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1、可编程逻辑控制器在机顶盒中的应用机顶盒市场概览机顶盒市场正经历着前所未有的快速增长，预计在2002年以前每年的需求量都将以百万台的数量级增长。目前机顶盒市场根据网络类型来分有三大应用市场：卫星电视、有线电视和天线电视。除按电视信号发射系统划分外，机顶盒还可按功能不同分为低端、中端和高端。其中：低端机顶盒可将解码后的音频和视频输出到模拟电视或数字电视上；中端机顶盒参加了有限的交互性，可以实现交互式广告和节目安排程序；高端机顶盒可实现高程度的交互功能，如网页阅读和硬盘视频存贮。机顶盒市场是一个变化快，对本钱异常敏感的市常为了提供竟争对手所没有的特性，播送公司必须不断为自己的机顶盒加上新的特征并迅速
2、推向市常xilinx的大容量fpga和pld器件为系统设计者提供了性能价格比很高的解决方案，同时还保持了传统pld快速推向市场的优势。虽然很多功能最终会被吸收用在特殊应用标准产品assp(appliatinspeifistandardprduts)器件中.但不断提出的很多新功能或标准芯片组目前还不能提供，或者还不能完全利用assp完成，因此可编程逻辑的应用非常重要。机顶盒的根本构造构成机顶盒系统的功能块主要有：连接卫星接收器或线缆调制解调器的连接块；天线电视接收器或可并发解调数据流的xdsl调制解调器；可作进一步peg-2解码的密码操作系统；中央处理器，如ar，ip或是嵌入其他功能的x86处理
3、器；带音频、视频输出的peg-2解码器；外部标准接口，如rs232，usb；用于连接由播送公司控制的拨号系统的低数据率的调制解调器。在这些设计中，xilinx器件主要用于完成各主要模块间的接口功能。大多数接口都很类似，只是简单的逻辑改变。图2和图3给出了用到xilinx器件的主要模块示意。为市面上所有不同类型的系统分别开发接收器代价很高，但机顶盒的主要处理局部是很通用的。可编程逻辑器件可以在数据通道上提供所需的接口逻辑。利用可编程逻辑使机顶盒制造商不必依赖于某一个芯片组供给商。另外，播送公司对机顶盒功能的要求，很大程度上影响到机顶盒中不同模块芯片的选用。所以，多数情况下使用单一厂商芯片组的机顶
4、盒方案不能满足所有需要。可编程逻辑器件是实现这一点的理想选择。xilinx芯片应用的另一个重要方面是密码操作nditinalaess,a系统(见图2)。在系统的这一局部信号被解码。为顺利进展解码，信号发送时要使用适当的算法。算法可用软件或包含在智能卡上的硬件实现。然而，多数播送公司有自己独特的算法，因此目前应用的解码方法种类很多。在密码操作系统中采用可编程逻辑器件可以简化制造过程，机顶盒的制造过程完全统一，只是针对不同播送公司的特殊加密要求对可编程器件进展编程就行了。这样机顶盒就成为可以批量制造的标准产品，从而可以表达出大批量制造的优势。在保证播送公司可以使用自己喜欢的方法的同时，却可以得到单
5、一解码系统的好处，这就是设计通用接口ninterfae标准的目的。“通用接口定义了主处理模块与解码电路间的连接标准。它是在欧洲电子技术标准协会enele的支持下标准化的，并被数字音频及视频委员会davi采纳，以a0接口的名义出如今davi标准中。同样这一接口也构成了美国国家可更新平安标准nrss委员会相应标准的基矗预计新出现的机顶盒设计将会逐渐采用通用接口标准。这样可使机顶盒以很好的性价比支持多种解码标准。xilinxspartan和pld器件被广泛地用在此类设计中，以实现机顶盒与加密智能卡间的桥接。硬盘存储技术xilinx器件在标准的机顶盒系统中有用武之地，特别是前面介绍过的方面。但其主要应
