数字电视机顶盒设计探讨论文

数字电视机顶盒设计探讨论文（通用11篇）

1.数字电视机顶盒设计探讨论文 篇一

网络变互式数字电视机顶盒硬件平台设计

摘要：从现有交互式数字电视机顶盒的发展以及局限性出发，介绍了ST Microelectronics公司新近推出的适合于交互式数字电视应用的ST40GX1和STi5514芯片的功能特点以及接口。提出了二者相结合构成双CPU的高性能网络交互式数字电视机顶盒的方案，并给出了包括前端在内的系统的具体构成。

关键词：数字电视 机顶盒 DVB 图形加速器 网络接口 Cable Modem

从硬件发展上来看，交互式机顶盒、数字电视已从早期的由分立器件构成而发展到由现代单芯片解决。这是数字大规模集成电路制造工艺技术进步的结果，也是最大程度降低系统成本的必然要求。现代单芯片解决方案的机顶盒一般集成了CPU、解复用、音频视频解、二维图形处理、编码和外设端口等模块。为节省芯片面积，这些独立部分是通过总线方式连接在一起的。改进系统的性能，通常是从提高CPU的速度、增强二维乃至三维图形的处理能力、增加外设端口的接口数目和类型等方面着手，从而从总体上提高系统的交互处理能力。但由于视频解复用器和音频视码器对存取数据总线实的性要求严格，增加了CPU处理等待时间，形成了所谓的总线瓶颈。有关测试表明，总线瓶颈使得CPU的执行指令时间达到了76%，这种单纯依靠提高CPU性能来克服处理能力的不足，并不能提高性价比。改善总线瓶颈可以通过改进或增加系统互连总线来完成。如松下公司的Gross Switch解决方法，使等待时间减小到50％。但这些必将增加芯片制造中互连线的复杂度，从而增加成本。

除了总线瓶颈带来的问题是，随着用户对接入方式多样性以及图形图像处理要求的日益提高，通过电话线回传的交互式机顶盒、数字电视的窄带接入方式以及有限的计算能力也越来越不能满足人们的要求。随着有线HFC网的双向改造以及它与电信网、互联网三网合一进程的加速，为用户添加Cable Modem(CM)、Ethernet等灵活可选的宽带接入方式以及增加高级2D乃至3D高级图形处理，便成为机顶盒应用的`一个重要方面。

1 基于ST40GX1与STi5514的双CPU解决方案

为解决上面提出的总是，选择了ST Microelectronics公司最近推出的基于STi5514单芯片解码器和ST40GX1二维图形处理器的双处理器解决方案。该方案避免了外设模块倍增带来的总线拥挤以及解码实时性要求带来的等待延迟。STi5514和ST40GX1内部都采用了高速的先进STBus实现互联，前者负责实时性要求较高的硬件解复用、视频音频解码、与解码相关联的外围I/O设备控制等。后者负责宽带交互式应用以及高级图形处理。两者之间的高速数据通信通过MPX(Memory Peripheral Exchange)总线以及存储映射的邮箱（Mailbox）来进行。通过主频达100MHz的MPX总线，STi5514能直接存取ST40GXI上可高达256MB的DDR SDRAM存储资源。

1.1 STi5514功能特点及接口

STi5514主要完成MPEG-2视频、音频信号的解压缩。其内部集成了一个MP@ML标准清晰度的视频解码模块和一个杜比AC-3/AAC/DTS音频解码模块以及Video Encoder和Audio DAC模块等。内部32位RISC CPU工作主频为120MHz，在外接V.90的硬件Modem条件下，可以通过电话线进行窄带交互式应用，如进行基于电话线回传的视频点播、低速Internet浏览等。

与ST公司早先推出的单芯片解码器STi5512相比，除一般功能接口相同外，其突出特点是：指令和数据缓冲都增加了一倍，同时并发处理三路TS(Transport Stream)流输入，支持多种解扰模式（包括DVB、DES、ICM、Fast-I），直接支持杜比AC-3/AAC/DTS音频解码，提供ATAPI硬盘电路接口，并直接支持Ultra-DMA66高速数据传送模式的硬盘以实现数字电视节目的实时录制，视频解码流可以以ITU-R601_656格式数据流输出或者以复合视频信号（CVBS）、分量信号RGB和YUV等不同模拟模式输出，支持Teletext解码输出，同时提供对两路SIM卡接口，利用扩展银行卡等高级应用。由于STi5514去掉了1394接口，故需外接1394控制器（如STE422等）来扩展基于1394的视频输入。

1.2 ST40GX1功能特点和结构

ST40GX1集成了SH-4 32位RISC处理器内核，Gamma 2D图像处理、混合模块以及其它视频电路接口逻辑。

ST40GX1是交经式应用的处理核心，包括系统设备和外设两个方面。

1.2.1 系统设备

ST40GX1系统设备包括中央处理器（CPU）、用于DSP功能的浮点运行单元/加乘处理单元（FPU/Mac）、存储管理单元（MMU）以及DMA控制模块。

其中，CPU为32位SuperH RISC，2通道超标量体系结构，主频166MHz，16位指令定长，Load-Store结构，8KB直接指令缓存，16KB直接操作数缓存，带有一个片上乘法器。

存储器支持4G的存储空间，支持单块或多块虚拟内存模式。页面大小可以为1KB、4KB、64KB或1MB。支持4通道全相关指令ITLB(Instruction Translation Lookaside Buffer)、64通道全相关指令以及操作数UTLB。支持软件控制的更新算法及随机计数的更新算法。这为32位保护模式下的操作系统提供了完备的硬件平台。

通用DMA控

制器支持5个通道的数据传输，其中4个通道可以用于存储器到存储器哉存储器到外设之间的数据传送，另外一个通道为带缓冲的多路复合通道。支持2D块的搬动以及链表操作。两个通道的DMA握手信号和EMI接口信号被用于MPX总线操作。

图1 基于STi5514和ST40GX1的系统结构图

1.2.2 外设接口模块

外设接口模块包括通用接口模块和视频专用接口模块。

通用接口模块包括两个的ST40系列处理器兼容的全双工异步串行通信端口、中断控制器、符合IEEE1149规范的调试控制器、实时时钟、4个用户可编程的PLL、24位输入输出方向可配置的并行I/O口，两个符合v1.1规范的USB主控制器和收发器、Modem模拟前端接口MAFE、两上可配置为支持I2C或SPI总线接口标准的同步串行控制器（SSC0,SSC1）、Teletext输入接口、两个使用异步协议的SmartCard接口、用于和外部微处理器通信的存储映射邮箱（Mailbox），符合PCI2.1规范的PCI接口控制器、两路音频PCm输入接口和一路PCM输出接口等。

视频专用接口以及处理模块包括字视频输入端口和2D图像处理器。

两个CCIR601-656视频输入端口（DVP0,DVP1）可以同时输入YCbCr 4:2:2格式的视频数据，并将其装入局部存储器。对没有内嵌同步信号的视频还根据SAV/EAV协议提供了外同步信号支持，用户可以从输入的视频图像中设定视频捕获窗口以及活动窗口的子窗口。数字编码器（DENC）将数字视频流转换为标准的模拟基带PAL/SECAM/NTSC信号以及RGB和YUV模拟分量信号。如果在LMI上使用32位的DRAM，则可以获得RGB24位的数字视频流。

2D图像处理器（或图像块传送引擎）拥有两个2D DMA图像数据输入源，可完成一整套强大处理操作。除了完成普通2D图形加速功能外，还可完成不同图形格式（RGB/YUV等）之间的转换，其中包括块填充、块拷贝、异步复合、色彩变换以及2D缩放处理等功能。

2 基于STi5514和ST40GX1的系统构成

根据STi5514和ST40GX1的功能特点提出的系统总体结构方案如图1所示。

2.1 前端解码部分

由于STi5514内置三路TS流解扰通道，故采用双路的Turner+STV0297QAM解码器同时解调两个频道的基件解扰、控制处理以及解码能力，可以实现画中画功能。其中Turner可以采用MicroTune的MT2040单芯片调谐器以节省空间和成本。此外，通过外接STE422，对IEEE1394接口输入提供支持。

2.2 后端解码部分

后端解码由STi5514完成。STi5514通过外接8MB共享的SDRAM完成在信道解调、解复用以及解码过程中所需要的存储资源，STi5514通过MPX总线共享位于ST40GX1 EMI接口上的16MB FLASH。通过ATA接口外接硬盘存储器以扩展VCR应用。STi5514解码后的符合ITU-R601_656标准的视频数据通过视频输出端口直接输入到ST40GX1的两路视频输入端口中的DVP0。STi5514向ST40GX1发送27MHz的像素时钟以及同步信号，以确保STi5514视频数据正确接收。

2.3 图形处理及便于交互式应用的网络接口

交互式应用硬件实现部分由ST40GX1以及相应的网络接口完成。

2.3.1 ST40GX1二维图形处理

ST40GX1接收来自STi5514输入的解码视频流，并经过插值、色彩空间坐标变换后，与网页浏览等其它视频流进行透明度处理（Alpha blending）、饱和度处理（Gamma Processing）等复合处理，形成统一的视频帧缓存数据，并通过内部的DENC将其编码为模拟电视能接收处理的复合视频信号CVBS、SVideo或分量信号RGB、YUV等输出。

由于ST40GX1只支持3.3V的PCI接口，可通过Intel的SB21150BC扩展3.3V或5V的PCI插槽；在需要3D图像处理的情况下，可以外插PCI 3D图形加速卡来实现。

