電視機(jī)課程設(shè)計(jì)-數(shù)字有線電視機(jī)頂盒組成和分析

1、<p>　　數(shù)字有線電視機(jī)頂盒組成和分析</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　目前數(shù)字電視已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展階段，與數(shù)字電視相關(guān)的業(yè)務(wù)也將大幅度增長(zhǎng)。數(shù)字有線電視機(jī)頂盒是把有線電視網(wǎng)中的數(shù)字電視信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電視信號(hào)的設(shè)備。數(shù)字機(jī)頂盒的的工作原理的工作過(guò)程和功能，數(shù)字機(jī)頂盒重要模塊有調(diào)制解調(diào)模塊、編解碼模塊、數(shù)字視頻編碼器和音頻D

2、AC、圖形控制模塊、媒體訪問(wèn)控制模塊MAC。數(shù)字機(jī)頂盒有硬件和軟件組成。</p><p>　　關(guān)鍵詞：機(jī)頂盒，解碼，模塊</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1緒論1</b></p><p><b>　　1.1課題描述1</b><

3、/p><p>　　1.2基本工作原理及框圖1</p><p>　　1.3機(jī)頂盒的工作過(guò)程2</p><p>　　1.4機(jī)頂盒的功能2</p><p>　　2數(shù)字機(jī)頂盒硬件設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1調(diào)制解調(diào)模塊3</p><p>　　2.2編解碼模塊4</p><

4、;p>　　2.4數(shù)字視頻編碼器和音頻DAC5</p><p>　　2.5圖形控制模塊6</p><p>　　2.6媒體訪問(wèn)控制模塊MAC6</p><p>　　3數(shù)字機(jī)頂盒軟件模塊設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.1硬件和軟件組成6</p><p>　　3.2數(shù)字機(jī)頂盒軟件系統(tǒng)7</p>

5、<p>　　3.3 數(shù)字電視機(jī)頂盒硬件系統(tǒng)8</p><p>　　3.4 CA系統(tǒng)10</p><p>　　3.5數(shù)字廣播中條件接收系統(tǒng)10</p><p><b>　　總 結(jié)11</b></p><p><b>　　致 謝12</b></p><p

6、><b>　　參考文獻(xiàn)13</b></p><p><b>　　1緒論</b></p><p><b>　　1.1課題描述</b></p><p>　　數(shù)字機(jī)頂盒是一種數(shù)字信號(hào)接收裝置，它能夠接收模擬信號(hào)，也能夠接收數(shù)字式電視信號(hào)，然后把數(shù)字信號(hào)還原成模擬信號(hào)輸入給電視機(jī)，通過(guò)這種方式接收的電

7、視節(jié)目沒(méi)有雪花點(diǎn)，圖像穩(wěn)定、清晰。因此在電視機(jī)應(yīng)用技術(shù)中機(jī)頂盒是目前模擬電視向數(shù)字電視轉(zhuǎn)換過(guò)程中的產(chǎn)物，通過(guò)本課題，我們了解數(shù)字電視機(jī)頂盒系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本功能，深刻理解數(shù)字電視條件接收CA工作原理。 </p><p>　　1.2基本工作原理及框圖</p><p>　　數(shù)字電視機(jī)頂盒通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口模塊選擇頻道，并進(jìn)行解調(diào)和和信道解碼處理，輸出MPEG-2多節(jié)目傳輸流數(shù)據(jù)，送給解復(fù)用器，解復(fù)用器從

8、MPEG-2傳輸流數(shù)據(jù)中抽出一個(gè)節(jié)目的已打包的視音頻基本流（PES）數(shù)據(jù)，包括視頻PES，音頻PES和輔助數(shù)據(jù)PES，解復(fù)用器中包含一個(gè)解擾引擎，可在傳輸流層和PES層對(duì)加擾的數(shù)據(jù)進(jìn)行解擾，解復(fù)用器輸出的是已解擾的視音頻PES。視頻PES送入視頻解碼器，取出MPEG-2視頻數(shù)據(jù)并對(duì)其解碼后，輸出到模擬編碼器，編碼成模擬視頻信號(hào)，再經(jīng)視頻輸出電路輸出。音頻PES送入音頻解碼器，取出MPEG-2音頻數(shù)據(jù)并對(duì)其解碼，輸出PCM音頻數(shù)據(jù)到音頻D

