机顶盒硬件基本知识及硬件接口

ADC
Loop Out AGC
Phase Shifter
PLL
I2C
1
2
3
7 VS1(+5V)
9 VS2(+3.3V)
11
12
13 VS3(+2.5V)
26 NRESET
LNBB LNBA VA1(+5V)
SCL SDA
TUNER
DVB-S TUNER
NO ITEM SPECIFICATIONS NOTE S 1-1 RF input range 950MHz ~ 2150MHz
音视频接口－ S端子
S-VIDEO:即S端子，它与CVBS不同之处是将亮度信号Y和色 度信号C分开传输，这样解决色度亮度串扰问题，提高了 图象清晰度，一般S-VIDEO可传输的清晰度在400线-480 线，对于我们的标清机顶盒已经差不多够用了。
音视频接口－ 色差输出

色差输出就是常说的Y、Pb、Pr（逐行扫描）或Y、Cb、 Cr（隔行扫描），其中Y为亮度信号，Pb（Cb）是B-Y色 差懒信号，Pr（Cr）是R-Y色差红信号，有了B-Y和R-Y和 Y信号，就能根据亮度方程Y=0.35R+0.59G+0.11B通过矩 阵电路算出G信号了；由于3个信号独立传送，避免了相互 干扰，图象质量比S-VIDEO更高了，YPbPr最高可达到 1080线。
SDRAM
DDR SDRAM PIN DESCRIPTION
面板接口
面板一般包含显示、按键、遥控接收功能，目 前我们使用的面板大多是LED动态扫描显示，部分 高端机型使用VDF显示，也有使用单片机控制的面 板。
智能卡和CI接口
CI 卡座 智能卡座
智能卡
CI模块
音视频接口－SCART

FLASH NhomakorabeaFLASH类型：
o o o
NAND FLASH NOR FLASH SERIAL FLASH
FLASH
NAND FALSH 特点


优点: 容量大 块单元小 ( 512Byte ) 擦除速度快 (2ms) 写入熟读快 读取熟读快 擦写寿命长( 10万-100万次) 价格低 缺点 接口复杂 可靠性低 需要坏块管理 不具备代码执行能力
音视频接口－SCART

注意：
对于SCART接口的电视控制TV/AV、16：9、RGB/CVBS，只要满 足控制电平即可，软件控制形式多样，大部分是控制GPIO再通过硬件转 成相应电平，也有使用PWM输出，通过硬件转成相应电平，通过PWM的 好处就是只需要一个PWM输出口，可以节省使用2个GPIO； 不同的硬件GPIO控制电平也可能有差别，开发是最终根据硬件设计 人员提供的GPIO表为准。
FLASH
SERIAL FLASH 构架
SDRAM

SDRAM类型：

SDRAM（普通）
特点：小容量（16MByte以下）较DDR便宜，速度较 慢，对主芯片和PCB布线要求不高，只支持普通 SDRAM的机顶盒主芯片较便宜；

DDR SDRAM
特点：大容量（32MByte以上）较SDRAM便宜，速度 快，对阻抗匹配、PCB布线要求高，支持DDR 的机顶 盒主芯片较贵。
SDRAM
SDRAM FUNCTIONAL BLOCK DIAGRAM & 54 TSOP II Pin ASSIGNMENTS
SDRAM
SDRAM Pin DESCRIPTION
SDRAM
DDR SDRAM FUNCTIONAL BLOCK DIAGRAM
PIN CONFIGURATION (Top View)
调制器的作用是将音频信号（L＋R）、复合视频信号调制 到电视能接收到的频道上。调制器有很多制式，大的分有PAL、 NTSC、SECAM，有些制式下还分不同的制式，如PAL B/G、 PAL D/K，NTSC M，SECAM L、SECAM B，SECAM G等；不 同国家的制式有不一样，如我国使用PAL D/K制，香港使用PAL I 制，澳洲德国用PAL B/G，法国用SECAM L等等；如果STB设置 的制式和电视接收不一样，就有可能出现黑白图像、无声、噪声、 图像干扰声音现象；各制式的频道划分也不相同（有线电视、无 线电视），如我们常用的CH21-CH 69就是从21CH到69CH频道 输出可调（软件IIC控制），并且制式也可调；也有固定输出的调 制器，如CH3/CH4是2频道，CH11单频道，固定输出的调制器频 道和制式都不能通过软件改变，出软件时屏蔽调制器输出菜单； 另外调制器外部物理接口有IEC头，有F头，不同区也不一样。
机顶盒硬件基本知识及硬件接口
深圳市同洲电子股份有限公司
基本组成框图
FLASH SDRAM 基准时钟
TUNER
解调
TS
音频输出
AUDIO DAC
主芯片
视频输出
CA、CI接口
USB
RS232
面板显示
键盘、IR输入
基本组成框图
一款卫星接收机主板的实物
主芯片
主芯片
主芯片是机顶盒的核心器件，大多数的 功能都是在主芯片处理的，我们主要使 用的方案有ALI、CONEXANT、 CHEERTEK、ST、ZORAN等。
Silicon Tuner IC MA86A15
Direct Conversion Part
Baseband AGC
Demodulator Timing Recovery I/Carrier Recovery
Clock Generator
10 F22
FEC 14 D0
Reed-Solomon Decoder
音视频接口－SCART