2.3.2 网络接口

考虑到网络接口的宽带接入方式需求，利用ST40GX1对外部提供的PCI总线接口，集成Cable Modem、Ethernet等高速接口。

2.3.2.1Cable Modem

选择符合Docsis1.1/Euro-docsis1.1规范的Cable Modem前端单芯片接口芯片STV0396作为Cable Modem解决方案，这一部分既可以作为一个独立的PCI卡来设计，也可以将其直接嵌入母板上。STV0396是一个高度集成的调制解调系统，包括支持上行和下行符合DOCSIS1.1规范的物理层规范接口，媒体接入控制（MAC）以及功能强大的32位ST20 RISC处理器、PCI、EMI/MPX等与ST40GX1相兼容的外部接口。STV0396采用316管脚的BGA封装，除需外接双向调谐器外，还需要添加下行方向的声表面波滤波器（SAW）、上行方向的线路放大器以及的时钟等，才能实现与线缆头端设备（CMTS）之间的通信连接。其典型接口电路如图2所示。

(本网网收集整理)

2.3.2.2 以太网接口

选择基于RTL8139C的3.3V以太网芯片组作为接口芯片，主要考虑到该芯片具有高度集成、在嵌入式系统中使用广泛以及10/100M自适应特性、自带PCI接口、在类Linux操作系统下驱动程序容量找到等优点。RTL8139采用128管脚的QPF/LQPF封装，并通过PCI总线接口与ST40GX1相连接。

2.3.2.3 V.90软件Modem的支持

对V.90软件Modem的支持，直接利用ST40GX1的Modem前端接口MAFE来完成。不使用硬件Modem是考虑到充分利用ST40GX1的运算处理能力以降低成本。

2.4 启动及通讯

ST40GX1与STi5514通过配置各自MPX总线接口的主/从（Initiator/target）方式来决定系统的启动顺序。在这里，由于系统启动代码位于ST40GX1的局部FLASH中，故将ST40GX1配置为主（Initiator），将STi5514配置为从（target）。具体的启动顺序为：ST40GX1首先控制MPX总线并且先启动，在启动期间阻止STi5514使用MPX总线，直到其完全完成从Flash里面读取启动代码和初始化为止。接着ST40GX1利用MPX总线拷贝STi5514的启动程序以及应用程序代码到自己的LMI DDR内存中。拷贝完成后，ST40GX1释放并允许STi5514控制MPX总线，STi5514从ST40GX1的DDR SDRAM中拷贝自己的启动程序及应用程序代码。借鉴这一点，通过MPX总线可以实现多CPU之间的存储共享。

STi5514通过MPX总线可以访问ST40GX1上的Mailbox寄存器。Mailbox被固定映射于ST40GX1存储空间的基地址0x1B150000处，该寄存器对两个CPU都能产生中断信号。通过Mailbox寄存器，ST40GX1与STi5514能实现进程同步、信息传递等进程间通信。

本文较为详细地介绍了基于ST40GX1和STi5514的高性能网络交互式数字电视机顶盒的系统构成及实现。虽然低端的基本付费/免费数字电视机顶盒会在很长时间内成为消费者的选择，但随着用户对功能需求的增加以及有线运营商服务内容的丰富，为用户提供此类高端应用的数字电视机顶盒也会得到日益广泛的应用。

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2.数字电视机顶盒设计探讨论文 篇二

机顶盒是一种普遍应用在广播电视领域的信号转换系统。由于功能和用途不同,机顶盒有早期的如增补频道机顶盒、图文电视机顶盒、付费电视机顶盒等。随着数字电视广播的迅速发展,目前主要应用的是接收数字电视的机顶盒。根据传输媒体的不同,数字电视机顶盒又分为三种,即数字卫星机顶盒、地面数字电视机顶盒和有线数字电视机顶盒,其中有线电视数字机顶盒应用较为广泛。

有线电视数字电视机顶盒接收数字电视节目、处理数据业务和完成多种应用的解析。信源在进入有线电视网络前完成两级编码,一是传输用的信道编码,另一级是音视频信号的信源编码和所有信源封装成传输流。与前端相应,接收端机顶盒首先从传输层提取信道编码信号,完成信道解调;其次是还原压缩的信源编码信号,恢复原始音视频流,同时完成数据业务和多种应用的接收、解析。有线数字电视机顶盒由机顶盒出高频头、信道解调器、信源解复用器、MPEG-2解码器、视频编码器、音频D/A、嵌入式CPU系统和外围接口、条件接收模块等组成。具有交互功能的机顶盒则需回传通道。高频头接收来自有线网的高频信号,通过QAM解调器完成信道解码,从载波中分离出包含音视频和其它数据信息的传送流(TS)。传送流中一般包含多个音视频流及一些数据信息。解复用器则用来区分不同的节目,提取相应的音视频流和数据流,送入MPEG-2解码器和相应的解析软件,完成数字信息的还原。对于付费电视,条件接收模块对音视频流实施解扰,并采用含有识别用户和进行记账功能的智能卡,保证合法用户正常收看。MPEG-2解码器完成音视频信号的解压缩,经视频编码器和音频D/A变换,还原出模拟音视频信号,在常规彩色电视机上显示高质量图像。

2 数字电视机顶盒的技术原理

数字电视机顶盒所涉及到的技术主要有以下几种:

2.1 信道解码

数字电视机顶盒中的信道解码电路相当于模拟电视机中的高频头和中频放大器。在数字电视机顶盒中,高频头是必须的,不过调谐范围包含卫星频道,地面电视接收频道,有线电视增补频道。

2.2 信源解码

模拟信号数字化后,信息量激增,必须采用相应的数据压缩标准。数字电视广播采用MPEG-2视频压缩标准,适用多种清晰度图像质量。音频目前则有AC-3和MPEG-2两种标准。信源解码器必须适应不同编码策略,正确还原原始音视频数据。

2.3 上行数据的调制编码

开展交互式应用,需要考虑上行数据的调制编码间题。目前普遍采用的有三种方式,采用电话线传送上行数据,采用以太网卡传送上行数据和通过有线网络传送上行数据。

2.4 嵌入式CPU

嵌入式CPU是数字电视机顶盒的心脏,当数据完成信道解码以后,首先要解复用,把传输流分成视频、音频,使视频、音频和数据分离开,在数字电视机顶盒专用的CPU中集成了32个以上可编程PID滤波器。CPU是嵌入式操作系统的运行平台,它要和操作系统一起完成网络管理、显示管理、有条件接收管理、图文电视解码、数据解码、OSD、视频信号的上下变换等功能。

2.5 MPEG-2解码

目前实用的视频数字处理技术基本上是建立在MPEG-2技术基础上,MPEG-2是包括从网络传输到高清晰度电视的全部规范。MPEG-2解压缩电路包含视频,音频解压缩和其它功能。在视频处理上要完成主画面,子画面解码,最好具有分层解码功能。图文电视可用APHA迭显功能选加在主画面上,这就要求解码器能同时解调主画面图像和图文电视数据,要有很高的速度和处理能力。

2.6 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、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因特网的互联都需要由软件来实现。

2.7 显示技术

电视采用低帧频的隔行扫描方式,当显示图形和文字时,亮度信号存在背景闪烁,水平直线存在行间闪烁。如果把逐行扫描的计算机图文转换到电视机上,水平边沿就会仅出现在奇场或偶场,屏显时间接近人眼的视觉暂留,会产生厉害的边缘闪烁现象,因而要用电视机上网,必须要补救电视机显示的缺陷。目前主要采用两种方法进行改进,一种是抗闪烁滤波器,另一种方法是把隔行扫描变成逐行扫描,并适当提高帧频。

2.8 加解扰技术

该技术用于对数字节目进行加密和解密。其基本原理是采用加扰控制字加密传输的方法,用户端利用IC卡解密。在MPEG传输流中,与控制字传输相关的有授权控制信息和授权管理信息。由业务密钥加密处理后的控制字在授权控制信息中传送,其中包括节目来源、时间、内容分类和节目价格等节目信息。对控制字加密的业务密钥在授权管理信息中传送,并且业务密钥在传送前要经过用户个人分配密钥的加密处理。授权管理信息中还包括地址,用户授权信息,如用户可以看的节目或时间段、用户付的收视费等。

3 数字电视机顶盒中间件结构

随着数字电视市场的逐渐成熟和作为接收终端的机顶盒的迅速发展,利用机顶盒实现增强型和交互型的电视服务,如电子节目菜单、视频点播、网络浏览等业务,成为机顶盒软件开发的主要任务,中间件产品应时而生。

一个完整的数字机顶盒由三层组成:底层软硬件资源、中间件和应用软件。底层软硬件资源包括硬件和底层软件,硬件提供机顶盒的硬件平台,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。中间件是一种以API(应用程序接口)的形式将机顶盒的基本、通用功能提供给机顶盒生产厂家,存储在机顶盒的闪存中,将应用程序与底层的操作系统、硬件细节隔离开来,使应用不依赖其体的硬件平台而完成用户请求的软件环境。

参考文献

[1]崔海龙.浅析图文电视和电视数据广播系统的基本原理[J].有限电视技术,2002(16).

[2]崔恩,宋靖涛,王匡.一种数字电视机顶盒在线升级实现方案[J].有限电视技术,2005(15).