9、/A變換器，音頻D/A變換器輸出模擬立體聲音頻信號(hào)，經(jīng)音頻輸出電路輸出[1]。有線電視數(shù)字機(jī)頂盒框圖如圖1所示。</p><p>　　圖1有線電視數(shù)字機(jī)頂盒框圖</p><p>　　1.3機(jī)頂盒的工作過(guò)程</p><p>　　數(shù)字電視機(jī)頂盒通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口模塊選擇頻道，并進(jìn)行解調(diào)和和信道解碼處理，輸出MPEG-2多節(jié)目傳輸流數(shù)據(jù)，送給解復(fù)用器，解復(fù)用器從MPEG-2傳輸

10、流數(shù)據(jù)中抽出一個(gè)節(jié)目的已打包的視音頻基本流（PES）數(shù)據(jù)，包括視頻PES，音頻PES和輔助數(shù)據(jù)PES，解復(fù)用器中包含一個(gè)解擾引擎，可在傳輸流層和PES層對(duì)加擾的數(shù)據(jù)進(jìn)行解擾，解復(fù)用器輸出的是已解擾的視音頻PES。視頻PES送入視頻解碼器，取出MPEG-2視頻數(shù)據(jù)并對(duì)其解碼后，輸出到模擬編碼器，編碼成模擬視頻信號(hào)，再經(jīng)視頻輸出電路輸出。音頻PES送入音頻解碼器，取出MPEG-2音頻數(shù)據(jù)并對(duì)其解碼，輸出PCM音頻數(shù)據(jù)到音頻D/A變換器，音頻

11、D/A變換器輸出模擬立體聲音頻信號(hào)，經(jīng)音頻輸出電路輸出[6]。</p><p><b>　　1.4機(jī)頂盒的功能</b></p><p>　　數(shù)字電視機(jī)頂盒能夠接收MPEG-2數(shù)字電視傳輸流和各種數(shù)據(jù)信息，通過(guò)解調(diào)、解復(fù)用、解碼和視音頻編碼，在模擬彩色電視機(jī)上觀看數(shù)字電視節(jié)目和各種數(shù)據(jù)信息。目前，數(shù)字電視機(jī)頂盒的基本功能是接收數(shù)字電視廣播節(jié)目，同時(shí)具有所有廣播和交互式多

12、媒體應(yīng)用功能，包括： </p><p>　　(1)電子節(jié)目指南：它為用戶(hù)提供一種容易使用，界面非常友好，可以快速訪問(wèn)想看節(jié)目的方式，用戶(hù)可以通過(guò)該功能看到各個(gè)頻道上近期將播放的電視節(jié)目。     </p><p>　　(2)支持交互式應(yīng)用如準(zhǔn)視頻點(diǎn)播、視頻點(diǎn)播、互動(dòng)游戲等。 </p><p>　　

13、(3)高速數(shù)據(jù)廣播：能為用戶(hù)提供股市行情、票務(wù)信息、電子報(bào)紙、熱門(mén)網(wǎng)絡(luò)等各種信息。 </p><p>　　(4)因特網(wǎng)接入和電子郵件：數(shù)字電視機(jī)頂盒通過(guò)內(nèi)置的電纜調(diào)制解調(diào)器便可實(shí)現(xiàn)因特網(wǎng)接入功能。用戶(hù)可以通過(guò)機(jī)頂盒內(nèi)置的瀏覽器上網(wǎng)，發(fā)送電子郵件，也可以提供各種接口與PC相連，使用PC接入因特網(wǎng)。 </p><p>　　(5)軟件在線升級(jí)：可看成是數(shù)據(jù)廣播的應(yīng)用之一。數(shù)據(jù)

14、廣播服務(wù)器將升級(jí)軟件傳送給機(jī)頂盒，機(jī)頂盒能識(shí)別該軟件的版本號(hào)，在版本不同時(shí)接收該軟件，并對(duì)保存在存儲(chǔ)器中的軟件進(jìn)行更新。 </p><p>　　(6)有條件接收：有條件接收的核心是加擾和加密，數(shù)字電視機(jī)頂盒應(yīng)具有解擾和解密功能。 </p><p>　　隨著數(shù)字電視和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電視機(jī)頂盒的功能將更加完善，尤其是單片PC技術(shù)的發(fā)展，將促使數(shù)字電視機(jī)頂盒在物理結(jié)構(gòu)上

