數(shù)字電視條件接收系統(tǒng)(CAS)設(shè)計(jì)技術(shù)解析

2. 電流消耗

由于芯片內(nèi)部嵌入了一個(gè)大容量的SRAM和高速PLL，芯片在工作中的主要電流消耗將由其產(chǎn)生。在設(shè)計(jì)中也充分考慮到了其電源消耗的狀態(tài)，將SRAM的分解成多個(gè)獨(dú)立的部分，保證同時(shí)只有一個(gè)部分的SRAM在工作。通過(guò)電路管理和優(yōu)化，芯片全速運(yùn)行程序時(shí)的平均電源消耗如下表：

軟件體系簡(jiǎn)單介紹

對(duì)于任何一個(gè)SoC芯片，其軟件的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用體系是其商用化不可缺少的重要部分。我們從一開(kāi)始設(shè)計(jì)SM1658芯片的同時(shí)，就在項(xiàng)目?jī)?nèi)組織了一個(gè)軟件開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)SM1658的軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)。在芯片的設(shè)計(jì)過(guò)程中，軟件組同步進(jìn)行設(shè)計(jì)，在芯片完成設(shè)計(jì)流片出來(lái)后，我們的軟件底層、應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)和部分應(yīng)用軟件就已經(jīng)基本完成了。

這里簡(jiǎn)單介紹一下SM1658的軟件體系結(jié)構(gòu)。SM1658的軟件體系可以分為兩個(gè)大的部分：API庫(kù)(應(yīng)用程序接口)和應(yīng)用程序。API類(lèi)似WINDOWS下的API庫(kù)，它完成了與芯片硬件相關(guān)的所有驅(qū)動(dòng)和上層軟件開(kāi)發(fā)需要的一些基本和專(zhuān)用的函數(shù)庫(kù)(包括OS系統(tǒng)的基本功能函數(shù))，用戶(hù)在API庫(kù)的基礎(chǔ)上可以比較方便地建立起用戶(hù)應(yīng)用程序。

API庫(kù)又可以分為底層硬件驅(qū)動(dòng)函數(shù)庫(kù)、基本應(yīng)用服務(wù)函數(shù)庫(kù)和高級(jí)應(yīng)用服務(wù)函數(shù)庫(kù)。SM1658的底層驅(qū)動(dòng)程序包括基本設(shè)備如定時(shí)器、看門(mén)狗、存儲(chǔ)器管理、中斷管理、串口等設(shè)備的驅(qū)動(dòng)之外，還包括專(zhuān)用的智能卡接口、機(jī)卡分離CI接口、TS流處理引擎驅(qū)動(dòng)等特定設(shè)備的物理驅(qū)動(dòng)。底層驅(qū)動(dòng)的功能是完成設(shè)備的初始化配置、工作狀態(tài)的變換、基本數(shù)據(jù)包的發(fā)送接收校驗(yàn)、與其他設(shè)備的握手、錯(cuò)誤狀態(tài)的處理等與硬件密切相關(guān)的基本處理工作。

基本應(yīng)用服務(wù)包括TS流處理狀態(tài)的管理、CI命令通道數(shù)據(jù)的管理、智能卡的底層協(xié)議實(shí)現(xiàn)等功能，包括OS系統(tǒng)的底層管理功能。它提供了一些比較底層的函數(shù)，用戶(hù)可以通過(guò)這些函數(shù)的調(diào)用，比較深入仔細(xì)地控制芯片的一些工作狀態(tài)。也可以針對(duì)應(yīng)用中的一些特殊情況，優(yōu)化某些應(yīng)用任務(wù)的性能。

高級(jí)應(yīng)用服務(wù)實(shí)現(xiàn)具體的各個(gè)設(shè)備的資源管理、用戶(hù)顯示界面MMI管理、CAT和EMM數(shù)據(jù)的管理、智能卡的應(yīng)用接口以及OS系統(tǒng)的高層管理功能。它提供了一些比較上層或抽象的函數(shù)調(diào)用。用戶(hù)通過(guò)對(duì)這些函數(shù)的調(diào)用，可以比較簡(jiǎn)單地完成一些任務(wù)和功能，讓用戶(hù)專(zhuān)注于建立應(yīng)用體系的內(nèi)容。

在本軟件體系的API庫(kù)中還比較完整地實(shí)現(xiàn)了兩套通訊協(xié)議接口，它們分別是DVB-CI協(xié)議和智能卡的7816協(xié)議。用戶(hù)直接使用這些協(xié)議的上層函數(shù)，可以大大簡(jiǎn)化在進(jìn)行CAM卡應(yīng)用設(shè)計(jì)時(shí)的軟件開(kāi)發(fā)工作量。

在操作系統(tǒng)方面，我們采用了非常靈活的ECOS作為此嵌入系統(tǒng)的操作系統(tǒng)。ECOS系統(tǒng)功能強(qiáng)大，但是又有非常方便的可訂制的配置模式，特別適合本系統(tǒng)及將來(lái)擴(kuò)充模式的需要。由于當(dāng)前的CAM既不需要文件管理，又沒(méi)有GUI界面，所以在ECOS針對(duì)此芯片進(jìn)行配置后，其OS核心代碼只有50KB左右。

本文結(jié)論

作為數(shù)字電視傳播環(huán)節(jié)中一個(gè)部分，CAM還有一個(gè)重要的特色是內(nèi)容保護(hù)和拷貝管理(CPCM)功能。由于機(jī)卡分離導(dǎo)致的透明節(jié)目流在接口上面出現(xiàn)，不利于節(jié)目產(chǎn)品的版權(quán)保護(hù)，所以，必須要在機(jī)頂盒與CAM之間加入一種防拷貝機(jī)制。