3.数字电视机顶盒设计探讨论文 篇三

关键词：IPTV；数字机顶盒；嵌入式技术

中图分类号：TN948.55

随着广电有线电视业务的发展，数字化已经完全取代了模拟电视业务形成了广播电视业务新的技术标准。随之在此背景下，数字机顶盒的应用市场迅速的扩大发展。早期的数字电视机顶盒只具备接收数字电视信号并解码这一单一功能，是标准的标清单向机顶盒。但随着科技进步和发展尤其是互联网业务的日新月异，家用机顶盒由早期的单向机顶盒向着高清、交互、的双向网络机顶盒发展。同时随着互联网的发展以及“三网融合”概念的提出，广播电视网和数据互联网将越来多的被捆绑在一起，成为整体业务，因此能够以家用机顶盒为终端访问数据互联网就显得尤为关键和迫在眉睫。因此嵌入式浏览器集成到机顶盒系统中将成为必然的趋势。IPTV的本质是交互网络电视，利用有线电视网络，将多媒体技术、网络技术、通信技术集于一体，向有线电视终端家庭用户提供各种各样的交互式服务。IPTV数字机顶盒作为终端，家庭电视机作为视频设备，通过有线电视宽带网络为用户提供交互式多媒体服务。有线电视宽带网絡用户享受的IPTV服务分为两种：一是网络机顶盒+家庭电视机；二是计算机终端+家庭电视机。IPTV与传统的模拟信号传输方式不同，更与数字电视传输方式不同。由于传统模拟信号传输和数字电视传输具有单向传输的特征，数字电视传输只是信号传输方式的转变，并没有在真正意义上涉及多媒体内容的传输。

IPTV行业目前虽然仍处于起步阶段，但随着三网融合概念的逐步深入，其发展空间也将得到进一步的扩展。由于网络技术的发展，IPTV用户的持续增加。越来越多人的生活和娱乐需要借助网络，越来越离不开网络。对广播电视服务和网络服务的要求也将越来越高，IPTV的兴起则能提供很好的解决方案，满足这一社会需求。IPTV将计算机、电视机和通信网络集成一体，充分适应现代信息社会网络高速发展的趋势，以最大限度地利用网络带宽资源。家庭用户购买了IPTV机顶盒设备，成本比购买一台电脑要小得多，却同时能够实现收看电视节目与访问数据网两个功能。同时由于嵌入式浏览器在机顶盒应用系统的集成，机顶盒不再是单向的解码和播放平台。用户可以根据的自身的主观意愿对收视节目进行自主的选择。这充分的显示了集成嵌入式浏览器的IPTV网络机顶盒研发的必要性与在实际使用过程中的重大应用意义。

1 IPTV业务主要应用

IPTV能够为用户提供多种多媒体信息服务，包括有线电视业务服务、移动通信业务服务和增值业务服务等。有线电视业务服务包括个性化点播、广播电视等；移动通信业务服务包括即时信息传输等；增值业务服务包括网络电视购物、网络在线游戏等。同时，IPTV还可以为用户提供远程网络教育、远程网络医疗等特殊业务服务。

目前，增值业务服务已经成为了IPTV领域关注的焦点。由于增值业务涉及的范围非常广泛，包括了各种各样的个性化信息服务。视频类服务属于IPTV提供的基本业务，随着IPTV进一步发展，增值业务逐渐成为了IPTV的主要业务，增值业务的飞速发展能够进一步提高用户的参与度，充分满足用户的个性化、互动化需求。在IPTV发展较为成熟的阶段，增值业务与人们生活、工作和学习的关系越来越密切，融入到了社会各行各业领域，针对用户需求的个性化应用必将大量涌现。

一般情况下，IPTV主要特征包括交互性和实时性两个方面，同时具有以下功能：（1）个性化点播功能：家庭用户可以随时随地根据自己的需求点播视频节目库中的内容；（2）广播时移功能：家庭用户可以点击“暂停”、“继续”等按钮实现播放功能；（3）双向互动功能：家庭用户能够参与到视频节目内容的互动讨论中，也可以根据自己的要求选择节目，享受在线购物、在线游戏、电子商务、即时通信等各种功能性服务。家庭电视机设备不再是单纯的传播工具，而是具有交互性和反馈性。

2 IPTV机顶盒系统设计

2.1 IPTV机顶盒系统结构设计

IPTV数字机顶盒由以太网接口、解码解扰解调单元和视音频输出等部分共同组成，以完成IPTV数字机顶盒接收网络中传输的数据包，同时将其转换成为能够通过家庭电视机播放的信号。家庭用户利用电视遥控器将控制信息传输到IPTV数字机顶盒，再由机顶盒将用户需求的网络视音频显示在家庭电视机终端设备上。IPTV数字机顶盒通过以太网接口来接收网络中传输的数据包，经过一系列解码、解扰和解调之后，再进行视音频转换，最终成为能够被家庭电视机设备识别的模拟信号；同时，IPTV数字机顶盒负责接收电视机传来的控制指令，再将指令发送到网络服务器中。网络服务器根据IPTV数字机顶盒传来的指令，将用户需求的数据传输到客户端，共同完成系统结构功能。

2.2 IPTV机顶盒硬件结构设计

本文提出的基于嵌入式IPTV数字机顶盒的构建方案采用了功能强大的AMD Au1200芯片作为嵌入式处理器，该嵌入式处理器是整个系统的控制器部分，负责实现对外围硬件控制、任务调度、指令执行等功能。NOR FLASH中存储了文件系统，包括应用程序和驱动程序，以及一系列引导代码和内核文件等；DDR SDRAM负责为IPTV数字机顶盒系统的正确运行提供充分的空间，还要负责存储系统运行中产生的各种相关数据；RS232作为调试系统，而NAND FLASH作为存储器负责对本地信息进行存储。同时还配备了RJ45网络接口和音视频输出接口。网络接口可以用来数据网交互业务的互连接口，同时可以通过此端口对网络传送的IP包进行视频拆解、音频拆解、然后在分别音视频解码。而音视频输出端口则是机顶盒的功能输出端口负责传送音视频至外部显示终端进行显示，从而完成收视。

3 嵌入式系统硬件设计

IPTV数字机顶盒的嵌入式系统包括四个组成部分，一是CUP中央处理器；二是嵌入式操作系统；三是嵌入式系统开发工具；四是嵌入式应用软件。

嵌入式CPU中央处理器作为IPTV数字机顶盒的核心部分，负责对IPTV数字机顶盒的各种接口进行管理，同时可以调度各种驱动程序。嵌入式CPU中央处理器能够使解码芯片将接收到的视音频数据进行一系列解码、解扰和解调，进而转换成家庭电视机能够识别的模拟信号。嵌入式操作系统负责提供用户与IPTV数字机顶盒交互进行管理，其固化于ROM中。嵌入式系统开发工具负责提供各种接口协议和中间件协议。嵌入式应用软件负责提供视音频解码、信号转换、智能IC卡管理、网络服务管理和人机交互控制管理等功能。

4 结束语

综上所述，随着互联网、电信网和有线电视网构成的“三网融合”飞速发展，已经成为了现代信息社会环境下的高科技产业，IPTV更是互联网运营商、电信运营商和有线电视运营商共同结合发展的融合产物，可以利用建设完成的有线电视宽带网络为用户提供个性化多媒体信息服务。本文提出的基于嵌入式IPTV数字机顶盒的构建方案具有良好的模块化结构，将数据处理与业务处理相互分离，更有利于未来扩展和维护。

参考文献：

[1]谢卫华，王永滨.基于中间件的IPTV机顶盒前端界面设计[J].电视技术，2008（04）：48-49+72.

作者简介：屠恒海（1980.11-），男，天津人，中级工程师，工学硕士，研究方向：嵌入式硬件研发。

4.数字电视机顶盒调研报告 篇四

最近一段时间，我们从技术方案的角度对机顶盒市场进行了一番调查和研究，从中也获取了一些一手资料，对于我们研究数字电视机顶盒项目的可行性提供必要的参考。

1、国家对于数字电视的产业政策如何？

《广播影视科技“十五” 计划和２０１０年远景规划》要求：在卫星方面：“十五”初期，制定卫星直播系统方案，２００５年直播卫星接收用户争取达到３０００万户；全面实现卫星数字电视传输，２００５年停止上星节目的模拟传送。在有线电视方面：２００１年建立有线数字电视试验网，２００２年有线数字电视正式播出，２００３年在我国全面推行有线数字电视，到２００５年有线数字电视接收用户超过３０００万户。在地面电视方面：２００３年完成我国地面数字电视传输标准的制定工作，并在一些重点城市进行地面数字电视试验，取得经验后，２００５年正式在我国推广地面数字电视广播。在综合业务方面：拓展广播电视业务和市场空间，为国民经济信息化作出贡献，到２００５年，广播影视综合业务用户超过３０００万户，在经济发达地区，综合业务用户达到有线广播电视用户的２０％以上。２０１０年，全面实现数字广播电视，２０１５年，停止模拟广播电视的播出。

2、信息产业部对数字电视发展的看法如何？

信息产业部广电处处长，兼任中国电子视像行业协会秘书长的白为民日前对数字电视的发展发表了几点看法。

第一，中国数字电视在普及方面面临的最大难题是目前还未解决的节目来源问题。数字电视在中国市场的普及，关键是有无吸引观众的节目。中国现在的电视节目数量虽然比过去几年有了大幅度的增长，但是仍然和发达国家有着相当的差距，今后几年数字电视将要开播，数字电视节目源问题如果得不到解决，百姓看不到更多更丰富的节目，那么他们对于数字电视的兴趣很快就将失去。

