我国数字电视机卡分离的技术与应用2

四．我国自主知识产权UTI机卡分离方案介绍

随着数字电视产业的不断发展，新的数字电视应用也层出不穷，进而对数字电视系统提出了更高的要求。在10年前，CA几乎是数字电视运营商的唯一附加要求，所以当年DVB-CI标准仅详细定义了针对CA应用的标准（虽然也预留EPG和版权保护的资源，却没有明确的定义，更没有产品实现）。而美国运营商不能接受DVB-CI在PCMCIA接口上实现明流传输，所以在1998年着重增加定义了版权保护的具体实现标准，即后来颁布的POD（Cable Card）标准。

但今天的数字电视运营商的要求已经远远不只这些。目前在中国市场上不但存在多种CA系统，EPG、下载器、数据广播、VOD更是林林总总。要实现数字电视接收机在普通市场上的水平销售，必须实现这些功能的彻底分离。在国际市场上，画中画PIP）、画外画（POP）、儿童锁等更是备受用户喜爱的功能，而DVB-CI接口的有限带宽不能支持在有线和卫星数字接收机实现PIP/POP功能（2路进出共需要152Mbps的净码率）。

我国在今天研发和制定数字电视接收机机卡分离的技术和标准更要着眼于目前和未来我国市场的需求和应用环境。针对这些问题，2002年清华大学联合体在提出针对我国国情的数字电视机卡分离技术方案时，认真研究了国内外数字电视应用的现状和发展趋势，研究了国际上的机卡分离技术和高速接口技术。在信息产业部电子发展基金的支持下，着重从技术的先进性（可实现的功能和性能）、自主知识产权和技术的可实现性等三个方面考虑制定技术方案和标准草案。

UTI机卡分离的软件体系结构

由于国际上的接口技术又有了新的发展，USB标准组织在2000年4月底发布了USB2.0高速接口标准(4根腿)。可以在其2根数据线上实现480Mbps的传输速率。与欧洲和美国采用的PCMCIA PC Card接口标准（68根腿80Mbps）相比，具有更高传输速率和更简单实用低成本的机械结构，也有更好的兼容性和扩展性。在知识产权方面，USB组织规定，任何公司和组织在其开始销售USB2.0产品的一年内签署USB 2.0 采用者协议(USB 2.0 Adopter's Agreement,可以在USB组织网站下载该协议 (http://www.usb.org/developers/docs/adopters.pdf)，将免除知识产权费。清华大学联合体利用后发优势，在其提出的UTI（Universal transport Interface）机卡分离接口协议不仅在物理层采用当时最高性能并免知识产权费的USB2.0接口，更加在其上面四层协议中（图1）规定了实现EPG、下载器、数据广播、调协器和数字内容版权保护等多种应用的信令和数据传送结构。

由于USB2.0接口在一开始并不是针对音视频的传输设计的，为了实现音视频高速双向实时传输功能，清华大学组织科研攻关力量，成功开发了TS over USB的核心技术，在USB2.0接口上通过硬件第一个实现了串行高速实时双向传输，突破了USB接口的应用领域。为了节省CPU对接口控制的操作，清华大学联合体企业又开发生产了国际上第一块低成本TS over USB 的专用芯片，通过硬件实现音视频流的传输协议转换和控制，与PCMCIA方案相比，极大地节省了CPU资源和软件开发工作量和存储空间资源。