有线数字电视机顶盒学习总结

《有线数字电视机顶盒学习总结》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有线数字电视机顶盒学习总结（72页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、机顶盒学习总结1、机顶盒简介2、机顶盒主要功能3、机顶盒分类4、机顶盒的工作原理 5、以数字电视为例说明6、机顶盒的硬件结构 7、机顶盒的软件架构 一、机顶盒的概念 n机顶盒（STB：Set Top Box）的概念是 比较广泛的。n从广义上说，凡是与电视机连接的网络 终端设备都可称为机顶盒。n从狭义上说，我们可以将模拟设备排除 在外 ，专指数字电视机顶盒。n有线数字电视机顶盒是CATV网络综合业 务终端设备之一。 机顶盒的其他描述数字电视机顶盒接收各种传输介质来的数字电视和各种 数据信息，通过解调、解复用、解码和音视频编码(或者 通过相应的数据解析模块)，在模拟电视机上观看数字电 视节目和各种

2、数据信息。机顶盒是一种能提供模拟音频和视频接口，使现在的 模拟电视机能正常接收节目；同时，还能提供数字电视 、数字广播接口，提供交互式功能的接口装置。它一头 接 有线电视 网的同轴电缆，一头接用户家里的电视机。专 门为不打算买电脑和用电脑的广大用户设计。二、机顶盒的主要功能 机顶盒的基本功能是接收数字电视节目和广播节目，同时具有所有 广播和交互式多媒体应用功能，如：nEPG：电子节目指南，给用户提供一个容易使用、界面友好、可以 快速访问想看节目的一种方式，用户可以通过该功能看到一个或 多个频道甚至所有频道上近期将播放的电视节目，目前软件一般 都支持7天的节目预告信息显示，用户可以预约想看的节目

3、，预约 时间到以后系统会自动提示用户确认收看已预约的节目；nDB ：数据广播，给用户提供新闻资讯、政务时要、分类广告、票 务信息、电子报纸、天气预报等信息；nStock：股票，提供实时的股市行情、实时行情数据、股票分时数 据、股票日线数据等信息；机顶盒的主要功能 （二）VOD：准视频点播，是单向数字电视系统增值业务之一， 广电前端利用视频服务器将一个数字电视节目在几个数 字通道中延时播放，使用户在点播该节目时可以等待一 段时间后完整地观看该节目，用户可以预约想看的节目 ，预约时间到以后系统会自动提示用户确认收看已预约 的节目； CA：条件接收，条件接收技术的核心是加扰和加密，是 广电保障有授权

4、用户收看加密节目的一种机制； VOD：视频点播，双向机顶盒的特性功能。机顶盒的分类1、根据传输媒介的不同，数字电视机顶盒分为：n数字卫星机顶盒（DVB-S）；n地面数字电视机顶盒（DVB-T）；n有线电视数字机顶盒（DVB- C）。 2、根据图像清晰度的不同，机顶盒分为： n标清机顶盒；n高清机顶盒。 3、根据是否双向互动，机顶盒又可分为：n单向机顶盒；n双向互动机顶盒。 有线数字电视机顶盒为例其工作原理如下：有线数字电视机顶盒接收有线 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

5、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 。 数字电视机顶盒结构图数字电视示意图数字电视机顶盒的工作过程n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

6、， 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。 MPEG2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，并提供多声道立体声节目。数字机顶盒的结构分层硬件平台硬件层实时操作系统和驱动程序中间件层底层应用软件层条件接收系统电子节目指南股票系统设置频道列表中间件机顶盒的层次 n从信号处理和应用操作上看，机顶盒包含以下层次： (1）物理层和连接层：包括高频调谐器，QPSK、QAM、OFDM 、VSB解调，卷积解码，去交织，里德索罗门解码，解能量扩 散。 (2）传输层：包括解复用，它把传输流分成视频、