第二，广电总局、运营商和厂商间各个环节的利益分配也是一个难点。分配不好，整个体制都会出现问题。

第三，在数字电视标准的制定工作中，广电总局和信息产业部应加强合作和协调。目前广电标委会和信息产业部音视频标委会工作中协调一致还不够，有些方面需要协调和沟通。另外，产业界希望总局在制定传输方案、信号格式标准、确定具体指标时能够征求企业意见，这涉及到今后大量生产的产品成本和规模生产的可能性。

第四，在数字电视标准出台之前，国内厂商应该根据市场需要来生产自己的产品。技术标准力求统一，但是产品方面提倡百花齐放。

白为民还对模拟电视的趋向提出了看法，“模拟电视被数字电视取代只是一个时间问题，时代总是在向前发展的。不必担心数字电视能否被百姓接受的问题，国内各厂商们早已经设计出了各种机顶盒，加在模拟电视上面可以使模拟电视成为数字电视的过渡产品”。

作为数字电视过渡产品的机顶盒，目前也迎来了它的发展时期。据悉，信息产业部正在积极推动机卡分离政策的出台，并在进行相关的技术储备，由于涉及到核心技术、经济等问题，顺利的话有望在年底推出。出台后，各生产厂商有望把各地不同接收系统的东西放在一张卡上，相同的东西放在机顶盒里面，使得机顶盒能够在市场上随意流通，而作为运营商，则把不一样的卡卖给用户即可。

3、目前主要的机顶盒方案厂商有哪些？

目前，机顶盒芯片供应商推出了面向从低端到高端产品的信源解码器，但在中国市场主推低成本芯片，代表性厂商有ST、Fujitsu、LSI Logic、Cirrus Logic以及NEC等。

4、目前主要的机顶盒制造厂商有那些？产品销售状况如何？

目前，中国机顶盒制造商主要分为两类：一类是专业开发机顶盒的新兴公司，如深圳同洲电子和福建卓异电子等；一类是传统的电视机制造商，如创维、康佳和长虹等。这些制造商一般购买来自芯片供应商的完整解决方案，在此基础上进行二次开发。

据明新科技李博士介绍，广电部在2003年初会议上预计的2003年机顶盒销量为150万台，而实际的销量为截至到2003年底的总计销量为15万台。

5、国外数字电视市场与国内市场的区别？

对于国外的用户，他们可以采用卫星和线缆两种方式收看数字电视，由于两者之间存在这竞争，使运营商在节目源的提供和机顶盒的提供方面都做得要比国内好一些。国内由于对卫星接收采取限制措施，因此而造成了有线电视运营商的垄断局面。

6、国内主要的CA厂商有那些？授权费用一般为多少？

北京永新同方信息工程有限公司、中视联数字技术有限公司等

7、国内主要的机顶盒Design House 有哪些？

明新科技：提供基于富士通芯片的解决方案，可提供机卡分离、机卡不分离的机顶盒方案。主要客户为深圳九州、同洲等机顶盒专业生产厂商。

盈通创新：提供基于LSI芯片的解决方案。

8、各芯片厂家的方案对比情况？

ST（意发半导体）： ST目前在全球机顶盒芯片市场所占比重最大。ST的芯片方案比较全面，从底端得STi5518到中端的STi5516，再到高端的STi5514，针对不同的用户需求，提供一系列的产品及产品参考设计。Sti5518主频为80MHZ，目前在国内已经开始应用。STi5514主频为180MHZ，支持三路信号输入，可扩展DVR、画中画等功能。ST的生产能力与技术支持能力都很不错，应该作为首选的合作厂商。

联系人：房志勇（ST机顶盒商务组工程师）电话：88097398－6057

Fujitsu（富士通）：SmartMPEG芯片是富士通继MB87L2250之后推出的第二代MPEG解码芯片，它采用富士通0.18微米工艺，其内置的ARC RISC处理器的工作频率高达130MHz。芯片上集成了两路传输流的DVB解码、PAL/NTSC数字视频编码器、4层OSD的显示控制器。它可以与 FLASH、硬盘及其它外部设备相连，用于记录、回放等。它的处理器与MPEG解码器使用一个共享的存储空间，最小只需要8MB的SDRAM就可以工作。它的集成度较2250大大提高，功耗也大幅减少，芯片供电电压只有1.8V。它外部不再需要视频编码器，4层OSD为用户界面的设计提供了更多的可能。

联系人：刘海燕（富士通）电话：65059750-205

联系人：李吉广（明新科技总经理）电话：64391592

LSI Logic: LSI的AViA-9700是AViA-9600的简化版。在其视频解码部分，该芯片支持无穷层次的画面叠加，允许制造商通过软件任意控制播出画面。它还提供了

PIG(picture-in-graphics)功能。AViA-9700的一个特色是具有2D图形加速器，可以更好地播放动画。AViA-9700集成了一个148.5MHz的microSPARC CPU。这样强大的CPU将有利于制造商在今后扩展功能。

联系人：倪宏（盈通创新副总经理）电话：82119008

联系人：李高伟（LSI Logic工程师）电话：62638296-114

Cirrus Logic：CS7808处理器是一种单片解决方案，可提供所有宽动态范围音频和视频产品，例如超薄型媒体产品，CD记录器，高级机顶盒，交互式电视等所需的处理功能。Cirrus Logic目前不提供机顶盒的参考设计，因此其Design House比较少。

联系人：Peter（Cirrus Logic）电话：0755-83797561

联系人：罗强（Cirrus Logic代理商）电话：***

9、机顶盒的接口技术现状与发展趋势如何？

接口技术将是未来机顶盒方案提供商考虑集成的重要功能。现在一般的家庭已经有多种数字设备，设备间的数字信号传输是这些设备必须具备的功能，因此机顶盒集成USB、IEEE1394将是必然的趋势。

10、能否在机顶盒上实现DVR功能？

ST的STi5514、STi5528及Cirrus Logic的CS98200都可在现有机顶盒方案上扩展IDE设备，并支持DVR录像功能，11、机顶盒产品的开发费用分析？

如果自主开发机顶盒，开发费用主要包括以下几个方面：

芯片厂商的软硬件授权费用、参考设计的购买费用、专用实验室的建设费用等

12、机卡分离产品的前景？

采用机卡分离的方案，用户只需选购所需的智能卡即可选择收看所选CA厂商的节目，方便了用户。对于机顶盒生产厂商来说，采用机卡分离的方式，将机顶盒共用的部分提取出来，使机顶盒产品不再受CA厂商的局限，有利于产品的大批量生产。

但是目前来看，由于机卡分离需要协调各CA厂商将与条件接收有关的处理功能划分伟“通用模块”和“私有模块”，短时间内仍然会有很大的阻力。据明新科技的李博士及盈通创新的倪宏副总所说，机卡分离的方案要实现产业化，至少要在三五年之后。

13、数字电视机顶盒产品推广的难度在哪里？

中国约有1亿有线电视用户，但国内目前开通试用方案的“有条件接收系统”和“计费系统”不统一，形成了运营商选择条件接收软件、设备制造商专门开发机顶盒产品、运营商垄断销售的畸形产业格局。各地的机顶盒作为产品不能流通兼容，从而使得行业得产业化遇到瓶颈。另外机顶盒上产厂商还被专用软件授权和移植等问题所制约。无法依靠技术进步和有效竞争形成大的产业，例如CA授权和移植、中间件授权和移植、专利费问题等，严重损害了机顶盒制造商的利益；另一方面，运营商采取向用户赠送机顶盒的方式来达到启动市场的目的，限制了机顶盒产品在市场的自由流通，不利于机顶盒的大批量生产。

另据新科技的李博士所说，目前机顶盒厂商的跨地域销售都存在重重阻力，各地政府都存在地方保护主义，例如青岛地区政府限定机顶盒产品只能采用海尔或者海信的本地品牌，上海地区则为上广电等地方品牌。

谈到我们的机顶盒推广策略时，所拜访的几家开发厂商都不是很感兴趣，在机卡分离方案还未实现产业化之前，他们都不看好DVB－C机顶盒的零售市场，他们更较愿意与机顶盒制造厂商以项目的形式进行合作，生产制造包括DVB－S、DVB－T、DVB－C在内的整套的机顶盒产品，即制造厂商需要有与运营商联合的背景。

