DVB-C有線電視數(shù)字綜合解碼接收機

STI3520有四個主要接口：微控器接口、存儲器（DRAM或 SDRAM）接口、視頻接口、音頻接口。微控器接口用來傳送數(shù)據(jù)、音視頻的中斷請求以及其它一些控制信息；存儲器接口傳送控制動態(tài)存儲的地址和數(shù)據(jù)；視頻接口輸出復(fù)合、分量、S－Video等格式的信號，信號中可包含在屏顯示信息；音頻接口輸出音頻的時鐘及PCM數(shù)據(jù)。在存儲器容量大于2MByte的時候，PAL解碼和在屏顯示可同時執(zhí)行，在屏顯示的顏色為16色。 STI 3520A可以接收多種格式的壓縮碼流數(shù)據(jù)： 由ISO／IEC13818－1標(biāo)準(zhǔn)定義的MPEG的PES流； 由ISO／ IEC13818－ 2標(biāo)準(zhǔn)定義的MPEG視頻ES（EIementary Stream）流；由ISO／IEC11172－3標(biāo)準(zhǔn)定義的音頻ES流； 由ISO／IEC11172－1標(biāo)準(zhǔn)定義的MPEG視頻ES流； 由ISO／ IEC11172－ 2標(biāo)準(zhǔn)定義的MPEG的PES流。在解碼前，3520先從PES碼流中抽出時間標(biāo)志，同時將碼流其它有用的信息抽出，將它們放入3520的寄存器中。 3520的存儲器接口控制DRAM的讀寫和刷新，DRAM提供顯示緩存、數(shù)據(jù)緩存、已解碼數(shù)據(jù)緩存和在屏顯示緩存。在視頻解碼過程中，四個過程同時進(jìn)行，即輸入碼流到緩存、尋找輸入碼流的啟始碼、對一副圖像進(jìn)行解碼、顯示一幅圖像。對每一個進(jìn)程，ST20都要設(shè)置參數(shù)并通過中斷監(jiān)視其事件的通訊。 3520輸入數(shù)據(jù)緩存的大小由軟件定義，輸入數(shù)據(jù)寫入DRAM的進(jìn)程獨立于其它的解碼進(jìn)程，寫入DRAM前，數(shù)據(jù)先通過1kbit的內(nèi)部 FIFO（先入先出寄存器），在對 MPEG－2 （MP@ML）進(jìn)行解碼時，最大持續(xù)輸入碼率為 15MbPS，最大碎發(fā)輸入碼率為280Mbps，碎發(fā)輸入深度為1kbit。啟始碼探測器搜尋緩存中碼流的圖像層的啟始碼，當(dāng)找到一個之后，啟始碼探測器啟動一個中斷，微控器此時就可開始讀出啟始碼后的數(shù)據(jù)。當(dāng)一個新圖像開始 Piture 的解碼時，或當(dāng)軟件對其進(jìn)行調(diào)用時，啟始碼探測器啟動。圖像解碼進(jìn)行整幅圖像的解碼，當(dāng)整幅圖像解碼完成時，此進(jìn)程停止，等待解下一幅圖像的指令。在一幅圖像的解碼進(jìn)程開始后，碼流從壓縮數(shù)據(jù)緩存中讀出，進(jìn)入變長解碼器（Variable-length Code Decoder），圖像重建過程開始，重建后的圖像寫入 DRAM中的已解碼緩存段中，當(dāng)一幅圖像解碼在進(jìn)行時，下一幅圖像的啟始碼探測也已開始。 圖像數(shù)據(jù)的輸出格式符合I－TU－ R656規(guī)范，為使解碼圖像的水平尺寸與顯示圖像相適應(yīng)，3520O可對亮度和色度信號進(jìn)行采樣率的轉(zhuǎn)換。在屏顯示功能允許軟件將位圖疊加到任何區(qū)域的解碼圖像上，ST20可在任何時候?qū)⑽粓D數(shù)據(jù)讀出和寫入。

音頻解碼部分主要包括四大塊：主機接口和控制寄存器塊，用于主機和音頻部分的通信以及音頻控制器的設(shè)定；輸入處理塊，用于包一層的解復(fù)用響應(yīng)，有一段256Byte的內(nèi)部FIFO，在將音頻數(shù)據(jù)輸入DRAM之前，先解出時間標(biāo)志，將音頻數(shù)據(jù)段與時間標(biāo)志捆綁起來；數(shù)字信號處理塊，利用MPEG的Layer1和Layer2的算法進(jìn)行音頻解碼；PCM輸出決，將 PCM的音頻輸出組織為所需要的串行輸出格式，并產(chǎn)生音頻D／A轉(zhuǎn)換器的所有控制信號。片內(nèi)鎖相環(huán)進(jìn)行頻率合成及分割，從單一的輸入時鐘中，得到所有解碼過程所需要的時鐘。輸入時鐘可以是PCM時鐘、系統(tǒng)時鐘或視頻像素時鐘中的一種，鎖相環(huán)可進(jìn)行編程控制，產(chǎn)生內(nèi)部的MPEG視頻解碼時鐘、音頻解碼時鐘、PCM時鐘以及外存儲器時鐘。 3DVB－C機頂盒軟件結(jié)構(gòu) 硬件之上是一層 DRIVERS（驅(qū)動程序），這部分主要包括接口驅(qū)動，MPEG解復(fù)用接口的設(shè)置及監(jiān)視，MPEG解碼控制寄存器的設(shè)置及監(jiān)視，在屏顯示功能的實現(xiàn)，前端的調(diào)諧器、解調(diào)芯片的驅(qū)動，板上數(shù)據(jù)庫的寫入及更新，各種表的過濾，解憂部分的驅(qū)動，若有回傳信道還包括其驅(qū)動，若解復(fù)用是由軟件實現(xiàn)的話，則包括軟件解復(fù)用部分，SI 信息的過濾，電子節(jié)目表的過濾與顯示，也包括其中。DRIVERS之上是實時操作系統(tǒng)（Real Time Operation System），主要作用是控制各種資源，包括各種硬件的控制，及軟件各個進(jìn)程之間的協(xié)調(diào)控制，系統(tǒng)資源的分配等，此部分往往簡單而高效。