15、將各部分硬件高度集成，形成STB核心芯片，從而減小體積，降低成本，提高性能。外部接口將更加豐富，通過(guò)USB接口可以和數(shù)碼相機(jī)連接，通過(guò)IDE接口可以掛接硬盤(pán)實(shí)現(xiàn)節(jié)目存儲(chǔ)等。交互式機(jī)頂盒將成為數(shù)字電視機(jī)頂盒的主流，用戶(hù)在模擬彩色電視機(jī)上不僅能收看數(shù)字電視，還能實(shí)現(xiàn)娛樂(lè)和上網(wǎng)[6]。</p><p>　　2數(shù)字機(jī)頂盒硬件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1調(diào)制解調(diào)模塊</b

16、></p><p>　　數(shù)字機(jī)頂盒工作在有線電視網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下，有線電視網(wǎng)采用模擬傳輸，因此必須對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)才能在模擬信道傳輸，調(diào)制解調(diào)器是系統(tǒng)關(guān)鍵的組成部分，在技術(shù)上類(lèi)似現(xiàn)在的電話調(diào)制解調(diào)器的原理，但采用了更高的調(diào)制方法，下行多采用64QAM或256QAM，在DVB-C(Digital Video Broadcast by Cable) 和DAVIC中采用64QAM做為標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制方法，以Motoro

17、la 的MC92305QAM 解調(diào)芯片為例，在7M模擬帶寬上采用64QAM調(diào)制的數(shù)字信號(hào)速率可達(dá)42Mbit/S，上行目前采用兩種方式，一種是采用電話線做為上行信道，另一種是采用雙向HFC網(wǎng)的上行通道，采用HFC網(wǎng)時(shí)采用QPSK做為調(diào)制方案。QAM或QPSK調(diào)制器將MPEG格式的數(shù)據(jù)流調(diào)制在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的PAL信道內(nèi)，與其他視頻調(diào)制信號(hào)一起合路發(fā)送出去[1]。</p><p>　　圖2 QPSK調(diào)制器的原理圖<

18、/p><p>　?。?）QPSK調(diào)制器 ：QPSK即四進(jìn)制移向鍵控，它利用載波的四種不同相位來(lái)表示數(shù)字信息，由于每一種載波相位代表兩個(gè)比特信息，因此每個(gè)四進(jìn)制碼元可以用兩個(gè)二進(jìn)制碼元的組合來(lái)表示。兩個(gè)二進(jìn)制碼元中的前一個(gè)碼元用a表示，后一個(gè)碼元用b表示。  QPSK信號(hào)可以看作兩個(gè)載波正交2PSK信號(hào)的合成。QPSK調(diào)制器的原理圖如圖2所示。</p><p>　　

19、(2) QAM調(diào)制器：QAM調(diào)制器的原理是發(fā)送數(shù)據(jù)在比特/符號(hào)編碼器（也就是串–并轉(zhuǎn)換器）內(nèi)被分成兩路，各為原來(lái)兩路信號(hào)的1/2，然后分別與一對(duì)正交調(diào)制分量相乘，求和后輸出。接收端完成相反過(guò)程，正交解調(diào)出兩個(gè)相反碼流，均衡器補(bǔ)償由信道引起的失真，判決器識(shí)別復(fù)數(shù)信號(hào)并映射回原來(lái)的二進(jìn)制信號(hào)。如圖4-2所示的是16-QAM的調(diào)制原理圖。作為調(diào)制信號(hào)的輸入二進(jìn)制數(shù)據(jù)流經(jīng)過(guò)串–并變換后變成四路并行數(shù)據(jù)流。這四路數(shù)據(jù)兩兩結(jié)合，分別進(jìn)入兩個(gè)電平轉(zhuǎn)換

20、器，轉(zhuǎn)換成兩路4電平數(shù)據(jù)[2]。QAM調(diào)制器的原理圖如圖3所示。</p><p>　　圖3 QAM調(diào)制器的原理圖</p><p><b>　　2.2編解碼模塊</b></p><p>　　由于采用模擬通道，為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院偷驼`碼率，前向糾錯(cuò)編碼是必不可少的，DVB 采用Reed Solomon編碼，RS碼是一類(lèi)糾錯(cuò)能力很強(qiáng)的多進(jìn)制BCH