对于目前数字电视机顶盒产品的推广难点，最后我总结了几点：

5.数字电视机顶盒设计探讨论文 篇五

[摘 要]本文从有线数字电视机顶盒的关键技术综述入手，对有线数字电视机顶盒的常见故障问题进行了分析，并提出了基于有线数字电视网络管理软件的机顶盒故障防治措施。

[关键词]有线数字电视；机顶盒；故障

中图分类号：TH890 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）22-0055-01

一、有线数字电视机顶盒的关键技术综述

机顶盒是有线数字电视网络当中的用户终端设备，它的主要作用是接收由有线电视台发出的节目信号。其主要是由以下几个部分组成：高频头、解码器、信道解调器、视频编码器、信源解复用器、CPU、外部接口、音频D/A、接收模块等等。机顶盒内的高频头负责接收来自于有线电视网发送出来的射频信号，经由解调器解调之后输出包括声音、视频以及其它数据在内的TS（传送流），而信源解复用器主要负责对不同的节目进行区分，并从中提取出相应的音视频流以及数据流，随后传给解码器，完成数字信息的还原，这样用户便可以收看相应的电视节目。当视频信号经过视频解码器进行解码处理之后，便会输出给编码器，编译成为模拟电视信号，在由输出电路输出。而音频则是经由音频解码器进行解码，并将PCM音频数据输出给D/A转换器，转换成立体声模拟音频信号，再经由音频输出电路输出，这就是数字机顶盒的基本工作原理，与该原理相关的主要技术有以下几种：其一，下行数据解调以及信道解码技术。通常情况下，经过压缩处理之后的数据信息时无法直接在信道上进行传输的，想要使这部分数据在经由信道传输出去就必须对其进行信道编码和调制解调，此时一般会采用QAM的调制方式或是RS纠错编码；其二，上行数据的调制编码。基于交互式的应用当中，电话线、以太网、有线网络是传送上行数据信息作为常用的三种方式。与下行数据信息相比，上行数据要少很多，所以对下行数据信息的调制可以采用QPSK和16QAM的方式进行；其三，复用与解压缩技术。在有线数字电视网络当中，MPEG-2视频压缩标准获得了广泛应用，其能够满足各种清晰度图像的质量要求；其四，中间件技术。所谓的中间件具体是指有线数字电视系统与用户终端机顶盒之间的设备，它主要是由Java虚拟机、网络浏览器以及多媒体模块等组成。

二、有线数字电视机顶盒的常见故障问题分析

（一）信号接收异常

有线数字电视的正常数据信号显示的波形通常是平滑、完整的，如果存在陷波点，那么只能接收到平坦部分的数据，也就是该段的数字电视节目。而对于陷波点位置的数据是完全接收不到的，从而导致用户不能正常接收某一频点上的数字电视节目。造成这种故障的原因主要包括以下四个方面：一是用户线和机顶盒盒本身质量问题；二是分支分配器输入输出口接反；三是电缆质量不合格，在某一频点上的衰减过大；四是有供电器的网络中多余的供电输出口没有加上假负载。

（二）图像异常

数字电视的图像显示异常，主要包括以下两种情况：一是数字电视没有任何图像显示。造成这种故障的原因可能为电平过低导致解码异常、分值分配器接反、放大器输出信息过低、线路网络故障、用户误操作、机顶盒智能卡插反、智能卡失效等原因中的一种；二是数字电视图像没有色彩。造成这种故障的原因可能为电视机视频输入接线没有对应机顶盒的视频输出口，也可能为电视制式问题或电视机本身问题。

（三）收看过程中异常

当用户正在收看电视节目的过程中，节目突然消失，屏幕出现黑屏现象。这种故障现象非常普遍，并且出现的次数也相对较多，通常情况下，导致此类故障问题的原因有以下几个方面：有线数字电视网络的前端CA出现问题；机顶盒自身发生故障；智能IC卡出现问题等等。

（四）其它故障

除以上三种最为常见的故障之外，还有一些其它的故障，如出现节目未授权提示；声音与视频对应不上；机顶盒面板指示灯异常；出现较大的交流声等等。一旦机顶盒发生故障问题，会直接影响用户正常收看电视节目。所以有必要采取相应的措施预防和解决这些问题。

三、基于有线数字电视网络管理软件的机顶盒故障防治措施

（一）数字机顶盒故障的预防措施

在基于有线数字电视网络管理软件的前提下，为了尽可能降低数字机顶盒的故障发生几率，确保管理软件可靠运行，可以采取以下预防措施：首先，做好入户电平检测工作。按照国际标准，模拟电视的电平入户必须大于58db才能正常收看电视节目，而数字电视的电平入户仅需大于35db即可接收到电视节目信号。所以，应在确保数字电视入户电平大于35db的情况下，再对前面的模拟电视入户电平进行检测，便能够计算出数字机顶盒在正常运行时的网络设计准入电平。其次，掌握机顶盒正确的信号搜索方式。机顶盒的信号搜索主要分为自动搜索和手动搜索，在使用搜索操作时必须要以恢复机顶盒出厂设置为前提。在自动搜索时，先要切掉电源，而后停留30-60s左右再开机，一般可以有效解决机顶盒时间不准、频道数量不变等常见问题。在手动搜索时，无需切断电源，只需储存好每个传输频率即可。再次，及时升级机顶盒。机顶盒升级分为自动与手动升级两种方式。在自动升级中，只要机顶盒处于开机或待机状态，就会自动接受来自于数字电视公司前端发出的升级指令。在手动升级中，需要用户将机顶盒设置到在线升级菜单，而后再等待3-5min，即可完成升级操作。不论是自动升级还是手动升级，都必须要以数字电视公司安装了机顶盒配套升级软件为前提。

（二）数字机顶盒故障问题的解决方法

针对目前数字机顶盒较为常见的故障问题，可以采取以下方法进行加以解决：

1.检查用户线两端连接头的连接是否规范，以及用户盒是否为有线数字电视专用。严禁使用非正规企业生产的不符合数字信号传输要求的用户盒或用户线，因为这类用户盒或用户线极容易出现陷波点，从而造成数字电视节目接收不全。如果在排查故障时发现非标准用户盒，必须及时进行更换。

2.在确保用户盒、用户线、分配网络都不存在故障问题的基础上，要检查传输网络中分支器或分配器输入、输出口的位置是否安装反了，同时还要检查网络连接头是否规范，是否造成了不良接地。使用频谱仪检查数字信号的波形状况，若发现杂乱无章，就必须提前通知同一网络用户做好准备工作，而后再对网络进行全面检查，避免引起非故障用户的抱怨。

3.如果因为某段电缆线性能指标不合格而引起故障问题，那么就应当对整个网络实施分段检查，以便找出问题段电缆线，对该段电缆线进行整改。

4.如果因为供电器多余输出口未加假负载而引起故障问题，那么应当在多余的端口补加假负载。

结论

总而言之，随着有线数字电视网络的覆盖范围越来越广，用户的数量势必会持续增多，机顶盒作为用户终端设备是正常收看电视节目的保障，一旦其出现故障，必然会影响到节目的正常收看。由于机顶盒全部都设置在用户家中，想要对其进行必要的维护和维修非常不方便，所以，建议数字电视公司应当开发一款能够进行远程维护的机顶盒，这样当发生故障异常时，便可以通过网络管理软件的相关功能对机顶盒进行远程修复，这不但方便对机顶盒的管理，而且还能使故障问题得到及时有效的解决。

参考文献

6.络电视机顶盒选购避免防忽悠 篇六

说到底，无论多么好的产品，都要具备良好的性价比。对于土豪而言，东西当然要买最贵的，越贵越能体现出身份的优越。但对于消费者来说是极大的浪费，高配置不一定适合自己，而合适才是最好的。所以，我们需要弄清楚自己最想要的是什么，然后对症下药去选择。

如果购买机顶盒只是为了满足播放视频需求，那么就可以选择一些有在视频播放上有品牌口碑的盒子，网络机顶盒什么牌子好?目前不管是线上或者线下知名品牌比如小米、泰捷WEBOX、芒果、乐视盒子、天猫魔盒等等，这些盒子基本上性比价都是比较高，而且视频播放能力也很好，能够满足最挑剔的视频需求的同时，价格也是十分便宜。

选购技巧二：具备系统固件功能升级

机顶盒的更新换代速度是非常快的，如果为了体验不同的功能而经常换机器，这无疑增大了开销，是没有必要的的消费，是不可取的。如果机顶盒具备软件升级功能则可确保机顶盒不会被过早的淘汰，只需进行系统固件升级就可继续享受到最尖端的功能，在很长一段时间内能满足用户的各方面的需求。

特别是目前网络机顶盒的兼容性、扩展性，更是可以通过固件升级得以现实。因此，在选择时固件升级能力还是很有必要考虑的，也需你当时购买产品是不支持某种功能，也需通过固件升级就能解决，一些产品故障也可通过固件升级给予解决。

选购技巧三：硬件配置不要超前

无论商家如何吹嘘其产品的性能，都不能忽略其基本的硬件配置。目前高清网络机顶盒基本上都是基于Android系统的芯片，因此，选购这类产品的时候，硬件配置是双核处理器，运行内存1G，有良好的wifi功能。这个就是目前主流配置，基本都可以播放所有清晰度的视频。配置越高，使用起来也是差不多，但是过高配置，价格相对也越高。所以，也要考虑性价比，过度超前的配置也是没有必要的。

选购技巧四：服务售后很重要

这里的服务有两层意思，一方面主要指的是售后服务，另外一层意思是产品的技术支持服务。售后服务的重要性不言而喻，而产品的技术支持服务也非常重要。好的企业会拥有自己的产品论坛，会不定期提供产品的固件版本升级，BUG征集与修复，甚至会根据大多数用户的需求而特别开发某项功能，让你不仅买了产品，更是买到了服务，而这一点，一般的山寨小厂是无法祈望的。

选购技巧五：重点的是视频解码能力

目前高清蓝光的影视剧越来越多，很多盒子已经无法带动，这不是配置低的原因。视频播放能力和配置没多大关系，关键的是视频的解码能力!要知道，流畅播放影视的关键不是高配置，而是设备的解码能力以及硬件对系统的支持。所以在选购网络机顶盒的时候，大家可以考虑厂商的背景是否有做视频软件的经验之类。

