数字电视条件接收卡硬件结构及实现方法

1 引言

CAM的结构一般可以以一个高性能的32位SoC芯片为核心，配合智能卡接口、CI接口、专用的TS传输流处理引擎、DVB通用解扰等部分组成。CAM卡的体积空间非常有限，却要实现一个能处理高清电视节目流的高速32位嵌入式系统，所以其核心的SoC芯片的规模和性能就成了技术的关键点。

2 相关芯片市场状况

目前欧美的数字机顶盒都是机卡分离的条件接收方式，技术早已成熟，用于条件接收的芯片形成了强大的市场供货。有些国家甚至开通了多媒体、多声道、交互式的数字电视系统，而且不久将淘汰机顶盒，销售真正意义上的机卡分离数字条件接收一体化电视机。然而在国内市场上最受欢迎的是一些低成本芯片产品，这类产品多采用如ST的STi5518B，LSI的AViA-9700和富士通的SmartMPEG等芯片。这类低成本解码器中集成的处理器时钟频率一般在150 MHz以下，不带硬盘接口和USB接口，如ST的STi5518B主要可以实现数字电视信号条件接收以及股票信息接收等基本功能。

另一类是像ST的STi5528和STi7710芯片，则是高端产品的代表。采用这些芯片的机顶盒往往集成了双CPU，多数支持IEEE 1394接口、USB接口以及IDE硬盘接口，除了具有优秀的音频和视频处理能力外，采用此类芯片的机顶盒还具有网络浏览功能和多种交互式应用功能。以STi7710来说它支持HD-STB，DVB-S，DVB-C格式的解决方案。该芯片集嵌入式CPU、传输流复用／解码、视频解码、图像处理、音频解码、高速USB2.0接口、数字视频接口(DVI)、高清多媒体接口(HDMI)等功能于一体。STi7710集成的CPU核心是一个高性能的ST20，工作频率为200 MHz；支持目前机顶盒市场上所有的中间件，同时能够支持未来的软件升级；支持统一的存储器DDR和SDRAM接口，提高了RAM芯片的利用率和性能；嵌入的高性能图像引擎支持图形密集型任务。

显示接口方面，STi7710具有数字视频接口(DVI)和高清多媒体接口(HDMI)，以确保STB以最小的系统成本获得最高的输出灵活性；通过嵌入的高级音频编码(AAC)解码器，提高了在低位率时的音频功能。

芯片集成了由SRS实验室开发的先进的音响技术SRS TruSurround XT，该技术通过两个扬声器的电视机或娱乐系统，可以再现影院级的虚拟环绕声。

传输速率可达480 Mbit／s，比USB标准1.1版快40倍，使许多外设可以连接到一台基本型高清机顶盒上，提供更多的附加功能。如增加一个硬盘驱动器(HDD)，把机顶盒变成一个数字录像机(DVR)，允许机顶盒制造商为用户提供一个低成本的软件升级途径；连接数码相机或存储卡等多种外设。支持未来多重多媒体功能。显然是一款高端的机顶盒芯片，目前国内已有公司采用该芯片设计高性价比的数字高清机顶盒。至于HD-STB／DVB-S／C的制式问题在硬件上主要是前端高频头部分有一定的区别，而在软件部分整体架构基本是一致的。

目前，我国一些新兴的技术公司在学习和消化引进技术的同时，自行研制开发了一些具有自主知识产权的SoC芯片。例如深圳国微公司的SM1658和杭州国芯公司的GX1201、上海杰得微电子公司的Z228芯片。它们的共同特点是通过对欧洲的DVB-CI标准的潜心研究，结合自身在嵌入式产品领域和集成电路领域的产品开发经验，对以ARM7或ARM9为核心的SoC技术进行攻关，成功开发出了自己的CAM芯片，因此大幅度降低了CAM的生产成本，消除了大规模推广机卡分离标准的价格瓶颈。表1是3种芯片的性能比较。

3 CAM的结构及硬件体系

下面以深圳国微公司的SM1658芯片为例来说明数字电视条件接收