21、碼。</p><p>　　(1)信道解碼：數(shù)字電視機(jī)頂盒中的信道解碼電路相當(dāng)于模擬電視機(jī)中的高頻頭和中頻放大器。在數(shù)字電視機(jī)頂盒中，高頻頭是必須的，不過(guò)調(diào)諧范圍包含衛(wèi)星頻道、地面電視接收頻道、有線電視增補(bǔ)頻道。根據(jù)DTV目前已有的調(diào)制方式，信道解碼應(yīng)包括QPSK、QAM、OFDM、VSB解調(diào)功能。</p><p>　　(2)信源解碼：模擬信號(hào)數(shù)字化后，信息量激增，必須采用相應(yīng)的數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)

22、。數(shù)字電視廣播采用MPEG－2視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，適用多種清晰度圖像質(zhì)量。音頻目前則有AC－3和MPEG－2兩種標(biāo)準(zhǔn)。信源解碼器必須適應(yīng)不同編碼策略，正確還原原始音、視頻數(shù)據(jù)。</p><p>　?。?）上行數(shù)據(jù)的調(diào)制編碼：開(kāi)展交互式應(yīng)用，需要考慮上行數(shù)據(jù)的調(diào)制編碼問(wèn)題。目前普遍采用的有3種方式，采用電話線傳送上行數(shù)據(jù)，采用以太網(wǎng)卡傳送上行數(shù)據(jù)和通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)傳送上行數(shù)據(jù)。</p><p>　　（

23、4）MPEG-2解碼：MPEG-2是數(shù)字電視中的關(guān)鍵技術(shù)之一，目前實(shí)用的視頻數(shù)字處理技術(shù)基本上是建立在MPEG-2技術(shù)基礎(chǔ)上，MPEG-2是包括從網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)礁咔逦入娨暤娜恳?guī)范。MP@LL用于VCD，可視電話會(huì)議和可視電話用的H.263和H.261是它的子集。MP@ML用于DVD、SDTV，MP@HL用于HDTV。 </p><p>　　MPEG-2圖像信號(hào)處理方法分運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)、DCT、量化、可變長(zhǎng)編碼4步完成，

24、電路是由RISC處理器為核心的ASIC電路組成。 </p><p>　　MPEG-2解壓縮電路包含視頻、音頻解壓縮和其它功能。在視頻處理上要完成主畫(huà)面、子畫(huà)面解碼，最好具有分層解碼功能。圖文電視可用APHA迭顯功能選加在主畫(huà)面上，這就要求解碼器能同時(shí)解調(diào)主畫(huà)面圖像和圖文電視數(shù)據(jù)，要有很高的速度和處理能力。OSD是一層單色或偽彩色字幕，主要用于用戶(hù)操作提示。 </p><p>　　在音頻方面

25、，由于歐洲D(zhuǎn)VB采用MPEG－2伴音，美國(guó)的ATSC采用杜比AC－3，因而音頻解碼要具有以上兩種功能[3]。</p><p>　　2.4數(shù)字視頻編碼器和音頻DAC</p><p>　　數(shù)字機(jī)頂盒的“外設(shè)”是電視機(jī)和音響系統(tǒng)，數(shù)字的音視頻信號(hào)必須轉(zhuǎn)換為模擬音視頻信號(hào)，以Motorola公司的MC44724為例，MC44724可以將ITU601、656標(biāo)準(zhǔn)4:2:2 并行視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為PAL或

26、NTSC格式的視頻、S-Video、Y/Cb/Cr 或R/G/B，擴(kuò)展的VBI(Vertical Blanking Interval)信息輸入口用于顯示圖文信息。音頻DAC非常普遍這里不再介紹?，F(xiàn)代音響系統(tǒng)都支持Dolby Pro Logic和Lucasfilm Home THX家庭影院系統(tǒng)，需在音頻DAC之前用數(shù)字音頻信號(hào)處理芯片對(duì)數(shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行處理，目前有專(zhuān)用處理芯片和采用數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP進(jìn)行處理兩種方式[2]。</p