7、音频和数据 包。 (3）节目层：包括MPEG2视频解码，MPEG/AC3音频解码。(4）用户层：包括服务信息，电子节目表，图形用户界面（ GUI），浏览器，遥控，有条件接收，数据解码。 (5）输出接口：包括分模拟视音频接口，数字视音频接口，数 据接口，键盘，鼠标等。 数字机顶盒包含几个重要模块n a. 调制解调模块n b. 编解码模块n c. MPEG II的解码模块n d. 数字视频编码器和音频DACn e. 图形控制模块n f. 媒体访问控制模块MACn h. 可擦写DVDn i. 加解扰模块和版权保护模块a. 调制解调模块n数字机顶盒工作在有线电视网络状态下，有线电视网采用模拟传 输，因

8、此必须对数字信号进行调制和解调才能在模拟信道传输， 调制解调器是系统关键的组成部分，在技术上类似现在的电话调 制解调器的原理，但采用了更高的调制方法，下行多采用64 QAM 或256QAM，在 DVB -C(Digital Video Broadcast by Cable) 和 DAVIC中采用64QAM做为标准调制方法，以Motorola 的 MC92305QAM 解调芯片为例，在7M模拟带宽上采用64QAM调制 的数字信号速率可达42Mbit/S，上行目前采用两种方式，一种是 采用电话线做为上行信道，另一种是采用双向HFC网的上行通道 ，采用HFC网时采用QPSK做为调制方案。QAM或QP

9、SK调制器将 MPEG格式的数据流调制在一个标准的PAL信道内，与其他视频调 制信号一起合路发送出去。b. 编解码模块n由于采用模拟通道，为保证数据 传输的可靠性和低误码率，前向 纠错编码是必不可少的，DVB 采 用Reed Solomon编码，RS码是 一类纠错能力很强的多进制BCH 码。c. MPEG II的解码模块n数字机顶盒的核心是数字视频技术，MPEGII的 解码模块可以称为CPU以外的核心模块， MPEG II数字传输中采用交织编码，首先需要 对码流进行去交织，视频、音频和数据码流的 分离工作，以及视频码的解码工作。经以上各 步骤MPEGII码流成为视频 (CCIR656 格式)和

10、 音频数字信号。MPEG多路复用器将各路节目 流、数据流复合在一起，以188字节为一帧的 MPEG2数据格式发送到射频调制器并提供电子 节目单 (EPG)。d. 数字视频编码器和音频DACn数字机顶盒的“外设”是电视机和音响系统，数字的音 视频信号必须转换为模拟音视频信号，以Motorola公 司的MC44724为例，MC44724可以将ITU601、656标 准4:2:2 并行视频数据转换为PAL或NTSC格式的视频、 S-Video、Y/Cb/Cr 或R/G/B，扩展的VBI(Vertical Blanking Interval)信息输入口用于显示图文信息。音 频DAC非常普遍这里不再介绍

11、。现代音响系统都支持 Dolby Pro Logic和Lucasfilm Home THX家庭影院系统 ，需在音频DAC之前用数字音频信号处理芯片对数字 音频信号进行处理，目前有专用处理芯片和采用数字 信号处理芯片DSP进行处理两种方式。e. 图形控制模块n和视频图形混合器数字机顶盒另 一方面需要提供类似计算机的复 杂图形甚至是三维图形，需要系 统具有强大的二维和三维图形加 速芯片，而且需要将图形和视频 信号能进行混合叠加显示，此类 功能类似现有的字幕机。f. 媒体访问控制模块MACn数字机顶盒在网络通信上可以看成是 Cable Modem，IP路由器接收用户端通 过PSTN( 公用电话网)传