7.数字电视机顶盒设计探讨论文 篇七

随着电子技术、计算机技术和信息技术的发展,电视系统的数字化成为必然的趋势,数字电视成为公认的下一代电视系统。数字电视机顶盒作为整个数字视频广播系统的终端设备正在被广泛应用。目前国内机顶盒以中低端产品为主,这些产品能耗普遍偏高,工作模式下功耗一般为8~15 W,待机模式下功耗大都超过5 W。有的甚至采用一种“假待机”模式,即在待机状态下机顶盒只是关闭音视频输出,再把指示灯显示为待机状态,而整机其他部分仍然处于工作状态,这种模式的功耗仍然接近于工作功耗,机顶盒内部的元器件依旧处于工作状态,这样会降低整机的预期寿命[1]。

本文以笔者研究的数字电视机顶盒前控面板设计为基础,从MCU最小系统的设计及应用角度探讨ATtiny48在实际机顶盒产品中的设计过程,其目的是减少机顶盒的待机功耗,实现主CPU的真待机。系统主要功能包括按键操作、状态显示、IR红外线接收、主从处理器通信和MCU的自编程升级。

2 机顶盒控制面板系统分析

2.1 系统功能需求

从降低机顶盒待机功耗的设计角度出发,需要采用一个廉价的低功耗MCU,通过MCU控制待机功耗低于1 W。此前控面板的MCU主要有如下功能需求:MCU响应遥控器(RCU)和前控板上按键的On/Off信号,通过MCU的I/O输出控制信号控制开关电源(SMPS),实现待机功能;支持多种IR格式(红外编码格式);通过对RCU,前面板的接收,并转发给CPU,实现前面板的虚拟化,使CPU软件可以支持多种前面板实现方式,而不需要更改CPU软件;MCU的功率应足够低,以实现整机待机功耗小于1 W的要求;MCU软件可升级,以支持各种新的显示要求或错误修正。

2.2 MCU芯片

基于上述设计需求分析,从众多的单片机中选用Atmel公司的ATtiny48,它采用RISC的结构,内部分别集成Flash,E2PROM和SRAM这3种不同性能和用途的存储器,具有28个可编程I/O口。此外,它的外围资源完全可以满足本设计的设计需求:1)1个8位定时计数器和1个16位定时计数器;2)8路10位ADC;3)可以工作于主机/从机模式的SPI串行接口;4)一个可兼容Philips I2C的2线串行接口TWI。

3 系统设计

3.1 系统构成与实现

MCU与前控面板各模块的关系如图1所示。

3.2 MCU的服务软件工作流程

系统各个模块的软件工作流程如图2所示。

图2所示程序当中有4个中断服务程序:1)TWI SLAVER中断服务程序,完成MCU与CPU之间的通信数据收发工作;2)T0计时器中断服务程序,完成数码管定时刷新;3)输入捕获中断,完成遥控器信号的接收和解码功能;4)T1计时器中断服务程序,完成精确计时功能。

4 各模块的具体实现

4.1 按键控制模块

AD键盘利用电源串联不同电阻分压不同的原理测得分压,即可判断何按键被按下,具体电路见图3[2]。

由于每个键按下后的串联阻值均不同,并且依按键的次序呈逐渐增大趋势,经与RK1分压后,各按键按下产生的不同电压值经MCU的A/D通道ADC0输入,MCU内部自带的ADC转换器把模拟值转换成数字值。通过对ADC控制和状态寄存器的判断,将转换的结果存入ADC数据寄存器,转换结果为

式中:Vin为被选中引脚的输入电压,Vref为参考电压。通过转换后得到的结果判断具体按键,然后再转换成相应的值发送给CPU。

4.2 显示控制模块

显示先采用静态数码管显示,后期做到兼容VFD显示,采用12个I/O控制数码管,动态刷新,定时计数器0定时溢出以定时刷新数码管显示。ATtiny48单片机的定时器计数与停止是通过设置时钟输入源来实现的,时钟输入有10位的分频器,定时器/计数器响应的控制寄存器中的3个位CSn0,CSn1,CSn2用于设置输入的时钟源,如表1所示,表中n代表定时器/计数器,CLK为系统时钟。

器件复位时,这3个位被清0,只要设置成有输入时钟源,计数器就会开始工作。如果TIMSK中的中断允许位被设置成总中断使能,则可在条件满足时产生中断。

定时器0的初始化函数如下:

当T/C0计数器TCNT溢出时,将产生中断,中断函数点亮数码管显示字符。中断函数如下:

T/C0产生一次中断的周期T=256×1 024/8 MHz=31.25 ms,这样125 ms可将4位数码管的内容刷新1次,从应用的角度讲是可行的。

4.3 电源控制模块

MCU通过一个I/O引脚PB0控制给机顶盒主板供电的开关电源。当此I/O引脚为低电平时,开关电源关掉,主板断电,机顶盒处于待机状态;当此I/O引脚为高电平时,打开开关电源,机顶盒处于待机状态。电源控制具有延时功能,两次连续On/Off间隔保证在0.5 s以上,以防止CPU复位不彻底。逻辑控制引脚PWR_CTRL为MCU传送给开关电源的待机信号。

进入待机可能由以下2种方式触发:1)触发前面板Standby按键或RCU Standby按键,MCU发送Standby按键虚拟键值给CPU,并响应CPU发来的待机命令;2)由CPU软件触发的关机需求(如定时关机),由CPU发送命令给MCU并由MCU响应。实现待机的软件控制如下:

当接收到待机命令时,拉低PWR_CTRL引脚以关闭机顶盒的开关电源,即

当接收到激活命令时,拉高PWR_CTRL引脚以开启机顶盒的开关电源,即

4.4 IR控制模块

MCU接受来自机顶盒遥控器的IR码,经软件译码后得到遥控发来的操作码,如图4所示,将红外接受器输出的脉冲信号接到MCU ATtiny48的中断输入引脚(I/O),这样软件译码既可以采用中断方式,也可采用轮询检测的方法。图4为MCU与红外线接收头的连接电路,IR接收头接收到IR码通过IR输出口传送给MCU的PD3引脚。

MCU实现红外线解码有两种方式,即查询和中断。

使用查询实现红外线解码:根据编码的格式,应该等待9 ms的起始码和4.5 ms的结果码完成后才能读码,解码的关键是如何识别0和1,从位的定义可发现0,1均以0.56 ms的低电平开始(因为IR的输出端反相输出,发射码中的0输出1,1输出0),不同的是高电平的宽度不同,0为0.56 ms,1为1.69 ms,所以必须根据高电平的宽度区别。如果从0.56 ms低电平过后开始延时,读到的电平为低,说明该位为0,反之则为1。为了可靠起见,延时必须比0.56 ms长些,但又不能超过1.12 ms,否则如果该位为0,读到的已是下1位的高电平,因此取(1.12ms+0.56 ms)/2=0.84 ms最为可靠。

使用ATtiny48/88捕获中断实现红外线解码:利用ATtiny48/88的16位时钟单元T/C1的捕获中断功能来测量红外线脉冲的脉宽以实现红外传输的解码。T/C1内部的输入捕获单元可应用于精确捕获外部发生的事情,即事件发生的时间印记,当一个输入捕获事件发生在外部引脚ICPI上的逻辑电平也随之发生变化时,T/C1的计数值将被拷贝到捕获寄存器ICR1,并设置捕获中断标志,若捕获中断允许且总中断打开,系统进入中断服务程序。软件解码流程如图5所示,图中T/C为定时器值。

4.5 MCU与CPU的通信

MCU与CPU的通信使用TWI总线。该总线是对I2C总线的继承和发展,外部硬件只需2个上拉电阻,使用时钟线SCL和数据线SDA就可将128个不同的设备互连到一起,而且支持主机和从机操作,器件可工作于发送器模式或接收器模式,数据传输率高达400 k Hz。它定义了自已的功能模块和寄存器,寄存器各位功能的定义与I2C总线并不相同。同时,TWI总线引入了状态寄存器,使得TWI总线在操作和使用上比I2C总线更为灵活[3]。

在此系统中,MCU作为Slaver,检测Master(CPU)发起的通信。MCU和CPU之间的通信有Slave发送和Slave接收两种状态。基于简单可靠的原则,对主从机通信协议作如下设计[4]:

1)格式

采用固定长度型协议,所有协议长度都为6 byte,格式如图6所示。其中,CMD代表命令代码,不同代码执行的功能均不相同;PAR1,PAR2表示CPU要求的定时开机时间,如0x01 0x20 0x6e则表示待机8 302 min后,CPU上电开机;reserve代表保留的字节,作为功能扩充时使用,目前在发送时均为0x00,或者不发送。

2)流程

每个事件或通信,都基于如下流程:(1)通信发起端发送7 byte的信息;(2)接收端收到信息,根据信息的要求做相应处理。

5 小结

本系统是基于ATtiny48微控制器的数字电视机顶盒前控面板,提出一种新思路,用单片机与机顶盒主控CPU通信,实现控制命令的发送和接收。新加入的单片机系统不但解决了数字电视机顶盒的假待机耗电模式的问题,而且间接增加了主控CPU的处理能力,使主控CPU将主要资源用于数字电视的数据转换工作中,产生更好的数字视频效果。

参考文献

[1]刘大会.数字电视实用技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2007.

[2]王芳,高金辉,张敏.基于AVR微控制器的ADC按键设计技巧[J].自动化与仪表,2007(6):74-76.

[3]郭祥军.AVR单片机的TWI总线的原理及应用[J].新器件新技术,2006(8):37-39.