27、><p><b>　　2.5圖形控制模塊</b></p><p>　　和視頻圖形混合器數(shù)字機(jī)頂盒另一方面需要提供類(lèi)似計(jì)算機(jī)的復(fù)雜圖形甚至是三維圖形，需要系統(tǒng)具有強(qiáng)大的二維和三維圖形加速芯片，而且需要將圖形和視頻信號(hào)能進(jìn)行混合疊加顯示，此類(lèi)功能類(lèi)似現(xiàn)有的字幕機(jī)[2]。</p><p>　　控制字發(fā)生器：要是接收端和發(fā)送短的兩個(gè)PRBS同步，必須由發(fā)送

28、端發(fā)送一個(gè)初始控制字(CW)去同步PRBS發(fā)生器，控制字是隨機(jī)數(shù)，可有單片機(jī)程序產(chǎn)生。有了控制字就可以恢復(fù)加擾時(shí)使用的偽隨機(jī)序列，對(duì)信號(hào)進(jìn)行解擾。這一控制字又稱(chēng)為解擾密鑰。因此控制字的安全傳送是CA系統(tǒng)的關(guān)鍵。CW的字長(zhǎng)一般為60bit,為了保證安全，CW每隔5～20S改變一次。</p><p>　　2.6媒體訪問(wèn)控制模塊MAC</p><p>　　數(shù)字機(jī)頂盒在網(wǎng)絡(luò)通信上可以看成是Cabl

29、e Modem，IP路由器接收用戶(hù)端通過(guò)PSTN( 公用電話網(wǎng))傳來(lái)的點(diǎn)播信號(hào)并傳送到Internet服務(wù)器/ 路由器。目前主要參照DAVIC和IEEE 802.14 標(biāo)準(zhǔn)，IEEE802.14倡導(dǎo)采用ATM并在802.14 MAC訪問(wèn)層上定義了ATM層，DAVIC同時(shí)定義了以太網(wǎng)和ATM標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　現(xiàn)有數(shù)字機(jī)頂盒完全工作在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，僅能利用智能卡進(jìn)行一些類(lèi)似個(gè)人帳號(hào)、 解碼號(hào)等 信息的儲(chǔ)存，不具

30、備本地大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，所有信息需要從網(wǎng)上獲得，無(wú)論現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)狀況還是今后，像CD-ROM此類(lèi)介質(zhì)仍是大容量信息傳遞的一種主要方式，CD-ROM的缺點(diǎn)是信息無(wú)法更新。采用可擦寫(xiě)DVD不僅可以使用光盤(pán)上的巨大信息，更有效的是通過(guò)Internet網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，使DVD盤(pán)上數(shù)據(jù)保持最新?tīng)顟B(tài)，DVD應(yīng)成為數(shù)字機(jī)頂盒的重要的備用模塊[3]。</p><p>　　3數(shù)字機(jī)頂盒軟件模塊設(shè)計(jì)</p><p>

31、;　　3.1硬件和軟件組成</p><p>　　數(shù)字電視機(jī)頂盒包括硬件和軟件兩部分。硬件提供數(shù)字電視機(jī)頂盒的硬件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)音視頻的解碼。在數(shù)字電視技術(shù)中，軟件技術(shù)比硬件占有更為重要的位置，因?yàn)殡娨暪?jié)目?jī)?nèi)容的重現(xiàn)、操作界面的實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)，以及機(jī)頂盒和Internet的互聯(lián)都需要軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)[4]。</p><p>　　3.2數(shù)字機(jī)頂盒軟件系統(tǒng)</p><p>

32、;　　在機(jī)頂盒中，軟件系統(tǒng)是一個(gè)重要的組成部分。主控制器的工作通過(guò)軟件的執(zhí)行來(lái)完成操作系統(tǒng)一般采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。在這個(gè)操作系統(tǒng)中主要完成進(jìn)程調(diào)度、中斷管理、內(nèi)存分配、進(jìn)程間通信、異常處理、時(shí)鐘提取等工作。硬件驅(qū)動(dòng)部分提供外圍硬件設(shè)備的驅(qū)動(dòng)，包括I2C總線、異步串行通信口、并行通信口、非易失內(nèi)存、鍵盤(pán)、遙控器、調(diào)諧器、信道解碼模塊等。圖形接口主要用于完成圖形顯示功能，以便于為用戶(hù)提供友好的圖形用戶(hù)界面。音頻解碼和視頻解碼驅(qū)動(dòng)用于控制音頻解

