有线电视数字机顶盒的关键技术详解

2008-01-14 15:28:56来源:青仙雅园 热度:

1.有线电视数字机顶盒的基本原理

有线电视数字机顶盒的基本功能是接收数字电视广播节目,示意图如图1所示,调谐模块接收射频信号并下变频为中频信号,然后进行A/D转换变为数字信号,再送入QAM解调模块进行QAM解调,输出MPEG传输流串行或并行数据。解复用模块接收MPEG传输流,从中抽出一个节目的PES数据,包括视频PES、音频PES以及数据PES。解复用模块中包含一个解扰引擎,可在传输流层和PES层对加扰的数据进行解扰,其输出是已解扰的PES。视频PES送入视频解码模块,取出MPEG视频数据,并对MEPG视频数据进行解码,然后输出到PAL/NTSC编码器,编码成模拟电视信号,再经视频输出电路输出。音频PES送入音频解码模块,取出MPEG音频数据,并对MPEG音频数据进行解码,输出PCM音频数据到PCM解码器,PCM解码器输出立体声模拟音频信号,经音频输出电路输出。

有线电视数字机顶盒的关键技术

该机顶盒由以下几部分组成:数字电视广播接收前端、MPEG解码、视音频和图形处理、电缆调制解调器、CPU以及存储器、以及各种接口电路。数字电视广播接收前端包括调谐器和QAM解调器,该部分可以从射频信号中解调出MPEG传输流;MPEG解码部分包括解复用、解扰引擎和MPEG解压缩,其输出为MPEG视音频基本流以及数据净荷。视音频和图形处理部分完成视音频的模拟编码以及图形处理功能。电缆调制解调模块由一个双向调谐器、下行QAM解调器、上行QPSK/QAM调制器和媒体访问控制(MAC)模块组成,该部分实现电缆调制解调的所有功能。CPU与存储器模块用来存储和运行软件系统,并对各个模块进行控制。接口电路则提供了丰富的外部接口,包括通用串行接口USB、高速串行接口1394、以太网接口、RS232、视音频接口等等。

该框图所描述的有线电视数字机顶盒是一种功能齐全的机顶盒,实际上,在具体实现时,厂商可以根据需要对其进行裁减。

2.实时操作系统

大家对PC的操作系统都比较熟悉,如DOS、Windows98、WindowsNT、Unix、MacOS。与这些操作系统不同,机顶盒中的操作系统不是非常的庞大,但却要求可以在实时的环境中工作,并能在较小的内存空间中运行。这种操作系统称为实时操作系统。

目前流行的实时操作系统有WindRiverSystem公司的VxWorks、IntegratedSystemsIncorporated公司的pSOS、Microware公司的DAVIDOS-9、ST公司的OS20、前面介绍的WindowsCE、以及专为机顶盒开发的PowerTV。这些操作系统各有所长,在机顶盒中都有应用。其中VxWorks、pSOS、OS-9、OS20等是通用的实时操作系统,在其他的嵌入式应用中也有广泛的应用,在机顶盒中,应与下面将要介绍的中间件结合使用。PowerTV是专为机顶盒开发的,将中间件集成在一起的操作系统,在美国应用较广。另外,随着Linux的兴起,嵌入式的Linux已渐渐成熟。它不仅为机顶盒厂商提供一种选择,而且由于Linux的开放性和先进的结构,会对现有的实时操作系统构成巨大的威胁。

3.中间件

中间件是一种将应用程序与低层的操作系统、硬件细节隔离开来的软件环境,它通常由各种虚拟机来构成,如HTML虚拟机、JavaScript虚拟机、Java虚拟机、MHEG-5虚拟机等等。

一个完整的数字机顶盒由硬件平台和软件系统组成,可以将其分为4层,从底向上分别为:硬件、底层软件、中间件、应用软件。硬件提供机顶盒的硬件平台;底层软件提供操作系统内核以及各种硬件驱动程序;应用软件包括本机存储的应用和可下载的应用;中间件将应用软件与依赖于硬件的底层软件分隔

责任编辑:51DTV编辑部

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