简易标清数字电视机顶盒-长虹

前言
在我国，数字电视节目在许多省市已经开始试播，由于用户端使用的基本都是模拟电视机，无法接收数字信号，因此需要一种接收装置来担当二者之间的桥梁，这就是机顶盒（Set Top Box，简称STB）。

它是一种扩展电视机功能的一种新的家用电器。

它可以把卫星直播数字电视信号、地面数字电视信号、有线电视网数字信号甚至互联网的数字信号转换成模拟电视机可以接收的信号，使现有的模拟电视机用户也能分享数字化革命带来的科技成果。

本文主要针对南京广电有线数字电视基本型单向简易型机顶盒的用户使用和市场需求，从关键芯片介绍、机器开机流程、软件文件大小和在内存的存放位置、系统框架和功能模块介绍等几方面对简易型机顶盒技术与解决方案做一个简单的系统介绍说明。

目前，国内数字电视机顶盒关键芯片厂商各自推出了自己的芯片方案，尤其是有线数字电视。

一、NEC μPD61116主芯片介绍
1.芯片μPD61116采用32位1.5V内核，0.13UM工艺，功耗低，是一种高性能的主芯片，
主频达到166MHZ，处理速度可达到233Mips，可实现高速通信、处理、大存储空间。

2.芯片采用双核架构，性能优越。

主CPU负责视频解码控制，次CPU负责音频解码控
制，同时外围电路设计简单,支持EJTAG软件调试功能。

提供了多种外围设备接口，包括两个UART 接口、两个智能卡接口、I2C 接口、红外接口、图文电视
接口、通用I／O 控制以及调制解调器等接口，通过这些接口，μPD61116可
以和多种外围设备相连，其功能更加强大。

3.主次CPU各有4KByte的数据缓存和指令缓存空间，有36个PID FILTERS（1个VIDEO
PID，2个AUDIO PIDS，1个PCR PID，32个通用PID）和32个SECTION FILTERS。

4.μPD61116芯片采用16位总线接口，216PIN QFP封装。

可以使用X*4MByte SDROM
（可扩展支持8MB、16MB、32MB、64MB），相对于需要2*32MByte SDROM 价格
更低，供货更好，满足产品的不同的市场应用配置需求，并且省下了足够的I/O口，
可用于按键扫描等方面。

5.芯片具有标准的存储控制器，支持存储器间的DMA数据传送。

6.具有2D图形加速引擎，支持FLASH、GIF、JPEG图片格式支持动画菜单、滚动字幕，
支持多种字体显示，可以设计出美观的动画界面效果。

7.显示分BACK GROUND ——VIDEO——OSD1——OSD2共四层，可以非常清晰的菜
单效果，立体感强。

8.内含抗闪烁电路，设计出的界面不闪烁，给人眼很舒服的感觉，绿色健康。

9.支持视频图象的ZOOM功能，可以把节目的局部放大，使用户更好的看局部精华的节
目内容。

芯片框图如图一所示：
图一
该主芯片成熟度较高.在欧洲,日韩等地都占有较高市场份额，NEC公司独立成立影音部门负责开发，后续发展潜力更大。

二、机器开机流程
1.从BOOT引导区域进入读写Flash数据，先将存放在Flash上的主程序和字库文件
等解压到SDRAM中；
2.然后进行硬件检测和初始化工作：
a)内存管理模块初始化
b)Demux设备检测和初始化
c)音视频解码设备检测和初始化
d)OSD Region设备检测和初始化
e)遥控器和前面板设备检测和初始化
f)Flash和EEPROM检测和初始化
g)高频头检测和初始化
h)智能卡检测和初始化
说明：
a)Boot区域在整块Flash的开始位置，启动了程序的驱动和引导作用。

空间大小为（0x9fc30000 – 0x9fc00000 = 192K）
b)主程序存放区域是整个应用软件的存储位置，应用软件的重用和层次结构请参照本文档
的第二部分。