12、来的点播信号并 传送到Internet服务器/ 路由器。目前主 要参照DAVIC和IEEE 802.14 标准， IEEE802.14倡导采用ATM并在802.14 MAC访问层上定义了ATM层，DAVIC同时 定义了以太网和ATM标准。h. 可擦写DVDn现有数字机顶盒完全工作在网络环境，仅能利 用智能卡进行一些类似个人帐号、解码号等信 息的储存，不具备本地大数据存储功能，所有 信息需要从网上获得，无论现在网络状况还是 今后，像CD-ROM此类介质仍是大容量信息传 递的一种主要方式，CD-ROM的缺点是信息无 法更新。采用可擦写DVD不仅可以使用光盘上 的巨大信息，更有效的是通过Intern

13、et网进行 数据更新，使DVD盘上数据保持最新状态， DVD应成为数字机顶盒的重要的备用模块。i. 加解扰模块和版权保护模块n在 有线电视 运营中，付费电视是一种主 要的业务，要求 数字机顶盒 必须具备电 视信号的加解扰功能，由于采用数字信 号，加解扰比模拟信号加解扰容易和保 密度高， DVB 对加解扰功能有相关定义 ，另一方面，采用数字信号在版权保护 上加大了难点，目前采用Macrovision generator 进行活动图像的保护。机顶盒硬件结构图机顶盒的硬件结构 主板 主板上的主要器件及作用：nCPU：CPU是数字电视机顶盒的心脏，它与存储器模块用来存储和运 行软件系统，音视频硬件解码

14、并对各个硬件模块进行控制。接口电 路提供丰富的外部接口，包括通用串行接口USB，以太网接口及 RS232，模拟、数字视音频接口，数据接口等；nFLASH：非易失存储器，主要存储软件程序、保存节目信息等；nSDRAM/DDR：随机存储器，主要运行机顶盒的程序等；nEEPROM：电可擦写可编程存储器，读写速度比较快，用于存储经常 读写的节目相关信息或系统参数等；nTUNER：将射频信号降为中频信号；nDEMODULATER：信道解码，给CPU提供解调后TS流。机顶盒硬件示意图机顶盒硬件实物图机顶盒的硬件结构 n电源板/适配器 给机顶盒提供工作的电压电流。n前面板 前面板主要提供给用户一些常用的功能

15、按键、电源指 示灯、信号锁定指示灯等。n后端子板 后端子板包括各种输出的接口，射频信号输入、射频 信号环出、IR连接线接口、视音频输出接口、电源适 配器接口。n智能卡板 智能卡的读卡器。数字电视机顶盒结构图机顶盒硬件组成n（1）网络接口模块（NIM）：网络接口模块完成信道解调和信道解码功能，送出 包含视音频和其他数据信息的传输流（TS）。n（2）信源数据传输流解复用器：传送流中一般包含多个音视频流及一些数据信息 ，传输流解复用器用来区分不同的节目，提取相应的音视频流和数据流，送入视 音频解码器和相应的解析软件。n（3）条件接收模块：对于付费电视，条件接收模块还对音视频流实施解扰，并采 用含有识

16、别用户和记忆功能的智能卡，保证合法用户正常收看。n（4）视音频解码器和后处理：MPEG-2解码器完成对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，在模拟电视机上显示高质量图 像，并提供多声道立体声节目。n（5）嵌入式CPU与存储器模块和接口电路：嵌入式CPU是数字电视机顶盒的心脏 ，它与存储器模块用来存储和运行软件系统，并对各个硬件模块进行控制。接口 电路提供丰富的外部接口，包括通用串行接口USB，以太网接口及RS232，模拟 、数字视音频接口，数据接口等。数字电视机顶盒软件系统操作系统功能n操作系统一般采用实时操 作系统。在这个操作系统 中主要完成进程调度、中 断管理、内存分配、进程 间通信、异常处理、时钟 提取等工作。硬件驱动功能n硬件驱动部分提供外围硬 件设备的驱动，包括I2C总 线、异步串行通信口、并 行通信口、非易失内存、 键盘、遥控器、调谐器、 信道解码模块等。图形接口功能n图形接口主要用于完成图形 显示功能，以便于为用户提 供友好的图形用户界面。音频解码和视频解码驱动功能n音频解码和视频解码驱 动用于控制音频