8.数字电视机顶盒设计探讨论文 篇八

为了让城郊居民收看到更清晰的电视画面、更丰富的电视频道，6月13日，天津城中区科技文体旅游局联合南川西路办事处、园树村村委会等单位，将用卫星地面接收设施免费置换有线电视机顶盒的办公现场搬进了居民家中。截至目前，全区已顺利完成了南川西路办事处沈家寨村500余户、饮马街办事处300余户机顶盒置换工作。

据了解，园树村内多为出租客，2000余户居民平时看电视多靠卫星地面接收设备，这些“卫星锅”收看到的频道少、信号不稳定。6月13日，当园树村居民何修名看到用卫星地面接收设施免费置换有线电视机顶盒的办公现场进了村，他赶忙搬出家中的卫星地面接收设施来换取机顶盒，他说：“有线电视免费装了多好，以后能看到的电视节目更多了。”跟何修名一样，有线电视将免费进入园树村2000余户居民家中。为了让用“卫星锅”收看电视的居民看到高画质的电视节目，城中区开展了用“卫星锅”免费置换有线电视机顶盒、免除初装费的优惠措施。目前，全区已顺利完成了南川西路办事处沈家寨村500余户、饮马街办事处300余户置换工作，投入60万元在莫家沟、上西沟、下西沟、上野牛沟及下野牛沟5个村建设3处电视信号基站。同时，为这5个村共616户农民群众发放政府补偿款共计55440元，开展了“户户通”安装工程。

9.数字电视机顶盒设计探讨论文 篇九

二、配置步骤

无线机顶盒支持两款主流无线modem，分别为华为HG522和中兴ZXV10 H608B。推荐使用主流无线网卡：TP-LINK（TD-W89541G）和D-LINK（DWL-G122）。

1、配置无线Modem 以无线modem HG522为例，进行配置说明：

1)设置电脑与Modem HG522同一个网段，可以设置为192.168.1.2； 2)使用计算机浏览器登陆modem进行配置：在IE中输入http://192.168.1.1（出厂默认），用户名为：telecomadmin，密码为：nE7jA%5m 3)选择网络---宽带设置 说明：

A.该操作适合于ADSL用户，用于PPPoe连接；

B.VPI/VCI值需要电信确认，深圳为8/35,广州为8/32，其他需要电信提供，该值必须正确，如果不正确宽带盒将不能成功拨号。模式为：Bridged 桥类型为：建议统一选择PPPoe_Brigded。选择PPPoe_Brigded和IP_Brigded方式，通过验证均可以。

C.其他选项默认即可。

4)选择网络---WLAN设置，安全设置WEP配置

说明：

A.“使能无线”选项画勾选择，机顶盒可以通过自动搜索功能,搜索到无线modem，可以避免手工输入的繁琐。

B.SSID索引是无线modem的唯一标识，机顶盒通过SSID索引与无线modem进行通信。SSID索引自由手工输入，宽带盒可以手工输入或者自动搜索匹配到无线modem。C.“ SSID使能”选项画勾选择。

D.“ 广播取消”不选，如果选择，无线modem将不会将无线信号广播，机顶盒搜索不到无线modem。

E.安全设置中包括选项很多，包括WEP、WPA-PSK、WPA2-PSK、None四种，机顶盒对四种加密方式都支持，但是无线modem和STB的配置需要一致。建议广东电信统一选择配置如下，便于今后维护： 安全设置：WEP WEP 认证：open 加密长度：64-bit 当前密钥索引：1 密钥1：88888

2、配置无线机顶盒

1)机顶盒按“设置”键，登陆本地配置页面的密码为：8288。2)进入网络设置选择无线连接模式

3)选择PPPoe接入，输入正确的PPPOE用户名和密码。4)输入保存密码“3008”，点击保存。5)进入网络设置选择无线设置，并配置相关参数。6)选择“开始搜索”，搜索局域网可用无线modem，选中正确的无线modem以后，按确认键，将自动填入SSID；或者按遥控器键值手工输入SSID。注意：输入SSID要和无线Modem保持一致。

7)配置认证类型

认证类型选择WEP，同无线modem配置一致 密钥索引选择1 密码选择“64位字符” 密码输入“88888”

8)输入保存密码“3008”，点击保存。9)返回主菜单，重启机顶盒。

三、常见问题处理

问题1：不能正常进入EPG界面 可能原因：

机顶盒网络连接配置不正确 EPG首页配置错误 解决方法：

检查网络连接配置，连接方式与加密方式都要匹配。正确配置EPG首页。

问题2：无法搜索到AP 可能原因：

没有插上USB无线网卡 AP 没有上电。AP配置错误。解决方法：

插上USB无线网卡

请检查AP工作状态和配置。

问题3：PPPOE掉线。可能原因：

机顶盒盒认证类型和AP认证类型不一致 ADSL线断开 解决方法：

检查ADSL线状态。

核查宽带盒认证类型和AP认证类型是否一致。

问题4：PPPOE拨号不成功。可能原因：

PPPOE用户名和密码输入错误。AP配置不正确。解决方法：

请输入iTV业务提供的PPPOE用户名和密码 请检查AP配置。

问题5：PPPOE拨号成功，但是连接不上EPG首页。可能原因：

宽带盒DNS地址设置错误。

网络原因。解决方法：

10.数字电视机顶盒设计探讨论文 篇十

【关键词】光纤网络；施工；设计

随着信息化社会的到来，有线电视传输网络成为信息化网络的一个重要的组成部分。光纤网络设计尤其重要，设计的合理性直接影响到光纤网络的安全性及可扩展性。本论文试图根据县城区域及乡镇分散的特点，对城区及乡镇的有线电视光纤网络进行设计探讨，以期和同行共享。

1.城区及乡镇有线电视链路的设计

1.1确定光纤网络的总体结构

在设计光纤网络的总体结构前，需要根据城区及乡镇分散的特点，选定要将光纤网络设计成一种什么样的拓扑结构形式。一般的光纤网络系统有三种形式，即：环网、星形网和树形网，也可以将这三者相互结合设计成复合型网络形式。

1.2光纤链路的计算

光纤链路的计算理论公式为：L=L1+L2+L3+L4，其中L为光纤链路总损耗，L1是光缆损耗，L2是接续损耗，L3是光分路器的分光损耗和附加损耗，L4是活接头的损耗。由于光纤链路的光功率随着时间的推移会不断下降，因此在设计光纤网络之前，要考虑预留光功率，以便将来维护工作的进行。

1.3光缆的高度和杆距

在设计光缆的高度和杆距时，首先要依据国家标准来设定。在我国，当光缆与街道和国家等级公路交越时，缆线离地面的高度要大于或等于5.5m。架空光缆的杆距一般要小于50m。

2.光纤网络设计的必备条件

2.1工程现场勘查

在有线电视光纤网络的设计工作中，为了明确光纤网络设计中路由的走向、光缆的长度、分线熔接点和光节点的位置，还需要进行现场勘查工作来获得数据，再根据具体的参数来制定合理的设计方案。在进行工程现场勘查时，主要需要调查的有：①现场街道的分布情况，根据这些情况来确定有线电视光纤网络杆要立杆的种类、高度和杆距。②马路宽度、地下通道、涵洞和地下管道的分布，以此来确定在十字路口立杆的地点、高度和宽度。③调查居民小区的房屋分布情况和具体居民数，确定光缆安装的位置和安装的走向，根据居民的需求力度来初步确定光节点的设计位置，特殊情况下要特别备注。

2.2光纤网络路由的最终确定

在完成现场勘查工作后，要将所得到的资料进行分类和汇总，在保证所采集的数据和资料都准确无误的情况下，根据具体的数据来制定方案，最终确立光纤网络路由的安装位置。

2.3有线电视光纤网络的实施

在进行有线电视光纤网络的实施工作中，首先要确定光发射机和光接收机的类型。在选择光发射机时，要考虑到光发射机必须能够承载各光链路中的总损耗；在选择光接收机时，要根据光链路所带的户数和光纤网络的功能来确定光接收机的类型。在确定了光发射机和光接收机之后，下一步的主要工作是要完成光功率的设计。在城区，一般每个光节点到达前端机房的距离都小于4km；在乡镇，一般每个光节点到达前端机房的距离都大于15km小于45km，具体的光功率数据可以根据光节点到前端机房的实际距离计算得出。

3.实际工程设计探讨

3.1有线电视光纤网络规划设计

根据城区建设规划图及实地勘测，把城区的有线电视分区划分在上述的片区中，将整个乡镇划分为了6个不同的片区。同时，在上述的几个片区中，设置了5个交接箱，包括西北片区、西片区、东片区、南片区和东北片区等。在每个片区中，包含一个广电中心，设置一个交接箱。而上述片区中，广电中心与交接箱之间的光缆连接，则全部采用地下通信管道的方式进行连接，这样极大的提高了光缆连接的安全性。而在每个交接箱中，又根据其不同的规划，设计不同数量的光节点，其目的是从上述的光交接箱中，将光缆信号输出。