ST公司的ST20系列，STI55xx系列，使用的操作系統(tǒng)為OS20或稱STLite；LSI公司的L64008系列使用的是MK1000的操作系統(tǒng)。此部分往往已經(jīng)提供了簡單的API，用于用戶的編程來實現(xiàn)系統(tǒng)控制和簡單的用戶界面。中間層是指建立于實時操作系統(tǒng)之上的操作系統(tǒng)，例如OPENTV，POWERTV，或 JA－ VA TVOS等，這部分提供了完整的功能，便于用戶界面的編制及完善，便于用戶管理系統(tǒng)的管理，也有利于多功能業(yè)務(wù)（例如回傳、軟件下載等功能）實現(xiàn)，但是代碼效率較低，而且如果使用這種操作系統(tǒng)，要額外支付不低的軟件使用費。用戶可編程接口由操作系統(tǒng)提供（中間層或?qū)崟r操作系統(tǒng)），使用戶能夠?qū)浖M(jìn)行修改。

4 我國研制開發(fā)該類機頂盒的方向

數(shù)字有線電視機頂盒在我國的發(fā)展還剛剛起步，許多科研院所、企業(yè)單位都在開發(fā)研制過程中。筆者認(rèn)為該類機項盒的開發(fā)應(yīng)遵循以下4點，僅供參考：（1）以批量生產(chǎn)和規(guī)?；笊a(chǎn)為目標(biāo)。數(shù)字有線電視機項盒是技術(shù)發(fā)展快的高科技產(chǎn)品，市場一旦成熟會呈爆炸型趨勢發(fā)展。因此，我們的產(chǎn)品不能是一個功能樣機和宣傳產(chǎn)品，必須從一開始就以批量生產(chǎn)和規(guī)?；a(chǎn)為目標(biāo)，迅速形成DVB－C數(shù)字電視機頂盒的規(guī)模生產(chǎn)基地。在技術(shù)選型方面，要選擇性能價格比、集成度高，穩(wěn)定可靠的方案。 在元器件選型方面，盡量采用易于采購、正在量產(chǎn)和低成本的器件。（2）以DVB－C標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)即將發(fā)布的數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)。電視廣播類產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化工作十分重要，標(biāo)準(zhǔn)的選擇正確與否直接影響產(chǎn)品的生命力。如國內(nèi)就有一些企業(yè)宣布開發(fā)成功了美國標(biāo)準(zhǔn)（ATSC）的全數(shù)字電視，但是這種產(chǎn)品只能在美國銷售，而在國內(nèi)只能起到廣告效應(yīng)。（3）緊密結(jié)合市場。 對于各地區(qū)有線臺數(shù)字電視的播出計劃有大致了解，以判斷該地區(qū)的市場潛力，提出適合該地區(qū)發(fā)展的機項盒類型。（4）與數(shù)字電視發(fā)端緊密結(jié)合。機頂盒產(chǎn)品是和前端系統(tǒng)中的編碼器、條件接收系統(tǒng)、復(fù)用器、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)緊密相連的，在市場的開始階段也是“系統(tǒng)帶終端”的方式進(jìn)行。因此，開發(fā)產(chǎn)品時，要廣泛了解前端系統(tǒng)的應(yīng)用和集成。

5 未來與展望

數(shù)字電視的開通，僅僅是圖像處理數(shù)字化的起步，今后，完全可以利用有線數(shù)字寬帶網(wǎng)已接入千家萬戶這一優(yōu)勢，大力開展相關(guān)業(yè)務(wù)，例如：數(shù)據(jù)廣播、視頻點播、遠(yuǎn)程教育、家庭購物等等，與之對應(yīng)的各種數(shù)字電視機頂盒也將迅速步入市場。與它同類產(chǎn)品相比，數(shù)字電視機頂盒有著自己獨特的優(yōu)勢，更為適合我國的國情。由于其集成度變得越來越高，隨之產(chǎn)生的效果將是穩(wěn)定性、可靠性大大提高，而且產(chǎn)品各個模塊的價格相應(yīng)下降。低廉的價格、完善的高科技、廣闊的市場和諸多的消費群體為數(shù)字電視機項盒的發(fā)展描繪出了一幅無限美好的前景，正是“莫愁前路無知己，天下誰人不識君”。