MTC机顶盒产品软件架构介绍 -KangHui

MTC机顶盒软件架构介绍MTC2016.09.09常用术语解释模拟电视(ATV,Analogtelevision)是指从电视图像信号的产生、传输、处理到接收机的复原，整个过程几乎都是在模拟体制下完成的电视系统或电视设备。它泛指电视的影像和音频进行调频后播放出来的一个模拟信号,简单而言,讯息广播信号表达的是一个在信号的幅度或频率方面的故意变化的功能。数字电视（DTV,DigitalTelevision）是一个从节目采集、制作、传输、到用户端机顶盒都以数字方式(0和1)处理信号的端到端系统。目前，世界上数字电视系统有四大标准，即美国的ATSC、欧洲的DVB、日本的ISDB和中国的DTMB数字电视机顶盒(STB,SetTopBox)是一个连接电视机与外部信号源的设备。它可以将源信号转成电视内容，并在电视机上显示出来。信号可以来自有线电缆、卫星天线、宽带网络以及地面广播。机顶盒接收的内容除了模拟电视可以提供的图像、声音之外，更在于能够接收数据内容，包括电子节目指南、因特网网页、字幕等等。数字电视机顶盒从狭义上按标准分为美标ATSC机顶盒、ISDB-T机顶盒，数字卫星机顶盒（DVB-S）、欧标数字地面机顶盒（DVB-T）、国标数字地面机顶盒（DMB-T）、有线电视数字机顶盒（DVB-C）。按照功能来分的话，可以分为单向机顶盒、双向机顶盒、IPTV/OTT机顶盒;

数字影像广播标准列表DVB家族（欧洲/亚非）

DVB-S（卫星电视）DVB-S2DVB-S2X

DVB-T（数字电视）DVB-T2

DVB-C（有线电视）DVB-C2

DVB-H（移动电视）DVB-NGH

ATSC家族（北美）

ATSC（数字电视/有线电视）ATSC2.0ATSC3.0（支持cable和Air传输）

ATSC-M/H（移动电视）ISDB家族（日本/南美）

ISDB-S（卫星电视）

ISDB-T（数字电视）1seg（移动电视）

ISDB-C（有线电视）

SBTVD/ISDB-TB（巴西）

DTMB家族（中国(包括香港、澳门)）

DTMB（数字电视）

CMMB（移动电视）ABS-S（AdvancedBroadcastingSystem-Satellite）

机顶盒分布图嵌入式系统的定义IEEE（国际电气和电子工程师协会）对嵌入式系统的定义：“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”（原文为：DevicesUsedtoControl，MonitororAssisttheOperationofEquipment，MachineryorPlants）。这主要是从应用对象上加以定义，从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。国内普遍认同的嵌入式系统定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统；嵌入式系统一般指非PC系统，它包括硬件和软件两部分.

硬件包括处理器／微处理器、存储器及外设器件和I／O端口、图形控制器等.

软件部分主要是：嵌入式操作系统以及应用程序编程机顶盒硬件机顶盒是一个嵌入式系统，一般由嵌入式微处理器（片上系统，SystemOnChip）、存储器（SDRAM、ROM、Flash等）、高频头、回传通道（Modem或网卡）、CA（ConditionalAccess）/CI（CommonInterface）接口，输出接口及显示控制等几大部分构成；嵌入式微处理器有各种不同的体系，即使在同一体系中也可能具有不同的时钟频率和数据总线宽度，或集成了不同的外设和接口。据不完全统计，目前全世界嵌入式微处理器已经超过1000多种，体系结构有30多个系列，其中主流的体系有ARM、MIPS、PowerPC、X86等。但与全球PC市场不同的是，没有一种嵌入式微处理器可以主导市场，仅以32位的产品而言，就有100种以上的嵌入式微处理器。嵌入式微处理器的选择是根据具体的应用而决定的；机顶盒软件结构图DVB产品软件的基本层次机顶盒软件电视数字化后，数字电视技术中软件技术占有更为重要的位置。除了音视频的解码由硬件实现外，包括电视内容的重现、人机操作界面的实现、数据广播业务的实现，直至机顶盒和个人计算机的互联以及和Internet的互联都需要由软件来实现，按层次划分大体由以下基层组成：硬件(Mstar,Novatek,Broadcom)驱动层(Flash,DDR,Tuner,Demux,FrontPanel,usb,ir)嵌入式实时多操作系统（RTOS）；中间件(1.对任务驱动层的封装2.利用驱动层做一些后台的服务3.提供应用层的接口)；上层应用软件(菜单，EPG，游戏，数据广播,天气，股票)硬件驱动层软件驱动程序驱动硬件功能，如射频解调器（高频头）、传输解复用器、A/V解码器、OSD图形引擎、视频编码器，Flash驱动，遥控信号接收，面板显示驱动等。芯片方案商一般会提供硬件抽象层（HardwareAbstractLayer，HAL）或板级支持包（BoardSupportPackage，BSP）等底层软件；一般不需要应用商自己开发；嵌入式实时多任务操作系统嵌入式RTOS（Real-timeoperatingsystem）作用与PC机上的Windows相似，但它不装在硬盘中，它系统结构紧凑，功能相对简单，资源开销较小，便于固化在存储器中。目前较常用的嵌入式机顶盒RTOS有NucleusPLUS，eCos，Linux等；典型的嵌入式程序在程序指针复位后，首先进行堆栈、中断、中断向量、定时器、串行口等接口设置、初始化数据存储区，然后就来到了一个监测、等待或空循环，在这个循环中，MCU可以监视外设、响应中断或用户输入。它可以看作是一个内核，相当于C语言中的主函数。RTOS就是这样的一个标准内核，包括加载和初始化与硬件无关的设备驱动程序，建立系统内存区，加载并初始化其他系统软件模块，如网络系统、文件系统等，并调度这些模块任务。最后创建应用程序环境，并将控制权交给应用程序的入口。它建立在硬件系统之上，用户的一切开发工作都进行于其上；中间件软件中间件是一种将应用程序与底层的操作系统、硬件驱动隔离开来的软件环境，它通常由各种虚拟机（如HTML虚拟机、JavaScript虚拟机、Java虚拟机、MHEG-5虚拟机等）或成熟的商用中间件产品（如Opentv的EN2、Liberate的TVNavigatorforDTV、Enreach的EnreachTVforDTV、Canel+的Mediahighway和Intellibyte的IBEPG、IBSIManager、IBBrowser等)或网络浏览器、图像与多媒体模块等组成。但彼此兼容性并不好，标准组织已经着手建立公开的中间件标准）。机顶盒软件中间件的核心层模块包括GDI模块、SI模块、文件系统模块、AV模块、浏览器模块、系统模块等。它不仅能够为应用层提供与业务无关的应用软件接口，而且能够屏蔽掉上层软件模块对硬件的依赖性，构建一个软件平台适配层。