3.2光纤网络设计

（1）光缆芯数的设计在设计中，光缆芯数的确定，直接关系到其未来的通信速度。而考虑到未来的增加量，因此在设计中通常需要扩大芯数。假设每个光节点需要4芯为例，那么城南片区需要48芯，而城北则需要40芯。同时考虑不同的增值业务，从广电中心到城南和城北的交接箱芯数设计为80，而城东和城南之间的保护环网则采用40芯。而实测广电中心到城南、广电中心到城东，其到交接箱的长度分别为2.0km、1.8km，同时考虑到其需要连接到机房和井内，其长度则为2.2km、2km，城南、城东两交接箱间为2.2km(含余留)。（2）光功率的设计在上述的设计中，广电中心到每个关节点的基本距离都控制在4公里以内，而在接受光功率要求不是很严格的情况下，对光分路器则采用光分比等分的方式来设计。而县中心机房采用的是1310nm、12mW的光发射机，同时从广电中心机房到城西北三个片区的距离分别为18km、30km、45km，而距离东北三个片区的距离则为20km、30km、40km。因此，根据上述的距离测算，可以将光信号传输到乡镇后，再通过光放大器对分光后的光信号进行放大，然后在分配给下属的各个行政村的光节点中。整个网络布局采用树星拓扑结构。

4.结语

结合光纤网络的相关原理，对其结构进行了详细的分析，并通过实际的案例，设计了适合县城--乡镇的有线电视光纤网络，以此为广大的同行提供参考和帮助。

参考文献

11.数字电视机顶盒设计探讨论文 篇十一

多年的等待之后，一道曙光看似在机顶盒厂商们的头顶闪现。

2006年8月30日，国家标准管理委员会发布了中国数字电视地面广播传输系统标准——GB20600-2006《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》，该标准于2006年8月18日已被正式确定为强制性国家标准，并将于2007年8月1日起实施。至此，博弈了五年之久的数字电视地面传输国家标准尘埃落定，以清华大学主导的DMB-T标准和上海交通大学主导的ADTB-T标准也走向融合。

新标准出台影响的不只是彩电厂商，其产业效应同样不可避免地波及与数字电视传输紧密相关的机顶盒厂商。面对可能出现的新形势，几乎在新标准诞生的同一时刻，有观察人士立刻指出，市场重新洗牌的命运在所难免，大量的弱势群体将被扫地出门。

数字时代送来春风

对数字电视未来市场的乐观估计使得众多机构与厂商早早地探身其中，但结果并不理想。客观存在的多方面原因造成了国内数字化进程受阻，数字电视的普及打雷要多于下雨。加之机顶盒的主要需求期出现在有线电视数字化转换的过程中，这种局面直接影响了机顶盒市场的壮大。

依照广电总局 “十五”计划的要求，到2005年底全国将突破3000万的数字电视用户，2010年我国将全面实现数字广播电视，2015年将停止模拟广播电视的播出。但截至目前，转换的用户数量只有100万户左右，与目标计划相去甚远。乏力的国内数字市场，致使2004年国内生产的机顶盒有53%被销往国外，2005年这个数字达到70%。一位机顶盒生产商向《IT时代周刊》抱怨：“资金匮乏是造成国内数字电视发展缓慢的重要原因，虽然国家通过开发银行为数字化转换提供贷款支持，但单一的政策性贷款难以弥补巨大的资金缺口；另外一方面，长时间苦盼国家数字化标准无望之下，各厂商家被迫各自为战，机顶盒市场上鱼龙混杂。”

来自政府部门的消息显示，政府方面加大的财政支持，对私人投资限制的放松和有线数字电视网络在各省级大规模的开通，预计2010年底中国数字电视家庭用户，将由2004年底的2700万上升到9000万，数字化送来的这股春风也将持续“刮”下去。

而美国高科技市场调研公司Infonetics称，除了数字电视方面的需求，离不开机顶盒的IPTV也会带来另一个契机。这家公司指出，由于没有允许实施以市场经济方式将1.1亿模拟有线电视用户转换成数字电视用户的业务模式，因而，中国模拟广播电视不可能很快结束。未来几年内，机顶盒市场的发货量和收入都会呈现巨大增长。

根据预计，在目前全部的IPTV销售收入中，IPTV机顶盒的比例高达42%；在中国市场，机顶盒2010年的收入就将近7.7亿美元。与此同时，机顶盒的市场机会还会出现在数字家庭这个领域。目前，几乎所有的IT和传统彩电厂商都在加紧数字家庭产品的研发，而作为“家庭娱乐多媒体中心”的终端产品就是机顶盒。

“未来的机顶盒市场到处都是‘金子’！” 国家广电总局负责协调机顶盒技术标准的孙起民工程师信心十足地表示：“虽然完成中国的数字化事业任重而道远，但这里却给厂商们一个广阔的驰骋天地，沐浴着中国数字化事业春风的机顶盒产业，其高速发展的阶段即将到来，这个市场已经在集体酝酿着战争。”

蓄势待发的内外军团

根据当前情况和各市场研究机构的谨慎预测，中国作为世界机顶盒最大产出国的地位长期内将难于撼动，但将迎来更多的“觅食者”。“资本总是要流向增值的地方的。”一位经济学者说道：“本土力量和外来军团都已经蓄势待发，不断膨胀的机顶盒‘蛋糕’只要一出现就一定会被迅速分割。”

国外厂商方面，以富士通、NEC为代表的日本势力和以飞利浦、IBM、汤姆逊为代表的欧美军团都在磨拳擦掌。其中，作为世界第一大机顶盒供应商的摩托罗拉，自从2004年以3,300万美元蚕食30%的天地数码股份后就正式进入了中国机顶盒市场，它已经计划在今年年底时关闭在台的宽带和机顶盒设备生产基地，把生产业务完全外包给鸿海精密，原有厂房改造成一家产品设计研发中心。摩托罗拉市场部有关负责人表示，不足200万的机顶盒用户和1.1亿数字电视用户落差很大，摩托罗拉绝不会放弃在这里“掘金”。业内人士也认为，摩托罗拉此举用意深远，既可以同时加强台湾地区的研发实力，提高生产能力，又能够强化对内地机顶盒市场的辐射，为全面进入内地市场做铺垫。

和国外厂商相比，国内竞争者多集中在东南沿海，且大部分都以低价机顶盒为生产目标。目前，国内机顶盒厂商已经分为三大主要阵营：代表传统家电厂商如创维、海信、海尔、TCL、长虹等；代表新兴专业厂商如同州、天柏、九州等；代表IT厂商的清华同方、浪潮、华为等。据调查显示，第一梯队的天柏、同州、九州、海信、海尔占据着国内机顶盒市场60%的份额；第二梯队的清华同方、创维、TCL、长虹则占据30%多的市场份额；剩下的不到10%的市场份额则由一些小品牌瓜分。

业内人士指出，为了达到与国外企业在同一市场竞争的目的，国内企业已经在总结，并充分意识到更高性价比的产品提供对今后保有高市场占有率的重要性。虽然国外企业起步较早，但国内企业在技术创新、市场沟通能力和相关标准跟踪上都具有一定优势。随着产品稳定性和成熟度的进一步提升，国内企业与国外企业在巨大的机顶盒市场的争夺将达到白热化。孙起民工程师向本刊记者指出：“随着国家以更积极的姿态引导数字市场，未来较高档的STB（机顶盒）被纳入国内机顶盒制造商们的生产计划当中，中国企业也逐渐从产品研发阶段，进入批量供货，甚至大规模市场拓展阶段，他们必然会誓死捍卫自己的阵地。”

市场仍待引导

就目前现状而言，中国机顶盒市场尚未成熟，并且在这个市场中，本土大大小小的机顶盒厂商就超过了300家，竞争的激烈程度难以想象。从现在的情况看，政府决心和相应政策的制定是我国机顶盒产业持续发展的最大保障，而广大民众对数字电视的深入了解带来的对数字电视日益增长的需求又成了该产业继续增长的动力。自今年1月1日央视带头引发高清数字风暴后，关于机顶盒市场“丰收之年”来临的传言就一直没有断过。

“这很容易让人麻痹，从而看不到新兴市场隐藏的诸多问题。”孙起民认为：“国内有线电视数字化整体转换的全面铺开，的确拉动了机顶盒的强大内需，但缺少节目和内容的客观现况深深地制约着发展。为了能在机顶盒市场上常胜不败，各大芯片厂商也凭借独特的市场判断和技术背景推出一系列套片解决方案。为此，不同的芯片厂商推出了各自代表性的芯片，作为参与市场竞争的筹码。另外，国家刚出来的所谓‘标准’其实还存在着很大的问题，薄薄几页纸很难对厂商的生产做出明确的技术规范，尽管现在不少人都在呼吁这个问题，但结果还待观望。”

孙起民转而指出：“还是有值得高兴的地方，激烈的竞争已经在促使机顶盒半导体产品向三方面发生演进：首先是形成可以跨越不同产品的统一平台芯片方案；其次是通过芯片方案不断单芯片化，减少外围元器件数量，来提高芯片的性价比，降低机顶盒总体成本；最后是扩充接口功能，以达到更强的互连性。”

中国的数字化刚拉起一扇窗，就已经看见满院的本土机顶盒厂商饥渴的目光，而院墙之外更多的外来抢食者也正源源不断地赶来。标准的设立也只是努力着告诉厂商们一个游戏的规则，如果国家不继续加以导引，很难说“藏着金子的屋子”会平安无事。

正在研究机顶盒市场的信产部电信产业研究院张春帆博士认为，政府的文件只是一个开始，主要的功夫还是要放在具体实施上；而众多的冲着机顶盒这块大“蛋糕”去的厂商们也应该放松一下头脑，因为这个市场将会越来越成熟，也将很快地不可避免地进入一个微利时代，谁能依时把握市场特点，谁就可能在众多的竞争者中脱颖而出。