33、碼和視頻解碼硬件的工作。解復(fù)用和數(shù)據(jù)表提取模塊主要是對(duì)碼流解復(fù)用和數(shù)據(jù)表提取操作的控制。應(yīng)用程序編程接口將所有與硬件相關(guān)的底層函數(shù)映射到一個(gè)統(tǒng)一的接口上，并且提供一些與硬件無(wú)關(guān)的公用處理函數(shù)，比如網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、圖形格式分析、業(yè)務(wù)信息數(shù)據(jù)表分析等。條件接收驅(qū)動(dòng)用于完成條件接收處理的工作和軟件接口。應(yīng)用程序編程接口為應(yīng)用程序提供了一個(gè)公共的編程接口，把應(yīng)用程序與硬件屏蔽開(kāi)，使得應(yīng)用程序與硬件無(wú)關(guān)。這樣，就便于實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的可移植性[4]。機(jī)頂盒

34、的軟件基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。</p><p>　　圖2機(jī)頂盒的軟件基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　(1)中間件：中間件是數(shù)字電視接收系統(tǒng)的軟件平臺(tái)，為數(shù)字電視應(yīng)用提供運(yùn)行環(huán)境和軟件接口。中間件作為數(shù)字機(jī)頂盒中的一個(gè)獨(dú)立的軟件層，將應(yīng)用軟件與底[FS:Page]層硬件和操作系統(tǒng)隔離開(kāi)，對(duì)操作系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)程序定義了統(tǒng)一接口，同時(shí)對(duì)應(yīng)用程序也定義了統(tǒng)一接口，另外對(duì)常規(guī)數(shù)字廣播電視業(yè)務(wù)和增值業(yè)務(wù)也提供統(tǒng)

35、一接口。中間件定義了一組較為完整而標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序接口，使應(yīng)用程序獨(dú)立于操作系統(tǒng)和硬件平臺(tái)，從而將應(yīng)用的開(kāi)發(fā)變得更加簡(jiǎn)捷，使產(chǎn)品的開(kāi)放性和可移植性更強(qiáng)。它通常由Java虛擬機(jī)、網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、圖像與多媒體模塊等組成，中間件將應(yīng)用軟件與依賴(lài)于硬件的驅(qū)動(dòng)層軟件分隔開(kāi)來(lái)，使應(yīng)用軟件不依賴(lài)于具體的硬件平臺(tái)。</p><p>　　(2)SI/EPG：業(yè)務(wù)信息（SI）包括：節(jié)目業(yè)務(wù)群關(guān)聯(lián)表（BAT）、節(jié)目業(yè)務(wù)描述表（SDT）、節(jié)目

36、段信息表（EIT）、運(yùn)行狀態(tài)表（RST）、時(shí)間及日期表（TDT）、時(shí)間偏移表（TOT）等。通過(guò)這些數(shù)據(jù)表，機(jī)頂盒可以向用戶(hù)提供節(jié)目的內(nèi)容描述、節(jié)目的類(lèi)型、節(jié)目的播放時(shí)間、節(jié)目的分級(jí)等信息。機(jī)頂盒在解復(fù)用的處理中提取這些數(shù)據(jù)表，通過(guò)分析和處理，然后通過(guò)用戶(hù)界面提供給用戶(hù)，形成了電子節(jié)目指南（EPG）。用戶(hù)瀏覽這些信息，并做出選擇，通過(guò)遙控器、鍵盤(pán)或按鍵等輸入設(shè)備告知機(jī)頂盒根據(jù)用戶(hù)的選擇提取相應(yīng)的節(jié)目碼流或數(shù)據(jù)碼流。</p>

37、<p>　　(3)節(jié)目業(yè)務(wù)搜索：在模擬電視系統(tǒng)中，電視頻道的搜索只需要按照頻點(diǎn)逐一進(jìn)行即可。而在數(shù)字電視系統(tǒng)中，頻道與節(jié)目業(yè)務(wù)不再是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，信道傳輸系統(tǒng)的參數(shù)也有多種配置方式。因此，機(jī)頂盒對(duì)節(jié)目業(yè)務(wù)的搜索要對(duì)應(yīng)前端廣播系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般是由運(yùn)營(yíng)商指定一個(gè)固定頻道，作為頻道配置信息的發(fā)布頻道。在機(jī)頂盒中預(yù)先內(nèi)置該頻道參數(shù)。</p><p>　　(4)疊印字幕：由于數(shù)字電視系統(tǒng)本身就具有多業(yè)務(wù)功能，

