數(shù)字電視機(jī)頂盒技術(shù)及其發(fā)展(下)

來(lái)源:慧聰網(wǎng) 更新日期:2004-08-05 作者:佚名

2、數(shù)字電視機(jī)頂盒軟件系統(tǒng)

    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。

 

圖二  機(jī)頂盒軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    機(jī)頂盒的軟件基本結(jié)構(gòu)如圖二所示。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(xiàn)、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。
    (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)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)。
 
  
    (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。

    (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)。

    (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,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(xiàn)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(xiàn)廣播下載更新是在系統(tǒng)前端通過(guò)特定的協(xié)議將更新軟件插入到碼流中,傳送給機(jī)頂盒。

三、數(shù)字電視機(jī)頂盒的功能

    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媒體應(yīng)用功能,包括:
  
    (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(fǎng)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。
  
    (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。
  
    (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。
  
    (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)。
  
    (5)軟件在線(xiàn)升級(jí):可看成是數(shù)據(jù)廣播的應(yīng)用之一。數(shù)據(jù)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。
  
    (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。
  
    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?huà)旖佑脖P(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)。

四、數(shù)字電視機(jī)頂盒的分類(lèi)

    機(jī)頂盒分為標(biāo)準(zhǔn)清晰度(SD)和高清晰度(HD)兩種級(jí)別,每種級(jí)別按照業(yè)務(wù)和功能劃分為基本型、增強(qiáng)型、高級(jí)型三種類(lèi)型!皺C(jī)頂盒及其附帶遙控器的功能”國(guó)家廣電總局已頒布了實(shí)施指導(dǎo)意見(jiàn)。

  基本型機(jī)頂盒具有能滿(mǎn)足免費(fèi)數(shù)字電視業(yè)務(wù)和付費(fèi)電視業(yè)務(wù)的基本功能,具備授權(quán)數(shù)字電視節(jié)目的接收、簡(jiǎn)體中文顯示和GB2312字庫(kù)、基本EPG、軟件升級(jí)、加密信息提示等。

  增強(qiáng)型機(jī)頂盒在基本型機(jī)頂盒功能的基礎(chǔ)上,具有能滿(mǎn)足按次付費(fèi)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)、廣播式視頻點(diǎn)播和本地交互業(yè)務(wù)的功能,具備集成中間件、GB13000字庫(kù)等。

  高級(jí)型機(jī)頂盒在增強(qiáng)型機(jī)頂盒功能的基礎(chǔ)上,具有能滿(mǎn)足視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)、上網(wǎng)瀏覽業(yè)務(wù)、電子郵件收發(fā)業(yè)務(wù)、互動(dòng)游戲及IP電話(huà)業(yè)務(wù)的功能,具備開(kāi)放式的中間件系統(tǒng)、復(fù)雜的EPG、回傳信道、支持Internet接入、存儲(chǔ)硬盤(pán)等。

  高清晰度電視機(jī)頂盒是上述三種類(lèi)型的橫向擴(kuò)展,可以兼容接收標(biāo)清和高清信號(hào),可做
上下變換,輸出標(biāo)清和高清信號(hào)。

    上述這種分類(lèi)只是機(jī)頂盒的基本分類(lèi),至于在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中服務(wù)平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)商則會(huì)針對(duì)當(dāng)?shù)叵M(fèi)者的需求進(jìn)行充分的市場(chǎng)調(diào)研后,結(jié)合當(dāng)?shù)氐男枨螅贫ㄟm合的機(jī)頂盒要求。

