有线电视数字机顶盒技术

有线电视数字机顶盒技术,武汉东太信息产业有限公司郑立新,数字电视多媒体信息系统结构图,机顶盒概念,顾名思义，机顶盒就是放在电视机顶上的一个盒子，是电视机的一个附加部件，其目的是提高电视机的功能。早期有：增补频道机顶盒付费解扰机顶盒图文电视机顶盒今天：数字电视机顶盒DVB-C机顶盒DVB-S机顶盒（数字卫星接收机）DVB-T机顶盒STB-SetTopBox,机顶盒的基本功能,STB的基本功能1.能够接收DVB数字电视信号2.对DVB-C的QAM调制能解调解复用，从256QAM、128QAM、64QAM、32QAM、16QAM、4QAM(QPSK3.支持中文电子节目指南(EPG)；4.通过使用智能卡，能够接收数字付费电视节目和付费频道，具有安全可靠的解密功能。5.具有PAL电视信号输出端子；,STB的扩展功能,STB的扩展功能1.支持NVOD，VOD,数据广播功能（包括股市行情，天气预报，新闻，电子政务，市场信息）；2.在信源解码方面，从支持标准清晰度电视(SDTV)到高清晰度电视(HDTV)的解码；3.随着有线网络双向化改造的进展，STB应逐步支持双向数据业务，Internet浏览器等；4.支持MHP中间件技术的综合业务功能；5.支持硬盘录像和重放功能的PVR;,机顶盒的硬件结构概览,机顶盒系统框图,机顶盒的硬件组成,1.高频头调谐器：选频作用2.QAM解调模块：解QAM调制的序号，得到多节目传输流；3.解复用模块：从多节目传输流中过滤出选择的节目流；4.解扰模块：如果发现是加密节目，则通过解扰模块，将加密的节目流还原成透明的节目流；5.解码模块：将节目流进行MPEG-2解码；6.PAL编码：对解码后的节目流进行PAL编码，通过AV输出，S-video输出，通过电视机还原音视频图像和声音；,机顶盒的硬件,机顶盒的硬件接口：1。红外接收板：用于红外遥控，方便用户对机顶盒进行控制操作；2。智能卡接口（SmartCard）：用户用于节目的解扰用；3。AV接口和S-video;4。RS232接口：用户调试和控制；5。以太网接口，电话线接口；6。RF输入接口：信号输入；,机顶盒框图,机顶盒的信号流程1,1.射频输入经射频分支器，一路直接输入到电视机的射频输入插子L，另一路送人STB的调谐器，达到数字与模拟兼容接收的功能。2.调谐器。此器件的作用是将从CATV网上众多的频道中选择所需的数字信道，并将其射频信号下变频到一个固定中频上去，供配套器件能够准确采样。该器件应具有电子调谐、频道存储、受控功能。3.QAM解调芯片的作用是将己调数字信号的载频(一般为固定中频)还原为基本传输流(TS)。4.解复用:这个模块的功能是在多节目的传输流中过滤出所选节目的传输流；,机顶盒的信号流程2,5.解扰模块:解扰模块主要作用是对加扰的节目流进行解扰，还原成干净的节目流；解复用后生成MPEG的PES流，传给专用解码芯片。一旦解复用时发现了加扰的MPEG数据包，则使用直接存储器存取(DMA)方式将数据包传人解扰模块对应的内存中去，解扰后再传回来，继续以后的解码过程，不同的CA系统有不同的加扰和解扰方式6.MPEG解码。经过解调、解复用、解扰的码流达到此部分进行视音频解码、文本图形数据处理，它需要有自己的存储器(SRAM)。,机顶盒软件体系结构,机顶盒的软件层次,1。驱动程序：包括接口驱动，MPEG解复用接口设置及监视，MPEG解码控制寄存器的设置及监视，在屏显示功能(oSD)的实现，前端的调谐器、解调芯片的驱动，板上数据库的写入及更新，各种表的过滤，解扰部分的驱动，若有回传信道还包括其驱动，若解复用是用软件实现的话，则包括软件解复用的部分，SI信息的过滤，电子节目表的过滤与显示，也包括其中2。