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数字机顶盒的架构与设计要点

更新时间  2022-02-25 01:53 阅读
本文摘要:数字电视可说是手机之外的另一波刺客级应用于,它以客厅为核心,大大地统合家庭中的其它影音及信息设备,构成多元应用于的家庭网络;不仅如此,数字电视与手机也向统合之路发展,移动电视(MobileTV)已在全球各地如火如荼的推展当中。当电视广播系统与网络、甚至是移动蜂窝系统融合时,还包括视频、语音与数据的服务大自然南北多元汇流的趋势,这是一个比过去独立国家形式简单许多的应用环境,而数字机上盒(Set-top-box)于是以坐落于此架构的核心方位,其面对的设计挑战显然艰巨。

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数字电视可说是手机之外的另一波刺客级应用于,它以客厅为核心,大大地统合家庭中的其它影音及信息设备,构成多元应用于的家庭网络;不仅如此,数字电视与手机也向统合之路发展,移动电视(MobileTV)已在全球各地如火如荼的推展当中。当电视广播系统与网络、甚至是移动蜂窝系统融合时,还包括视频、语音与数据的服务大自然南北多元汇流的趋势,这是一个比过去独立国家形式简单许多的应用环境,而数字机上盒(Set-top-box)于是以坐落于此架构的核心方位,其面对的设计挑战显然艰巨。

  根据电视节目发送到管道的有所不同,数字机顶盒又可分成数字地面(Terrestrial)机顶盒、数字卫星(Satellite)机顶盒、数字有线(Cable)机顶盒,以及通过网络(xDSL、CableModem、光纤)的IP机顶盒等形式。整体而言,数字机顶盒的技术主轴朝向反对HDTV(HighDefinitionTV)及互动性(Interactive)发展,但有所不同市场区块仍有技术及应用于上的注重。为了超过产品的差异化定位,重新加入硬盘的数字视频录像机(DVR)及统合家庭网络功能的家庭网络网关器(ResidentialGateway,RG),也是数字机顶盒的最重要设计方向。  系统架构  一个数字机顶盒是由软、硬件所构成,在硬件方面的主要单元可分成接管广播信号,并将其切换为数字传输串流的前端(front-end,FE)芯片,即谐调器(tuner)和调节/解调器(modulator/demodulator);后末端芯片还包括电视解码器/编码器(NTSC/PALdecoder/encoder)、MPEG-2Transport、MPEG-2MP@ML或HL解码器、微处理器、图形芯片、音频处理器、音频DAC、视频DAC;以及DRAM/SDRAM、Flash等内存、电源组件及其它标准线性组件。

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更加高级产品还不会统合安全性芯片、调制解调器(modem)或家庭网络芯片,以及可视频的硬盘(HDD)。(图1)为反对DVR功能的机顶盒解码芯片方块图。    图1具备DVR功能的机顶盒解码器方块图(以STx5100为事例)  更加强劲及多元的功能及更高的统合度是数字机顶盒在硬件部分的发展趋势。

在功能上,电视解码器特别强调要能做dual-TV和dual-DVR,也就是除了能解码并表明数字和仿真两种电视广播信号外,还要能解码两个实时标准解析电视频号,再行送往多台有所不同的电视机播出,或录音节目到硬盘中。此外还有所谓的PAP(低解析双画面)和PIP(子母画面)功能,需要在同一个屏幕上表明两个有所不同的高解析电视画面,可以分别三大或上下排序。  在整合性上,为了维持设计弹性,一般在系统中前端及后末端芯片是分离出来的配备,但也能将两者统合为单一PCB,进而为大量生产的应用于获取较佳的成本效益。芯片本身则朝SoC的方向发展,特别是在是位列核心的解码器芯片,此类芯片不会使用90纳米等高级制程,在一颗芯片上统合各种主要功能,还包括高性能的CPU、视频解码电路和各种外围设备,请求参照(图2)。

    图2机顶盒单芯片iDTV处理器硬件架构方块图(以STD2000为事例)  在软件部分则还包括操作系统和实时操作系统(RTOS)、获取对话功能的MHP等中介软件(Middleware)及应用于程序接口(API),以及电子节目表(EPG)等应用软件或条件式ISP(ConditionalAccess,CA)安全性功能。模块上则必须反对安全性模块(PODmodule)、联合模块(CI)、智能卡(smartcard/reader)、高速界面(USB、IEEE1394及序列ATA)等。CA、CI、POD等技术难度较高,也是设备商在搭配视频处置芯片解决方案后,仍须要更进一步统合研发的议题。


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