38、疊印顯示也是機(jī)頂盒的基本功能，因此在數(shù)字電視機(jī)頂盒中可以較好的實(shí)現(xiàn)疊印字幕功能。疊印字幕可以根據(jù)用戶(hù)的選擇開(kāi)啟和關(guān)閉。由于機(jī)頂盒中的軟件非常復(fù)雜，因此難免存在一些錯(cuò)誤。另外隨著業(yè)務(wù)的不斷變化，軟件的功能也需要不斷的完善。因此軟件更新就成為一項(xiàng)重要的需求。軟件更新的實(shí)現(xiàn)方法包括在線廣播下載更新和單機(jī)本地更新。單機(jī)本地更新通過(guò)機(jī)頂盒上專(zhuān)用數(shù)據(jù)口將程序燒寫(xiě)到FLASH內(nèi)存中，或通過(guò)更換程序RON實(shí)現(xiàn)。在線廣播下載更新是在系統(tǒng)前端通過(guò)特定的協(xié)議

39、將更新軟件插入到碼流中，傳送給機(jī)頂盒[4]。</p><p>　　3.3 數(shù)字電視機(jī)頂盒硬件系統(tǒng)</p><p>　　機(jī)頂盒硬件系統(tǒng)組成圖如圖3所示。</p><p>　　圖3機(jī)頂盒硬件系統(tǒng)組成圖</p><p>　　(1)網(wǎng)絡(luò)接口模塊（NIM）：網(wǎng)絡(luò)接口模塊完成信道解調(diào)和信道解碼功能，送出包含視音頻和其他數(shù)據(jù)信息的傳輸流（TS）。</

40、p><p>　　(2)信源數(shù)據(jù)傳輸流解復(fù)用器：傳送流中一般包含多個(gè)音視頻流及一些數(shù)據(jù)信息，傳輸流解復(fù)用器用來(lái)區(qū)分不同的節(jié)目，提取相應(yīng)的音視頻流和數(shù)據(jù)流，送入視音頻解碼器和相應(yīng)的解析軟件。</p><p>　　(3)條件接收模塊：對(duì)于付費(fèi)電視，條件接收模塊還對(duì)音視頻流實(shí)施解擾，并采用含有識(shí)別用戶(hù)和記憶功能的智能卡，保證合法用戶(hù)正常收看。</p><p>　　(4)視音頻解

41、碼器和后處理：MPEG-2解碼器完成對(duì)音視頻信號(hào)的解壓縮，經(jīng)視頻編碼器和音頻D/A變換，還原出模擬音視頻信號(hào)，在模擬電視機(jī)上顯示高質(zhì)量圖像，并提供多聲道立體聲節(jié)目。</p><p>　　(5)嵌入式CPU與存儲(chǔ)器模塊和接口電路：嵌入式CPU是數(shù)字電視機(jī)頂盒的心臟，當(dāng)數(shù)據(jù)完成信道解碼以后，首先要解復(fù)用，把傳輸流分成視頻、音頻，使視頻、音頻和數(shù)據(jù)分離開(kāi)，在數(shù)字電視機(jī)頂盒專(zhuān)用的CPU中集成了32個(gè)以上可編程PID濾波器

42、，其中兩個(gè)用于視頻和音頻濾波，其余的用于PSI、SI和Private數(shù)據(jù)濾波。CPU是嵌入式操作系統(tǒng)的運(yùn)行平臺(tái)，它要和操作系統(tǒng)一起完成網(wǎng)絡(luò)管理，顯示管理、有條件接收管理（IC卡和Smart卡）、圖文電視解碼、數(shù)據(jù)解碼、OSD、視頻信號(hào)的上下變換等功能。為了達(dá)到這些功能，必須在普通32~64位CPU上擴(kuò)展許多新的功能，并不斷提高速度，以適應(yīng)高速網(wǎng)絡(luò)和三維游戲的要求[5]。 </p><p><b>　　3

