基于FPGA的数字电视CAS系统设计

1、基于fpga的数字电视cas系统设计的影音效果、抗干扰性等特点是传统模拟电视所不能比拟的，是电视事业未来必定的进展趋势。为了保障并促进数字电视能健康迅速的进展，我们必需保障数字电视运营商的利益。数字电视条件接收系统(简称cas)就是保障运营商利益的技术基石。详细来说cas是保证惟独付费的用户才干正常收看节目的一系列技术。现成的许多cas都是国外的计划，随着我国数字电视普及的绽开，cas国产化的要求就变得越发迫切了。数字电视cas系统的原理ts流的加扰和解扰现在数字电视大多采纳了mpeg2传送流(ts)的方式来举行广播。在广播之前要先将ts根据一定的办法举行加扰，使得没有授权的用户不能收到正确的

2、信号数据。而授权用户在接收到加扰的ts码流之后，他们的接收机能根据一定的方式举行解扰，复原出正确的数据信号。详细来说加扰就是用一个控制字(cw)来产生一系列的伪随机序列码，用它跟ts中的数据举行异或，打乱本来ts中正确的信号数据。接收机在解扰时再按照相同的cw来产生和加扰时一样的随机序列，并通过异或的方式将被加扰的数据正确地复原回归。因此解扰的关键就是要获得加扰时用的cw值。对cw的加密和解密1所示，要使得授权用户获得加扰时的cw，就必需在ts流中加载cw举行传输。为了不让未授权的用户也获得正确的cw，因此在广播cw时会用sk(业务密钥)对其举行加密形成ecm(授权控制信息)。同时sk本身也会

3、被pdk(用户分配密钥)加密形成emm(授权管理信息)之后，再通过ts流举行复用传输。因为pdk是授权用户机器本身的一个编号，它不需要通过ts在公用信道中传输。这样在公用传输信道里传输的ecm、emm都是加密了的。惟独授权用户才有正确的pdk来解密出sk，也惟独正确的sk才干解密出正确的cw。而且为了进一步加强信号的平安性，cw普通来说几秒钟就会变幻一次，sk也会在一个时光段后产生变幻，来避开破解者对密钥举行系统性的搜寻。图1用来实现cas在用fpga设计cas时，必需要理解psi(程序特别信息)。psi包含了要正常收看节目所需要的绝大部分信息，它由pat(节目关联表)、pmt(节目映射表)、

4、cat(条件接收表)、nit(网络信息表)4个表组成。为了新开机的用户能准时收看节目，psi必需起码以20次/秒的频率不断发送。和条件接收有关的就惟独cat和pmt。其中cat中的ca描述子包含了emm和ecm的信息。表一介绍了ca描述子的语法结构。其中ca-system-id的最低位为零表示pri-vate-data-byte是emm数据，否则private-databyte是ecm数据。ca-pid是相应加扰节目的pmt的包识别名(pid)。本办法通过在ca描述子中加入pmt包的pid的办法，来实现多个ca描述子和多个加扰节目之间的一一映射关系。cas发送端fpga的实现cas发送端fpg

5、a实现的框图见图2所示。接收机序号，sk(业务密钥)和cw(控制字)发生器的初始值由pc机通过来对fpga芯片举行设定。fpga芯片先检测ts流中pmt包的pid值，将这个值与emm、ecm一起形成cat包，等待前端的复用器将其插入ts流中。加扰器会每隔几秒钟就对cw举行更新，用新的cw来对ts加扰，同时cw发生器又将产生下一个cw，经过密钥sk对cw举行des加密后，形成新的ecm。再打包形成cat，等待前端插入(复用)ts流中。emm信息的形成与此类似。图2cas接收端fpga的实现cas接收端fpga实现的框图3所示。pdk信息通过智能卡送给fpga芯片。fpga芯片先检测解复用之后的ts流中pmt包的pid值，将其存在寄存器里，然后继续寻觅cat表，再找到ts中的cat时，将其中的ca描述子提取出来，再按照描述子中ca-system-id的值来打算是提取ecm信息还是emm信息，按照pdk和emm可以解密出sk，再通过和ecm信息解密出cw。详细是用法当前的cw还是用法下一个cw来解扰，由解扰器按照ts包头信息来打算。图3结束语本文介绍了数字电视条件接收的基本原理，并提出了一种只用cat表来传送emm、ecm信息的办法。