描述 当前事件的段号s e c t i o nn u m b e r 为0 ，描述下一个事件的段号s e c t i o nn u m b e r 为l 。 事件信息段中的e v e n ti d 应该按照升序标识。 e i t 当前后续事件信息应该按照当前和后续事件来组织【_ 丌。规则如下： ( 1 ) 在一个时间点只能有一个“当前事件 ；对于“当前事件”，e i t 当前 1 3 电子科技大学硕士学位论文 后续事件信息的段号应该是“0 ”；当没有“当前事件”时，段号标为0 x 0 0 的空e i t 当前后续事件信息也应该被传输。 ( 2 ) 对于每个时间点，最多存在一个“后续事件”；如果“后续事件”存在， 它应该在段号为“1 ”的e i t 当前后续事件信息中描述；如果没有“后续事件”， 段号为0 x 0 1 的空e i t 当前后续事件信息也应该被传输。 以下是e i t 事件信息时间表遵循的原则： ( 1 ) e i t 时间表分配了1 6 个t a b l ei d ，从0 x 5 0 - 0 x 5 f 表示“当前传输流 ， 从0 x 6 0 0 x 6 f 表示“其他传输流 ，应该按照时间先后顺序排序。 ( 2 ) 每个子表下的2 5 6 个s e c t i o n 被分成3 2 个s e g m e n t ，每个s e g m e n t 有8 个 s e c t i o n ；每个s e g m e n t 描述三小时时段内任何地方开始的事件，在s e g m e n t 中描述 的独立事件都应该按照时间顺序排列。 ( 3 ) 如果一个s e g m e n t 中包含的s e c t i o n 数量少于8 ，那么描述事件的信息应 该先安排在前面的s e c t i o n 中；并且要在e i t 表的表头中的 s e g m e n t 字段编码相应的数值，数值的计算方法是，1ast s e c t i o nn u m b e rs 0 + n - 1s o 是第一个段起始的位置。 ( 4 ) 如果一个s e g m e n t 中包含了8 个s e c t i o n ，那么在e i t 表的表头中的 s e g m e n t 字段编码相应的数值应该是。空的应该1ast s e c t i o nn u m b e rs 0 + 7 s e g m e n t 在s e g m e n tl a s ts e c t i o nn u m b e r 字段编码为s 0 + 0 。 ( 5 ) s e g m e n t 中事件的位置应该参考时间t o 。t 0 是通用时间坐标u t c ( u n i v e r s a l t i m ec o o r d i n a t e d ) 中的“l a s tm i d n i g h t 。表标识符t a b l ei d 为0 x 5 0 的s e g m e n t # 0 应 该包含事件的信息是指u t c m i d n i g h t 到u t c 时间0 2 ：5 9 ：5 9 ( 今天) 。这表示第一个 t a b l ei d 是0 x 5 0 的子表包含了从u t c 时间“今天午夜”开始四天的信息。 ( 6 ) l a s ts e c t i o nn u m b e r 是用于标记子表结束的字段。 4 t d t t d t 给出了与当前的时间和日期相关的信息。它将u t c 时间和日期标记嵌到 传输流中。由于这些信息更新频繁，需要使用一个单独的表进行描述。t d t 的结 构如图2 1 0 所示。 t a b l ei d s e c t i o n _ s y n t a xr e s e r v e d r e s e r v e ds e c t i o nu t c i n d i c a t o r 矗j t i 它 l e n 垂h t i m e u s e ”o x 7 0 ” “l ， 图2 1 0t d t 的结构 1 4 第二章业务信息规范及开发环境介绍 r s t 、t o t 、s i t 、d i t 、s t 并未应用于本课题，不多做介绍。 不同的信息表在传输流中通过赋予特定p i d 来进行区分( 如表2 1 所示) 。 表2 - 1p s f s i 的p i d 分配表 t a b l ep i dv a l u e p f 虹0 x 0 0 0 0 c a t 0 x 0 0 0 1 t s d t ( 传输流描述表) 0 x 0 0 0 2 r e s e r v e d0 x o 0 0 3 0 x 0 0 0 f s t o x 0 0 1 0 0 x 0 0 1 4 n i t0 x 0 0 l o s d t 、b a r 0 x 0 0 1 l e i to x o o l 2 r s t0 x 0 0 1 3 t o t 、t d t 0 x 0 0 1 4 2 3 数字电视机顶盒开发环境介绍 2 3 1 解码芯片介绍 本次课题采用了s t m i c r o t r o n i c s 公司提供的s t i 7 7 1 0 芯片作为主芯片。作为 s t m i c r o t r o n i c s 公司最新的低功耗高清解码芯片，s t i 7 7 1 0 是一款增强型s t 2 0 系列 3 2 位超长精简指令集的2 0 0 m h z 主频c p u ，拥有8k b 的i - c a c h e 、8k b 的d c a c h e 和4k b 的s r a m ，拥有1 6 级的中断控制器，功能非常丰富和强大，集成了c p u 内核、传输过滤解扰、图形引擎、m p e g 视音频解码器、p a l n t s c s e c a m 编码 器、解复用模块，以及包括u s b2 0 、d v i h d m i 、数字音视频辅助输入在内的各 种接口模块。本芯片包括传输子系统、视频图形子系统、2 d