【正文】 module,a digital video addition,it has builtin ATAPI interface,can the seamless connection and hard disk drives,realize the playback as and when the broadcast, also integrates a variety of peripherals,such as SSC,ASC,infrared,etc.,can implement conditional access,software upgrade,remote control receiver,and other functions.Task this paper is to design and implementation of system has the function of citic source decoder and a high frequency head module,and introduces in detail the hardware and realization method of each part.Key words:high definition digital TV settop boxes。因此，發(fā)展和研究高清數(shù)字機(jī)頂盒成為了高清技術(shù)和高清市場(chǎng)的發(fā)展帶來(lái)的必然結(jié)果。經(jīng)總體組和全國(guó)多所大學(xué)、研究所及企業(yè)的共同努力，于1998年6月，成功地研制出了我國(guó)第一臺(tái)數(shù)字高清晰度電視功能樣機(jī)系統(tǒng)。第6章 主要進(jìn)行信源解碼模塊的設(shè)計(jì)。音頻目前則有AC－3和MPEG－2兩種標(biāo)準(zhǔn)。雖然中間件的使用可以給STB軟件的設(shè)計(jì)和應(yīng)用帶來(lái)極大好處，但高昂的使用費(fèi)用，對(duì)硬件需求的增加以及技術(shù)上的不成熟使中間件在國(guó)內(nèi)鮮有應(yīng)用。軟件在線升級(jí)可看成是數(shù)據(jù)廣播的應(yīng)用之一。（2）解復(fù)用和信源解碼技術(shù)為實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的解復(fù)用和數(shù)據(jù)信息處理，目前的系統(tǒng)大多采用專(zhuān)用芯片，將CPU內(nèi)核與MPEG2傳送流解復(fù)用器、DVB通用解擾器、MPEG2視頻解碼器、MPEG2AAC(或Dolby AC3)音頻解碼器、PAL/NTSC編碼器集成，形成數(shù)字電視機(jī)頂盒的核心芯片。為了解決上述問(wèn)題，中間件應(yīng)運(yùn)而生，并成為數(shù)字電視核心技術(shù)。武漢廣播電視總局對(duì)數(shù)字電視機(jī)頂盒的接收質(zhì)量也有明確的要求。其次，提高機(jī)頂盒高頻頭抗干擾能力，也就是提升機(jī)頂盒網(wǎng)絡(luò)接口的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)，例如降低機(jī)頂盒的最低接收電平值、提升最高接收電平值、擴(kuò)大高頻頭頻率捕捉范圍、擴(kuò)大高頻頭符號(hào)率支持范圍等，使之不受外界信號(hào)的干擾，更可靠更穩(wěn)定的工作。優(yōu)點(diǎn)：功能強(qiáng)大，擴(kuò)展接口豐富，而且兼容性強(qiáng)，除在數(shù)字電視領(lǐng)域廣泛應(yīng)用外，還可應(yīng)用于DVD、電視電話等系統(tǒng)中。為了配合STi5514的運(yùn)行，需要配備一定數(shù)量的外部存儲(chǔ)器，用來(lái)緩存碼流流、解碼幀、顯示幀等，本系統(tǒng)使用了三片SDRAM。 STi5514的特點(diǎn)1. 集成有32位的主控CPU,頻率可達(dá)166MHz（1）8 Kbytes指令Cache，8 Kbytes數(shù)據(jù)Cache,和8 Kbytes SRAM。發(fā)方在應(yīng)答對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘期間釋放SDA(高電平)，接收方在此期間將SDA線拉低，即產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答位。