6、用还是在那些具有先进特性的新机顶盒设计中。其中最有意思的开展之一可能是硬盘存储技术在机顶盒中的应用。replaytv、nds和paetehnlgies公司都开发了此类产品。xilinx同方案在机顶盒中采用硬盘存储技术的一些制造商进展了合作。由于硬盘每10gb存储的价格已降低到100美元以下，所以此类合作使双方都受益非浅。利用硬盘存储电影比视频录像机存储有很多优点。例如，可以同时进展读写。消费者可以将节目录下来稍后再看。对于录像机来说，一边录制节目，一边播放15分钟前该节目播放的内容是不可能的。采用硬盘技术那么可以让观看者在接 或为人开门后回来再观看原来正在看的节目，就象什么也没做一样，只是实际
7、上，他们看到的节目比实际传输的时间向后推延了。同样，观众可以拥有即时回放和慢动作播放才能。这对广告业的影响也是深远的。有10-15分钟的灵敏时间，观众可能会快速跳过播放的广告。电视公司非常关注这一点。这就是为什么大多数机顶盒都有一个回送通道的原因之一。该通道一般利用相对较低速率的调制解调器。晚上，特定客户的观看习惯被送回播送公司。播送公司可以建立该客户的档案，将来技术的开展可能允许只发送针对该客户需求的广告。硬盘技术的应用开展很快。毫无疑问，将来会有很多专门为此开发的硬盘控制专用芯片组，但目前xilinx的spartan器件提供了实现这一功能的有效且低价的方法。带有片上ra的spartan器件
8、可以相对方便地构成控制电路以及数据传输所需的先进先出fif缓冲。可编程功能允许机顶盒制造商针对不同的厂家的硬盘进展优化。这样，机顶盒制造商可以支持不同厂家采用最新技术的硬盘，其好处是显然的。硬盘制造商esterndigital最近推出了一系列针对机顶盒市场的硬盘产品。其它硬盘制造商也发布了类似的产品。与p不同，机顶盒要求极高的可靠性和较小的运行噪声。视频流对硬盘的要求也与p不同。esterndigital开展了称为streaeaver的指令集，专门为音频/视频性能进展了优化。它允许数据流可以同时写入和读出，满足了机顶盒制造商的要求。internet和电子商务根据预测，机顶盒可能会成为消费者在i
9、nternet上利用电子商务购置商品和效劳的主要方式。一些厂商正寻求在机顶盒上实现可附加的智能卡读取器，利用智能信誉付费卡可以保证网上消费时的平安。值得注意的是p业的很多厂商都在迅速地转向机顶盒市场，希望能占领一席之地。目前，机顶盒的eb功能还很有限。诸如p3播放器和文件阅读器之类的功能，目前的机顶盒也还不支持。这种情况将来会有改变。微处理器厂商在机顶盒市场的竟争非常剧烈。可编程逻辑使机顶盒厂商可以很容易地将微处理器应用到机顶盒系统中。在根本的机顶盒中合并更多的功能是一个趋势，然而灵敏性可能是一个更关键的要求，至少在开发阶段是如此。xilinxx9500系列和lrunner器件非常广泛地应用于
10、微处理器和系统芯片的接口。两个系列的芯片都是可在系统编程的isp，可以在开发周期的各个阶段进展修改，甚至已经现场应用的情况下也可以。这为设计人员带来很大的灵敏性，可以满足由于微处理器、外围芯片协议的迅速变化对系统的要求。视频游戏机顶盒和视频游戏机间的很多电路是共同的。最新的视频游戏机也整合了eb才能。主要的区别在于3d图像处理才能。可以想象这一功能将来也会集成到机顶盒芯片组中。stireletrnis公司方案集成nvidiarriva-128核心以增强其3d性能。这样强大的3d图像处理才能是提供群众游戏所需要的。高分辨率电视hdtv如今几乎所有的机顶盒设计都是针对标准分辨率电视的，如pal、s
11、ea和nts。可以预见，特别是在美国，将来对高分辨率hdtv电视效劳的要求会不断增强。消费者对高质量电影和体育节目的要求会推动hdtv的开展。但在可预期的将来，对hdtv的需求还比不上标准分辨率电视。由于hdtv额外的处理要求，有限的市场需求以及不明确的目的市场，只有利用可编程逻辑才可以为产品开发提供最大的灵敏性。将来的机顶盒中可编程逻辑技术将会扮演更重要的角色。原因之一就是可以提供先进的网络集中管理功能，如xilinxinternet重配置逻辑irl。利用irl，机顶盒制造商甚至可以在产品售出后进展晋级以增加新特性。关键的是，这些操作并不需要效劳人员到现场，而是通过机顶盒接收数据信号的同一个信道进展的。
