简易标清数字电视机顶盒-长虹.doc

前言在我国，数字电视节目在许多省市已经开始试播，由于用户端使用的基本都是模拟电视机，无法接收数字信号，因此需要一种接收装置来担当二者之间的桥梁，这就是机顶盒（Set Top Box，简称STB）。它是一种扩展电视机功能的一种新的家用电器。它可以把卫星直播数字电视信号、地面数字电视信号、有线电视网数字信号甚至互联网的数字信号转换成模拟电视机可以接收的信号，使现有的模拟电视机用户也能分享数字化革命带来的科技成果。本文主要针对南京广电有线数字电视基本型单向简易型机顶盒的用户使用和市场需求，从关键芯片介绍、机器开机流程、软件文件大小和在内存的存放位置、系统框架和功能模块介绍等几方面对简易型机顶盒技术与解决方案做一个简单的系统介绍说明。目前，国内数字电视机顶盒关键芯片厂商各自推出了自己的芯片方案，尤其是有线数字电视。一、NEC PD61116主芯片介绍1. 芯片PD61116采用32位1.5V内核，0.13UM工艺，功耗低，是一种高性能的主芯片，主频达到166MHZ，处理速度可达到233Mips，可实现高速通信、处理、大存储空间。2. 芯片采用双核架构，性能优越。主 CPU负责视频解码控制，次CPU负责音频解码控制，同时外围电路设计简单,支持EJTAG软件调试功能。提供了多种外围设备接口，包括两个UART 接口、两个智能卡接口、I2C 接口、红外接口、图文电视接口、通用IO 控制以及调制解调器等接口，通过这些接口，PD61116 可以和多种外围设备相连，其功能更加强大。3. 主次CPU各有4KByte的数据缓存和指令缓存空间，有36个PID FILTERS（1个 VIDEO PID，2个AUDIO PIDS，1个PCR PID，32个通用PID）和32个SECTION FILTERS。4. PD61116芯片采用16位总线接口，216PIN QFP封装。可以使用X*4MByte SDROM（可扩展支持8MB、16MB、32MB、64MB），相对于需要2*32MByte SDROM 价格更低，供货更好，满足产品的不同的市场应用配置需求，并且省下了足够的I/O口，可用于按键扫描等方面。5. 芯片具有标准的存储控制器，支持存储器间的DMA数据传送。6. 具有2D图形加速引擎，支持FLASH、GIF、JPEG图片格式支持动画菜单、滚动字幕，支持多种字体显示，可以设计出美观的动画界面效果。7. 显示分BACK GROUND VIDEOOSD1OSD2共四层，可以非常清晰的菜单效果，立体感强。8. 内含抗闪烁电路，设计出的界面不闪烁，给人眼很舒服的感觉，绿色健康。9. 支持视频图象的ZOOM功能，可以把节目的局部放大，使用户更好的看局部精华的节目内容。芯片框图如图一所示：图一该主芯片成熟度较高.在欧洲,日韩等地都占有较高市场份额，NEC公司独立成立影音部门负责开发，后续发展潜力更大。二、机器开机流程1. 从BOOT引导区域进入读写Flash数据，先将存放在Flash上的主程序和字库文件等解压到SDRAM中；2. 然后进行硬件检测和初始化工作：a) 内存管理模块初始化b) Demux设备检测和初始化c) 音视频解码设备检测和初始化d) OSD Region设备检测和初始化e) 遥控器和前面板设备检测和初始化f) Flash和EEPROM检测和初始化g) 高频头检测和初始化h) 智能卡检测和初始化i) LED检测和初始化j) 时钟控制器检测和初始化3. 显示开机图，对CA模块进行出初始化4. 后台接收NIT、EIT等EPG数据5. 播放节目三、软件文件大小和在内存的存放位置1.Flash的分配Loader区域字库存放区域主程序存放区域数据区域Boot区域0x9fc000000x9fc300000x9fd600000x9ff200000x9ffc0000说明：a)Boot区域在整块Flash的开始位置，启动了程序的驱动和引导作用。空间大小为（0x9fc30000 0x9fc00000 = 192K）b)主程序存放区域是整个应用软件的存储位置，应用软件的重用和层次结构请参照本文档的第二部分。空间大小为（0x9fd60000 0x9fc30000 = 1.2M）c)数据区域存放一些用到的数据，例如程序的背景图片、广告图片等。空间大小为（0x9ff20000 0x9fd60000 = 1.75M）d) 字库存放区域存放系统使用到的一些文字库。