整個(gè)尋址空間分為四個(gè)區(qū)(Region),每個(gè)區(qū)1G字節(jié)，由地址A3A30選擇，即A31A30=10時(shí)為0區(qū)；A31人30=11時(shí)為1區(qū)；A31A3000時(shí)為2區(qū)；A31A30=01時(shí)為3區(qū)。它集成了一個(gè)MPEG MPHL視頻解碼器，一個(gè)帶有PCM混合的多標(biāo)準(zhǔn)音頻解碼器，一個(gè)帶有7層顯示平面的雙輸出圖形合成器，2個(gè)視頻顯示流水線和2個(gè)視頻定時(shí)產(chǎn)生器，用于兩路節(jié)目同時(shí)觀看和錄像或兩路節(jié)目以畫(huà)中畫(huà)或両外畫(huà)配置顯示。一個(gè)提供CVBS、Y/C輸出信號(hào)；另一個(gè)提供RGB輸出。其方法如下：在播出端，廣播商對(duì)節(jié)目進(jìn)行加擾和加密處理。ST232為RS232數(shù)據(jù)端口緩沖器，它實(shí)現(xiàn)ST15514與PC間的RS232信號(hào)電平轉(zhuǎn)換3它的一邊與STi5514相應(yīng)引腳相連（PIO5—4和PIO5—5)；另一邊四個(gè)引腳直接連到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的9針型連接器的相應(yīng)針上。 Filtering and Symbol Timing Recovery:Nyquist濾波和符號(hào)定時(shí)恢復(fù)。STV0297是一個(gè)完整的QAM解調(diào)芯片，可以用于壓縮的音、視頻數(shù)字信號(hào)傳輸及電纜上的數(shù)據(jù)服務(wù)，而且所有工作基本都在片內(nèi)進(jìn)行，所以硬件設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，需要注意的問(wèn)題主要是電源去藕和接地。當(dāng)然，還會(huì)有許多其他新的應(yīng)用。按照DVBC/ITUJ83A和C標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)解碼。本系統(tǒng)中采用Thomson公司DCF8728高頻頭，其中的解調(diào)芯片是STV0297,該芯片具備以下功能：：模數(shù)變換。表6103 TDA8004AT引腳介紹智能卡一共有8個(gè)觸點(diǎn)，其分配如下表所示:表6104智能卡觸點(diǎn)功能 RS232串行數(shù)據(jù)接口STi5514提供了通用的異步串行I/O端口，配合專(zhuān)用芯片ST232可以實(shí)現(xiàn)RS232串行數(shù)據(jù)接口。這種結(jié)構(gòu)能有效地降低時(shí)鐘抖動(dòng)的影響。其中DMAO只能進(jìn)行寫(xiě)操作，把傳輸包發(fā)送到STi5514存儲(chǔ)空間的循環(huán)buffer。EMI的組0和組1支持各種類(lèi)型的存儲(chǔ)器，而組2—組5支持除SDRAM外的其他存儲(chǔ)器和外設(shè)。TSINnBVLD標(biāo)示TSINnD[7:0]中的有效數(shù)據(jù)。I2C總線的數(shù)據(jù)傳輸速率在標(biāo)準(zhǔn)模式下為lOOKbit/s,在快速模式下可達(dá)到400Kbit/s。內(nèi)置ATAPI接口可和標(biāo)準(zhǔn)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器無(wú)縫連接。雖然相對(duì)于BCM7401,速度、功能和兼容性都略遜一籌，但是，它仍然具備了高清接收機(jī)的所有功能,能夠滿足目前市場(chǎng)上大多數(shù)用戶的需求,并且具有較高的性價(jià)比。卓然Zuran公司的R391055，ZR39640，ZR39660，ZR39680高清系列；ATI公司的XILLEON22系列；美國(guó)西格瑪設(shè)計(jì)公司（Sigma Designs)的SMP86SMP8634。當(dāng)一個(gè)載波信號(hào)攜帶的節(jié)目數(shù)越多時(shí)，此值越大。