VCR功能： 目前机顶盒普遍要求实现VCR自动切换功能，即在播 放TV-SCART的视频输出时，如果VCR-SCART有外部音视频 插入，则自动切换到VCR状态；如果VCR-SCART的外部视频 输出被拔出了，那么自动切换回播放本身音视频。实现方法是： 硬件检测（pin8有电压输入），软件作出相应的状态切换。注 意如果是使用AV转SCART接口线则不能自动切换，因为AV转 SCART线不能提供控制电平；自动切换的同时要保持遥控器 对这两路视频的切换功能，按遥控器上的TV/AV键能自由切换 VCR和本机的音视频。请注意待机状态下的VCR自动切换处 理，我们使用的SCART电子切换开关是低成本方案，如待机 时不将STB的视频DAC完全关断，否则会出现“鬼影”！
1-2
Input dynamic range
- 65dBm ~ - 25dBm
1-3
Input connector
F-female
1-4
Input impedance
75Ω
1-5
Channel selection system
I2C Bus Interface (Clock 16.0 MHz)
1-6
FLASH
NOR FALSH 特点


优点: 接口简单 高可靠性 具备代码执行能力 缺点: 容量小(1MB- 32MB) 扇区容量大 (8-64KByte) 读写速度慢 价格高
FLASH
NOR FALSH构架
FLASH



SERIAL FLASH特点 优点: 硬件接口简单； PCB占用面积小，布线方便 高可靠性 具备代码执行能力 缺点: 价格较高 目前只有少部分方案支持 该FLASH
音视频接口－ SCART SCART接口引脚定义
音视频接口－ CVBS
CVBS： 独立的CVBS一般通过RCA接口输出，一般和音频输出放在 同一RCA插座上，一般黄色的为视频信号，白色的为左声道音频 信号，红色的为右声道音频信号。复合视频信号是将亮度信号和 色度信号采用频谱间置方法复合在一起，导致亮色串扰、清晰度 降低等问题。如下图所示。

SCART： 在机顶盒中经常会看到两个SCART口，一个称为TV-SCART 口，另一称为VCR-SCART口。VCR-SCART口是输入/输出口， 它即可以为录像机提供视频流的输入通道，又可以为电视机提 供视频流的输出通道； TV-SCART口仅是一个输出口，它可以为电视机提供视频流的 输出通道(实际上TV-SCART也可以实现双向传输，但目前机 顶盒普遍没有采用这种做法)；它有TV、AV两种状态。 在这里的AV模式是用来接收从机顶盒来的完整的音视频流， TV模式是电视显示自己本身解析模拟信号后产生的音视频， 对于机顶盒只需要提供一个控制电平，无需做其它处理。 另外电视的4：3 和16：9 是用来控制电视本身的显示区域， 软件一般是根据码流判断自动控制，也可以强制切换或通过软 件压缩成16：9。
音视频接口－SCART
SCART 接口对应软硬件控制如下：

1）通过调整SCART TV输出pin8的电压实现控制电视的TV-AV模式以 及4:3、16:9模式。
9.5V - 12V AV 4:3 模式 对应IO控制:TV/AV=0 16:9=0 5V - 8V AV 16:9模式 对应IO控制:TV/AV=0 16:9=0 0V - 2V TV模式 对应IO控制:TV/AV=1 16:9=任意

2) 通过调整SCART TV输出pin16的电压来控制电视的CVBS和RGB的 输出
1V - 3V 0V – 0.4V RGB模式 CVBS模式
对应IO控制: =0 对应IO控制: =1

3)通过检测SCART VCR输入Pin8的电压实现检查VCR接口的插入
5V - 12V 有VCR插入 对应IO输入： ＝1 0V – 2V 无CVR插入 对应IO输入： ＝0 注意：VCR检查输入电压是通过硬件转换后输入GPIO的，硬件不同检测到的电平也会不一样， 当SCART口只有一个TV输出口时软件应该屏蔽VCR输入检测，因为硬件VCR检测是悬空的， 芯片内部有弱上拉，所以软件检测到的就是高电平自动切换到VCR了 。