43、.4 CA系統(tǒng)</b></p><p>　　加擾是CA系統(tǒng)的重要組成部分。所謂加擾就是在前端CA系統(tǒng)的控制字的控制下，連續(xù)不斷的對(duì)被傳送的視頻、音頻或輔助數(shù)據(jù)驚喜有規(guī)律的擾亂。加擾過(guò)程又稱(chēng)為“數(shù)據(jù)隨機(jī)化”過(guò)程。</p><p>　　數(shù)字電視CA系統(tǒng)的加解擾中普遍采用PRBS的處理方式。加解擾過(guò)程是這樣進(jìn)行的：發(fā)送端的原始信息通過(guò)PRBS進(jìn)行實(shí)時(shí)擾亂控制；在接收端解擾器中也有一

44、個(gè)和發(fā)送端結(jié)構(gòu)完全相同的PRBS發(fā)生器，對(duì)收到信息進(jìn)行解擾；當(dāng)發(fā)送端和接收端的兩個(gè)PRBS發(fā)生器完全同步時(shí)，兩者的PRBS完全相同，接收端地PEBS就可以用來(lái)加擾信息恢復(fù)為原始信息。</p><p>　　3.5數(shù)字廣播中條件接收系統(tǒng)</p><p>　　隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通訊和多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，為電視廣播增殖了很多業(yè)務(wù)，例如付費(fèi)電視、視頻點(diǎn)播及網(wǎng)上游戲等。為了確保這些業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)，不僅需要

45、有一個(gè)安全可控的綜合管理平臺(tái)，更重要的的是有一個(gè)安全、開(kāi)放的條件接收（CA）系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)CA系統(tǒng)[6]。</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　本次數(shù)字有線電視機(jī)頂盒的結(jié)構(gòu)與分析課程設(shè)計(jì)的，使我對(duì)數(shù)字電視機(jī)機(jī)頂盒有了進(jìn)一步深入的了解，明白了數(shù)字機(jī)頂盒的基本作用即，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的變換設(shè)備，也是一種嵌入式設(shè)備，具有完善的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)

46、，提供強(qiáng)大的CPU計(jì)算能力，用來(lái)協(xié)調(diào)控制機(jī)頂盒各部分硬件設(shè)施，并提供易操作的圖形用戶(hù)界面，如增強(qiáng)型電視的電子節(jié)目指南，給用戶(hù)提供圖文并茂的節(jié)目介紹和背景資料。同時(shí)，也了解到條件接收系統(tǒng)中CA的組成，以及加擾解擾的作用和處理過(guò)程。明白了機(jī)頂盒是如何實(shí)現(xiàn)安全傳輸?shù)摹?lt;/p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　這次的電視機(jī)課程設(shè)計(jì)已接近尾聲，在此次

47、課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先要十分感謝我們電視機(jī)老師賈老師的熱心指導(dǎo)，以及董老師的諄諄教導(dǎo)，在二位老師的幫助下，我圓滿(mǎn)完成了此次課程設(shè)計(jì)，并對(duì)我們的電視機(jī)課程，尤其是機(jī)頂盒這一部分有了全面的了解，同時(shí)明白了實(shí)踐的重要性，以及感悟到要想更好的發(fā)展一項(xiàng)電子產(chǎn)品就必須要做好充分的市場(chǎng)調(diào)查，對(duì)該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，工作原理有充分的認(rèn)識(shí)，并對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)有所掌握。</p><p>　　最后，我感謝我們信院給我們安排此次電視機(jī)課程設(shè)計(jì)的任務(wù)

48、，讓我能夠?qū)λ鶎W(xué)的理論知識(shí)有了進(jìn)一步的掌握，并對(duì)以后的工作有了一定的展望。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]. 蔣秀華.現(xiàn)代電視機(jī)原理[M]. 北京高等教育出版社，2008. </p><p>　　[2]. 李海霞.電視機(jī)原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)[M]. 鄭州黃河科技學(xué)

49、院，2008. </p><p>　　[3]. 裴昌辛.電視原理與現(xiàn)代電視系統(tǒng)[M]. 西安.西安電子科技大學(xué)出版社，1997. </p><p>　　[4]. 趙堅(jiān)勇.電視原理與接收技術(shù)[M]. 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2007．

50、 </p><p>　　[5]. 劉達(dá).數(shù)字電視技術(shù)[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2007． </p><p>　　[6]. 解玉琢.MPEG-2運(yùn)動(dòng)圖像編碼國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及MPEG的新進(jìn)展[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2002．