空间大小为（0x9fd60000 – 0x9fc30000 = 1.2M）
c)数据区域存放一些用到的数据，例如程序的背景图片、广告图片等。

空间大小为（0x9ff20000 – 0x9fd60000 = 1.75M）
d)字库存放区域存放系统使用到的一些文字库。

空间大小为（0x9ffc0000 – 0x9ff20000 = 640K）
（
3.EEPROM
2
a)CA设置模块
包括CA信息、CA设置等界面
b)EPG
包括EPG、NVOD的界面和处理
c)游戏
包括三个小游戏：俄罗斯方块、推箱子、五子棋
d)菜单
主菜单、各项子菜单
e)节目列表
对节目列表的处理和节目列表的界面
f)节目设置
节目加锁、排序、删除等
g)节目搜索
自动搜索、手动搜索、全频段搜索
h)系统设置
各种系统设置的菜单
i)浏览器
包括茁壮浏览器和影立驰浏览器两种
j)股票
可集成四川长虹股票分析系统、海特荣德股票分析系统
k)NVOD
集成恩讯等NVOD系统，也可自主开发
l)节目播放
m)资源文件
一些字符串、图片文件等资源数据
3、中间层模块划分
a)控件Control
仿照Microsofe MFC开发的窗口系统，功能强大，使用方便。

窗口的开发、管理等消息的传递流程，与VC开发windows应用程序非常像。

窗口系统使用C++语言进行开发，和传统的C语言相比，可以大幅简化开发流程，代码可读性强，开发快速，且便于维护。

窗口系统提供了基本窗口、按钮、ComboBox、列表框、进度条、滚动条、菜单、编辑框、静态文本框、对话框等常用控件。

b)图形Graphics
提供屏幕绘图函数、各种图形格式的图片的打开和绘图（Jpeg、Gif、Bmp、I帧）、多种语言的字库(中文、英文、俄文等)
屏幕绘图提供缓冲机制，以提高图形显示的效果
绘图可以使用硬件加速。

c)前面板Fontboard
前面板按键和遥控器
d)OS OS
对操作系统提供的功能进行封装
e)存储Store
提供对Flash、EEPRom存储器的管理。

f)解调Demodulate
g)解扰Descramble
h)解复用Demux
通道的创建、设置、接收数据等
i)A V A V
音视频播放和控制
j)SI SI
支持DVB标准中定义的全部表，支持自定义描述子的解析。

针对EPG和NVOD应用进行的数据重组织。

后台数据接收，完善的接收控制，可以设置各种风格的接收方式以适应不同的网络。

对数据的解析和存储的优化，提高效率，减少存储空间占用。

支持GB2312、Unicode、UTF8字符解码。

k)文件FileManager
在Flash存储器中创建文件系统，支持多个文件分区，支持可读写文件分区和只读文件分区。

l)BasicLib
常用类库，包括CTString、CTRect、CTList、CTPoint等。

4、Driver Package
硬件驱动层（DRIVER驱动层）：硬件驱动层在操作系统和硬件抽象层的基础上实现对硬件的驱动。

（该模块部分由公司自主开发）
5、NEC Driver
a) OS操作系统：提供操作系统内核。

操作系统主要提供内存管理、任务
调度、时钟管理、资源共享和互斥等功能。

（该模块部分由NEC公司提
供）
b) BIOS层：用于将引导操作系统，对操作系统提供板级支持。

同时提供
一些近设备的驱动。

（该模块部分由NEC公司提供）
c) API接口层：实现OS操作系统、BIOS层和DRIVER 驱动层的接口连
接。

（该模块部分由NEC公司提供）
五、操作系统的选型
机顶盒作为一个典型的嵌入式系统，对其操作系统有更高的稳定性和实时性要求，一般选用实时嵌入式操作系统，这里我们选用μPD61116操作系统：一个可移植、可固化、占先式的实时多任务操作系统。

在实践中已证明该操作系统在稳定性和可用性上是完全适合在本方案中是选用的。

NEC μPD61116芯片内核精简，效率高，对存储器和内存的需求低，对于降低系统成本有利，也有利于加快开发进度。

六、结束语
数字电视机顶盒是模拟电视机向数字电视机过渡的最佳解决方案。

数字电视机顶盒是未来家庭必备的多媒体信息终端，使用数字电视机顶盒的有线电视用户，可以享受电视、数据、话音等全方位的信息服务。

随着数字技术、多媒体技术和网络技术的发展，数字电视机顶盒的功能将逐步得到完善，让我们在技术不断完善的过程中，实现我们的共同进步，分享数字电视给我们带来的无穷乐趣。