（9）軟件無(wú)線電技術(shù)軟件無(wú)線電技術(shù)是最近幾年提出的一種實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信的新體系結(jié)構(gòu)，其基本思想是以硬件作為通用的基本平臺(tái)，硬件基礎(chǔ)是可編程的高速數(shù)字信號(hào)處理器（DSP)，其余部分則是基本的射頻處理單元和輸人/輸出接口。當(dāng)開(kāi)發(fā)機(jī)頂盒時(shí)，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)應(yīng)與下面將要介紹的中間件結(jié)合使用。衛(wèi)星數(shù)字電視廣播采用RS碼和卷積碼進(jìn)行信道編碼，同時(shí)采用QPSK方式調(diào)制。有條件接收的核心是加擾和加密，數(shù)字機(jī)頂盒應(yīng)具有解擾和解密功能。機(jī)頂盒作為一個(gè)客戶端系統(tǒng)，除了要具有良好的硬件平臺(tái)外還需要配備不同的軟件系統(tǒng)才能使其完成各種任務(wù)。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。第2章 闡述了整個(gè)數(shù)字電視機(jī)頂盒的系統(tǒng)構(gòu)成,包括硬件架構(gòu)和軟件體系層次，并介紹了機(jī)頂盒能夠?qū)崿F(xiàn)的各項(xiàng)功能。我國(guó)一直非常關(guān)注數(shù)字電視技術(shù)的發(fā)展，從上個(gè)世紀(jì)的80年代開(kāi)始跟蹤國(guó)技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，90年代完成數(shù)字電視關(guān)鍵技術(shù)的理論儲(chǔ)備。從目前我國(guó)的實(shí)際情況來(lái)看，市場(chǎng)上還沒(méi)有出現(xiàn)真正的商用化數(shù)字電視一體式接收機(jī)。它還集成了多種外設(shè)，如SSC，ASC,紅外等，可以實(shí)現(xiàn)條件接收，軟件升級(jí)，遙控接收等功能。本論文完成的任務(wù)是設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中信源解碼器和高頻頭模塊功能，并詳細(xì)介紹了各部分的硬件構(gòu)成和實(shí)現(xiàn)方法。也就是內(nèi)置了機(jī)頂盒的電視機(jī)。我國(guó)對(duì)數(shù)字電視的研究從20世紀(jì)80年代末就已經(jīng)開(kāi)始了，在“八五”期間，國(guó)務(wù)院組織成立國(guó)家高清晰度電視研究開(kāi)發(fā)協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組，國(guó)家科委組織成立了HDTV發(fā)展戰(zhàn)專(zhuān)家組，組織實(shí)施了“八五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“高清晰度電視技術(shù)研究和計(jì)算機(jī)模擬”。第3章 主要闡述機(jī)頂盒的關(guān)鍵技術(shù)。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。驅(qū)動(dòng)層包括機(jī)頂盒硬件的驅(qū)動(dòng)程序和API接口，它主要用于完成對(duì)硬件設(shè)備的操作。⑤支持?jǐn)?shù)據(jù)廣播應(yīng)用功能。有線數(shù)字電視廣播由于信道質(zhì)量好，只用RS編碼作為糾錯(cuò)編碼，較少采用TCM卷積碼，以降低接收端的復(fù)雜性，同時(shí)采用QAM調(diào)制方式，其中16QAM、32QAM、64QAM必選，128QAM和256QAM可選。Power TV是專(zhuān)為機(jī)頂盒開(kāi)發(fā)的并將中間件集成在一起的操作系統(tǒng)，在美國(guó)應(yīng)用較廣。在高速的DSP芯片上進(jìn)行物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層及應(yīng)用層的軟件開(kāi)發(fā)，將盡可能多的應(yīng)用功能用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而將新系統(tǒng)、新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)換到軟件上來(lái)。