MTC中间件开发av：音视频显示及回放的控制，logo显示，根据幅形比设置的SCART电压控制；db：系统设置及节目数据库的结构及数据；demux：section数据的过滤，需要任务处理各个filter的状态；dm：系统设置及节目数据库的存取、更新和管理；dsc：加密数据的解扰；eit：EPG信息的收集，存储，需要背景处理当前台和其它台；flash：SPI、parallel串并行Flash统一的对外接口；frontend：处理锁台，换台，锁台是否正常，监测Nim状态；io：GPIO口的控制；language；audio/subtitle/teletext的设置；mediaplayer:媒体文件播放控制；MTC中间件开发（续）parentalcontrol：播放级别控制；platform：平台的初始化；si:PSI/SI的解析，PAT、PMT，TOT、TDT等实时监测是否有更新;scan：手动，自动搜台的实现;section：节目流数据的解析过滤准备；sm:节目播放流程控制；smartcard：CA，CI卡的控制；subtitle：字幕数据的准备，解码显示；system:包括系统初始化，电源管理，系统时间设置，更新;teletext:图文数据的准备，解码显示;上层应用软件执行服务商提供的各种服务功能，如：应用程序管理、用户交互操作的应用和管理、人机界面菜单设置、电子节目指南、频道列表管理、喜爱节目管理、定时启动管理，多媒体菜单管理、PVR视频录制、视频点播、电子邮件、Web浏览、即时信息、电视商务、可视电话、股票信息浏览、游戏、万年历等。上层应用软件独立于机顶盒的硬件，它可以用于各种机顶盒硬件平台，消除应用软件对硬件的依赖；软件功能简述运行状态管理：运行、关机、待机（包括待机电源管理，低功耗，待机遥控键响应，定时开机启动）；节目播放：主要音视频播放暂停停止、刻录回放；节目管理：节目列表管理，属性设定（喜爱，加锁，跳过，删除，修改）；预定管理：包括节目预定，定时管理；EPG收集、组织、处理、显示及实时监控刷新；密码修改、启用、停用；软件功能简述（续）OSD、字幕、图文、声音语言及声道选择；信号强度、质量监控；视频输出格式，幅形比设置；收音机数据广播接收；集成前端要求的CA，实现解扰；向所有模块提供系统时钟；各种UI菜单界面设计；软件更新：串口、USB、OTA升级，解决问题或升级新客户需求；机顶盒软件升级机顶盒软件按升级又分为bootloader和application应用程序；一般升级至只需要升级应用程序即可；bootloader一般是STB的启动程序，最后会启动application，一般比较小，可以有简单的OS和界面，也可以没有。可以更新应用程序；OTA(OverTheAir)空中升级是指用户终端可以直接通过信号通道的接收下载方式，在机顶盒上进行创建和安装更新软件。软件的基本业务流程1.节目搜索的基本流程2.切换节目的主要流程3.待机和恢复待机的流程4.EPG业务的流程节目搜索的基本流程切换节目的主要流程从开机状态到待机状态流程从待机状态到开机状态流程EPG业务的流程STB产品软件中重要的数据1〉要存储到Flash的数据类型2〉在内存中重要的动态数据要存储到Flash的数据类型1〉频道数据

2〉节目数据

3〉系统数据

要存储到Flash的数据类型频道数据 1.频道的频率

2.频道的符号率(symbolrate) 3.频道的序号 4.其他信息要存储到Flash的数据类型节目主要数据 1.ServiceID

2.视频PID 3.音频PID 4.PCRPID 5.节目名称 6.节目的序号要存储到Flash的数据类型系统主要数据 1.电视节目的音量

2.节目的最大数量 3.当前的节目 4.当前的菜单语言 5.开机时的节目 ………..在内存中重要的动态数据在内存中重要的动态数据1〉节目信息数据

2〉节目信息表(PMT)的数据结构3〉PAT信息的数据4〉ES信息的数据

5〉SDT信