空间大小为（0x9ffc0000 0x9ff20000 = 640K）e) Loader区域包括loader数据区和备份loader数据区用于在线升级程序。空间大小为（0x9fffffff 0x9ffc0000 = 256K）2.Sdram的分配其它使用区域(1.3M)EPG数据缓冲(7M)主程序代码段映射区域(2.6M)堆栈的存放区域(384K)音视频解码和Demux缓冲区空间(1.25M)OSD缓冲区域(1.64M)图片缓冲区域(1.8M)3.EEPROM 未使用空间系统信息(128Byte)CA NVM空间(289Byte)当前节目信息(6Byte)节目音量声道(1300Byte)四、系统框架和功能模块介绍1、 软件的层次结构示意图如下：NEC DriverDriverPackageMiddlewareCAAppsAppsiPanelAppsEnreach2、 应用层模块划分a) CA设置模块包括CA信息、CA设置等界面b) EPG包括EPG、NVOD的界面和处理c) 游戏包括三个小游戏：俄罗斯方块、推箱子、五子棋d) 菜单主菜单、各项子菜单e) 节目列表对节目列表的处理和节目列表的界面f) 节目设置节目加锁、排序、删除等g) 节目搜索自动搜索、手动搜索、全频段搜索h) 系统设置各种系统设置的菜单i) 浏览器包括茁壮浏览器和影立驰浏览器两种j) 股票可集成四川长虹股票分析系统、海特荣德股票分析系统k) NVOD 集成恩讯等NVOD系统，也可自主开发l) 节目播放m) 资源文件一些字符串、图片文件等资源数据3、 中间层模块划分a) 控件Control仿照Microsofe MFC开发的窗口系统，功能强大，使用方便。窗口的开发、管理等消息的传递流程，与VC开发windows应用程序非常像。窗口系统使用C+语言进行开发，和传统的C语言相比，可以大幅简化开发流程，代码可读性强，开发快速，且便于维护。窗口系统提供了基本窗口、按钮、ComboBox、列表框、进度条、滚动条、菜单、编辑框、静态文本框、对话框等常用控件。b) 图形Graphics提供屏幕绘图函数、各种图形格式的图片的打开和绘图（Jpeg、Gif、Bmp、I帧）、多种语言的字库(中文、英文、俄文等)屏幕绘图提供缓冲机制，以提高图形显示的效果绘图可以使用硬件加速。c) 前面板Fontboard前面板按键和遥控器d) OSOS对操作系统提供的功能进行封装e) 存储Store提供对Flash、EEPRom存储器的管理。f) 解调Demodulateg) 解扰Descrambleh) 解复用Demux通道的创建、设置、接收数据等i) AVAV音视频播放和控制j) SISI支持DVB标准中定义的全部表，支持自定义描述子的解析。针对EPG和NVOD应用进行的数据重组织。后台数据接收，完善的接收控制，可以设置各种风格的接收方式以适应不同的网络。对数据的解析和存储的优化，提高效率，减少存储空间占用。支持GB2312、Unicode、UTF8字符解码。k) 文件FileManager在Flash存储器中创建文件系统，支持多个文件分区，支持可读写文件分区和只读文件分区。l) BasicLib常用类库，包括CTString、CTRect、CTList、CTPoint等。4、Driver Package硬件驱动层（DRIVER驱动层）：硬件驱动层在操作系统和硬件抽象层的基础上实现对硬件的驱动。（该模块部分由公司自主开发）5、NEC Drivera) OS操作系统：提供操作系统内核。操作系统主要提供内存管理、任务调度、时钟管理、资源共享和互斥等功能。（该模块部分由NEC公司提供） b) BIOS层：用于将引导操作系统，对操作系统提供板级支持。同时提供一些近设备的驱动。（该模块部分由NEC公司提供） c) API接口层：实现OS操作系统、BIOS层和DRIVER 驱动层的接口连接。（该模块部分由NEC公司提供）五、操作系统的选型机顶盒作为一个典型的嵌入式系统，对其操作系统有更高的稳定性和实时性要求，一般选用实时嵌入式操作系统，这里我们选用PD61116操作系统：一个可移植、可固化、占先式的实时多任务操作系统。在实践中已证明该操作系统在稳定性和可用性上是完全适合在本方案中是选用的。NEC PD61116芯片内核精简，效率高，对存储器和内存的需求低，对于降低系统成