要提高機(jī)頂盒網(wǎng)絡(luò)接口性能，最主要是解決兩個(gè)問(wèn)題：（1）機(jī)頂盒在全頻點(diǎn)范圍內(nèi)的一致性（2）提高機(jī)頂盒高頻頭的抗干擾能力之所以要解決全頻點(diǎn)范圍內(nèi)的一致性，是因?yàn)楦哳l頭是一個(gè)高頻敏感器件，在機(jī)頂盒的源解碼板上極易受到各種高頻信號(hào)的干擾。ST公司（意法半導(dǎo)體公司）的STi77STi551STi7020等。第六章高清數(shù)字電視機(jī)頂盒信源解碼板的設(shè)計(jì)信源解碼板主要由以下幾部分組成：—一機(jī)頂盒后端解碼器主控芯片—一機(jī)頂盒后端解碼器高清解碼芯片 Flash SMI SDRAM EMI SDRAM(可選） LMIDDRSDRAM：負(fù)責(zé)接受前面板輸入的信息，如：手動(dòng)控制鍵盤(pán)、紅外接收等。這樣STi5514就可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)電視錄像、暫停和時(shí)移（timeshifting)等功能。在S和P狀態(tài)之間由發(fā)方至收方的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)不受限制。STi5514有一個(gè)32位帶符號(hào)的二的補(bǔ)碼的尋址空間。本系統(tǒng)EMI各組的配置情況：組0—兩片64Mbit SDRAM,用作系統(tǒng)存儲(chǔ)器；組1—組3保留；組4一STi7020；組5兩片16Mbit Flash ROM,用來(lái)存儲(chǔ)程序和非易失性數(shù)據(jù)。DMA1—3響應(yīng)請(qǐng)求信號(hào)（低有效），從循環(huán)bufffer中讀取數(shù)據(jù)然后寫(xiě)入到設(shè)備，如音視頻解碼器。本系統(tǒng)主要功能是高清解碼器，所以對(duì)STi5514標(biāo)清輸出系統(tǒng)相對(duì)做了簡(jiǎn)化，只用了1片CS4330,實(shí)現(xiàn)左右聲道輸出。此接口的數(shù)據(jù)傳輸速率可高達(dá)115kb/s。 AGC control：模擬的自動(dòng)增益控制。 Byte Inversion and Descrambling：同步字節(jié)翻轉(zhuǎn)和解繞。機(jī)頂盒的外部接口將更加豐富,可以利用高淸機(jī)頂盒建立家庭網(wǎng)絡(luò)，將機(jī)頂盒與PC、打印機(jī)、DVD機(jī)等數(shù)字設(shè)備連接起來(lái)，并通過(guò)內(nèi)置的電纜調(diào)制解調(diào)器與Internet相連，真正地實(shí)現(xiàn)信息家電。 control bus:I2C控制總線。信號(hào)由中頻調(diào)到基帶。STi5514內(nèi)部包含一個(gè)串行通信（Serial Communications)模塊，在該模塊中包含有5個(gè)可編程的異步串行I/O口（ASC)，這里使用了其中一個(gè)配合專(zhuān)用芯片ST232實(shí)現(xiàn)RS232數(shù)據(jù)口。智能卡接口是用來(lái)實(shí)現(xiàn)條件接收功能的，條件接收(CA,Condition Access)是廣播商為保護(hù)自己的利益而釆取的技術(shù)措施。STi5514內(nèi)部有兩個(gè)三路DAC,精度為l0bit,可以提供模擬視頻輸出。它適用于ATSC/Grand Alliance、DVB、DirecTV,OpenCable和ARIBBS4等標(biāo)準(zhǔn)。所謂“帶符號(hào)的二的補(bǔ)碼的尋址空間”是指該空間地址排列是由底部Mixlnt(0x8000 0000)向上增長(zhǎng)至OxFFFF FFFF接著是Ox 0000 0000然后增長(zhǎng)到Maxlnt(0x7FFFF FFFF)。和應(yīng)答位對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘脈沖是由主器件發(fā)出。ST15514與己經(jīng)廣泛使用的STi5518機(jī)頂盒解碼器芯片軟件兼容，軟件可以很容易地在它們之間移植。信源解碼板的主控芯片是STi5514，它負(fù)責(zé)：（1）系統(tǒng)初始化和