实时操作系统的主要作用是控制各种资源，包括各种硬件的控制，以及软件各个进程之间的协调控制，系统资源的分配等。在启动机顶盒时，由引导程序通过网络从中心控制系统下载。系统在设计上采用从FlashROM引导，引导程序功能包括：,机顶盒的软件层次,1)系统自检。对系统部分硬件进行检测，如DRAM等2)系统设置。用户可通过遥控器对系统必要的参数进行设置。如基本频率、辅助频率、符号率、DTV节目信息表等；3)DTV功能。用户在无点播服务的情况下，可以收看数字电视节目4)系统升级:通过判别系统或台标的名称和版本号，下载升级FlashRom中的机顶盒软件；,中间件,(3)中间层软件将底层硬件、操作系统与应用软件的设计隔离开来，这样使各层的开发独立性加大，平台的选择性增多。中间件包含的应用程序接口使用定义明晰的语言，为应用程序提供用于访问核心STB功能所需的标准函数集。许多厂商提供STB的中间件方案。这些方案能在广义上分成两种：基于HTML或Java因特网浏览器的方案，以及专用方案。目前主要标准有：DVBMHP、ATVEF、DASE、openCable、DVB的MPE、DSMCC。,中间件,主要中间件有：JavaTV、MediaHighway、Microsoft、NDSCore、OpenTV、PowerTV、NTC2000。这些产品在市场上都占有一席之地，但彼此并不兼容。目前，标准组织已经认识到已有中间件产品兼容性差这个事实，并且开始着手建立开放的中间件标准。DVB提出了基于Java虚拟机的中间件标准DVBMHP(多媒体家庭平台)。ATSC成立了T3S17技术专家小组委员会，致力于机顶盒软件环境的定义，该软件环境称为DW应用软件环境(DASE)。,浏览器和应用程序,4。浏览器是一种基于HTML超文本标准子集的标准用户操作界面。用户用该浏览器可浏览从网上下载的操作主页，选择服务功能。浏览器可通过操作主页中用户所选择服务对应的链接(Link)，自动引导从网络下载并运行有关应用程序。5。应用程序(Application)负责完成各项用户服务功能，在操作系统的引导下，调用基本输入输出系统的网络下载功能，从中心控制系统下载应用程序。应用程序包括实时事件处理层及业务软件层。,机顶盒的发展趋势,从机顶盒的外形发展来看：数字电视机：机顶盒与电视机集成形成一体化的数字电视机，这需要进行标准化，特点是比较方便和标准；专用机顶盒：机顶盒高清显示器，特点是比较灵活，能够支持复杂的应用，用户升级方便；现有：1024768高清显示器：19201080；,机顶盒的发展趋势,从机顶盒的硬件平台看：一是PC方式，CPU越来越强大；二是通用DSP方案，采用FPEG、CPLD可编程逻辑器件，例如软件STB产品；从介绍上看，有可能采用的是通用芯片方案，这样一来，标准与硬件上的限制因素少，便于实现应用软件的在线升级。同时存储器容量越来越大，MPEG解码器将支持同时解码多个HDTV的节目；图形功能越来越强大，将从简单的0SD发展到强大的2D、3D图形引擎；,机顶盒发展趋势,在应用方面，机顶盒将支持越来越多的应用，并且，下载的应用将越来越多。这些应用包括：电子节目指南、按次付费观看、立即按次付费观看、准视频点播、数据广播、Intemet接入、电子邮件、视频点播以及U电话和可视电话等。当然，还会有许多其他新的应用。,机顶盒的发展趋势,在机顶盒的软件方面：标准化的中间件产品将进一步发展，用户将可以共享丰富的应用软件。外部接口