五、數(shù)字電視機(jī)頂盒的發(fā)展

    現(xiàn)在全球都在進(jìn)行廣播電視數(shù)字化,各國(guó)相繼制定數(shù)字電視計(jì)劃,相繼推出了數(shù)字電視服務(wù),而作為接收載體的機(jī)頂盒市場(chǎng)更是繁榮起來(lái),各大機(jī)頂盒廠商根據(jù)不同的市場(chǎng)需求,推出了各異但功能卻更先進(jìn)的機(jī)頂盒,如:(1)沖電氣工業(yè)開(kāi)發(fā)出可以連接電視機(jī)播放高畫(huà)質(zhì)圖像的機(jī)頂盒,該產(chǎn)品為業(yè)內(nèi)首款支持預(yù)測(cè)編碼方式提供高清晰畫(huà)質(zhì)的"Qurter-PEL"功能的機(jī)頂盒,機(jī)頂盒通過(guò)在泛用DSP上進(jìn)行軟件處理從而得以降低價(jià)格。(2)美國(guó)摩托羅拉公司和靈活電視公司聯(lián)合推出了一種聲控?cái)?shù)字電視機(jī)頂盒,用戶(hù)可通過(guò)說(shuō)話(huà)來(lái)讓電視機(jī)播放他們想看的節(jié)目。(3)Pace微技術(shù)公司生產(chǎn)的DC-550 HD高清晰度數(shù)字有線(xiàn)機(jī)頂盒,是迄今世界上最小的HD機(jī)頂盒,該設(shè)備支持在有線(xiàn)網(wǎng)上傳送VOD和HDTV。(4)美國(guó)DG2L科技成功開(kāi)發(fā)了具備支持MPEG-4規(guī)格的編解碼功能的IP機(jī)頂盒“Neuron”系列,除可使用MPEG-4規(guī)格進(jìn)行HDTV播放外,還配備了支持MPEG-2規(guī)格的解碼功能。(5)Broadcom公司在美國(guó)推出系列Echostar衛(wèi)星電視機(jī)頂盒,這種TVSTB使用Broadcom公司的IC,使幾臺(tái)電視機(jī)能用一個(gè)機(jī)頂盒運(yùn)行,解決了一機(jī)多用問(wèn)題,機(jī)頂盒不用隨電視機(jī)的數(shù)量配置的問(wèn)題,這也是多數(shù)家庭最現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。相信隨著機(jī)頂盒功能的改進(jìn)和使用的方便快捷,機(jī)頂盒將為數(shù)字電視的推廣提供更強(qiáng)有力的支持與服務(wù)。

    數(shù)字電視機(jī)頂盒是模擬電視機(jī)向數(shù)字電視機(jī)過(guò)渡的最佳解決方案。數(shù)字電視機(jī)頂盒是數(shù)字時(shí)代家庭必備的多媒體信息終端,使用數(shù)字電視機(jī)頂盒的有線(xiàn)電視用戶(hù),可以享受電視、數(shù)據(jù)、話(huà)音等全方位的信息服務(wù)。隨著數(shù)字技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字電視機(jī)頂盒的功能將進(jìn)一步得到完善。

附注:與機(jī)頂盒相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

與數(shù)字電視機(jī)頂盒有關(guān)的一些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范包括:

● GB/T 17975.1-2000信息技術(shù)  運(yùn)動(dòng)圖像及其伴音信息的通用編碼  第1部分:系統(tǒng)

● GB/T 17975.2-2000信息技術(shù)  運(yùn)動(dòng)圖像及其伴音信息的通用編碼  第1部分:視頻

● GB/T 17975.3-2000信息技術(shù)  運(yùn)動(dòng)圖像及其伴音信息的通用編碼  第1部分:音頻

● GB/T 17971.3-1997信息技術(shù)  具有1.5Mbit/s數(shù)據(jù)傳輸率的數(shù)字存儲(chǔ)媒體運(yùn)動(dòng)圖像及其伴音的編碼  第3部分:音頻

● GB 2312-80  信息交換用漢字編碼字符集基本集

● GB 13000.1-1993  信息技術(shù)  通用多八位編碼字符集(UCS)第一部分:體系結(jié)構(gòu)與基本多文種平面

● GB/T 170-2001   有線(xiàn)數(shù)字電視廣播信道編碼和調(diào)制規(guī)范

● GB/Z 174-2001   數(shù)字電視廣播業(yè)務(wù)信息規(guī)范

● GB/Z 175-2001   數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)規(guī)范

● GB/T 155-2000   高清晰度電視節(jié)目制作及交換用視頻參數(shù)值

● 有線(xiàn)數(shù)字電視EPG應(yīng)用指南

● 有線(xiàn)數(shù)字電視廣播業(yè)務(wù)信息應(yīng)用指南

● 有線(xiàn)數(shù)字電視CA系統(tǒng)應(yīng)用指南

● 運(yùn)動(dòng)圖像及其伴音信號(hào)的通用編碼系統(tǒng)、視頻和音頻部分的實(shí)施指南。

 

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