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1、华中科技大学 硕士学位论文 数字机顶盒可视化开发工具的设计与实现 姓名：许贤铭 申请学位级别：硕士 专业：计算机系统结构 指导教师：黄浩 20080604 I 华华 中中 科科 技技 大大 学学 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 摘摘 要要 近年来数字电视的发展非常迅速。面对国内日益扩大的机顶盒市场，如何以最 少的人力投入和最低的成本在最短的时间内快速开发出满足各种客户需求的机顶盒 软件，是机顶盒软件开发商们占领国内市场所需解决的首要问题。在传统的机顶盒 软件开发中，界面开发工作约占了整个软件开发工作的一半，研究并设计一套数字 机顶盒可视化开发工具对机顶盒软件的低成本快速开发有重要意义。 可
2、视化开发工具两个最重要的特点是可视化和代码易移植。研究了采用中间件 技术和采用传统分层结构的机顶盒软件体系结构，并在此基础上设计了易移植的机 顶盒图形界面系统。以易移植图形界面系统为理论基础的可视化开发工具包括人机 交互工具和中间层。中间层保证了可视化开发工具生成的代码易于移植，包括资源 数据结构、操作系统抽象层、图形库和状态机引擎。机顶盒界面系统是事件驱动的 软件系统，可视化开发工具的关键技术之一在于状态机引擎的设计。为节省存储空 间机顶盒中多采用 8 位位图，为了保证可视化开发的“所见即所得”特点，256 色调 色板的构建是实现可视化开发的关键所在。代码编辑器和代码生成器也是可视化开 发工
3、具的关键部分。针对传统状态机实现上的缺点进行改进，设计了一个能和可视 化开发工具很好地融合的状态机引擎。针对机顶盒图形用户界面系统的特点和人眼 的视觉特性，设计了 256 色调色板的生成算法。在设计可视化开发工具关键数据结 构的基础上，以 flex 和 bison 为基础构建了代码编辑器，最后解决了代码生成问题。 使用可视化开发工具开发的图形界面系统在 STi5162、STi7109 和 LSI2005 等机 顶盒平台上的测试结果和分析表明，界面显示效果良好，状态机运行情况正常，实 现了基本的代码编辑和代码生成功能，实现了基本的可视化开发功能，生成的机顶 盒图形界面代码易于移植。 关键词：数字
4、机顶盒, 可视化开发, 可移植性, 状态机 II 华华 中中 科科 技技 大大 学学 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 Abstract The digital television is developing very quickly in recent years. When facing the increasing domestic set-top boxes market, how to develop software of Set-Top Box to meet the customers needs in the shortest time, using the lowest
5、 manpower and costs, is the first problem the software developers should consider if they want to occupy the market. During the traditional set-top box software development, the development of User Interface takes up about half of the entire work. Therefore, developing a visual developing tool of di
6、gital Set-Top Box is crucial for developing low-cost set-top box software rapidly. The visual developing tool has two important features: visual development and good portability of the generated codes. On the basis of the set-top box software architecture, a portable set-top boxes graphics interface
7、 system was designed. A visual developing tool based on it includes a human-computer interaction tool and a middle layer. The middle layer ensures the easy-portability of the codes generated by the visual developing tool, including resource data structures, the operating system abstraction layer, gr
8、aphics and the state machine engine. Set-top box interface system is an event-driven software system, so one of the key technologies in developing visual tool is the design of the state machine engine. Most set-top boxes use eight-bit bitmaps in order to save storage space, therefore, the generation
9、 of 256-color palette is a key point of the visual developing tools to ensure the “What You See Is What You Get” features. On the other hand, the code editor and code generator are also key parts. A state machine engine for the visual developing tool was designed based on the improvement of the trad
10、itional one. According to the features of graphical user interface system and the visual characteristics of humans eyes, an algorithm about the generation of 256-color palette was designed. After the design of key data structures of visual developing tool, a code editor was constructed on the basis
11、of flex and bison, finally the problem of the code generation was settled. A graphical interface system has been developed by the visual developing tool and tested on three different Set-Top Box platforms: STi5162, STi7109 and LSI2005. The results show that the display efficiency of UI is good, the
12、state machine runs normally, the basic function of code editor and code generator has been completed, and the basic function of visual development and easy-portability of generated codes has been completed. Key words: Digital Set-Top Box, Visual Development, Portability, State Machine 独创性声明独创性声明 本人声
13、明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他 个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集 体， 均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查 阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有 关数据库进行检索，可以采用影
14、印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位 论文。 保密， 在 年解密后适用本授权书。 不保密。 （请在以上方框内打“” ） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 本论文属于 1 华华 中中 科科 技技 大大 学学 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 1 绪论绪论 20 世纪 90 年代以来，由于微电子技术、超大规模集成电路技术、数字信号处理 技术、计算机技术的迅猛发展，广播电视走入了数字电视发展的新时期，并且数字 电视已经成为世界范围广播电视的热点1。数字化是世界广播电视发展的趋势，广播 电视业由模拟向数字化的全面过渡已成必然2。 数字电视接收端的软件研发
15、对推动数 字电视的发展具有重大的意义，而数字机顶盒可视化开发工具的研究对缩短数字电 视接收端软件的开发周期并降低成本又有着极其重要的意义。 1.1 课题研究的背景、目的和意义课题研究的背景、目的和意义 欧美各国相继开播数字电视， 推动了数字电视的发展。 2007年美国宣布将在2009 年 2 月 17 日关闭模拟电视的播放。芬兰、瑞典、挪威、意大利关闭模拟电视的时间 表为 20072008 年，澳大利亚、韩国、法国、西班牙、德国和丹麦等国家也计划于 2010 年关闭模拟电视。一方面各国积极开播数字电视，一方面模拟电视停播已经被 提上时间表，数字电视的全面到来已经不可阻挡。根据北京格兰瑞智咨询有
16、限公司 2007 年 10 月发布的中国有线电视数字化暨机顶盒发展研究报告显示，2007 年 第三季度全国的有线数字电视用户达到 2339.3 万户，用户总量大幅度提高，全国有 线数字化程度达到 16.74%。据市场调研机构 IMS Research 表示，全球地面数字电视 市场将在未来的5年迅速发展， 将从2006年的大约3700万户成长到2011年底的1.31 亿户。 广播影视科技“十五”计划和 2010 年远景规划明确提出：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3。我国的数字电视的建设大潮 也已经启动。随着数字电视技术的发展与普及，数字电视终端产品数字机顶盒 必将成为家庭信息获取、娱乐和消费的主要平台4。 全球数字机顶盒市场是个高度竞争的市场，除传统的机顶盒制造商之外，消费 电子、家电和 IT 产业方面越来越多的公司也开始涉足数字机顶盒的
