基于GX1121和GX3001的ABS-S機(jī)頂盒解決方案

    【摘要】：本文介紹了基于杭州國芯科技有限公司產(chǎn)品GX1121(ABS-S解調(diào)芯片)和GX3001（MPEG2解碼芯片）的直播衛(wèi)星機(jī)頂盒完整解決方案.文中從芯片功能特征、系統(tǒng)方案設(shè)計和基于標(biāo)準(zhǔn)版本的機(jī)頂盒軟件架構(gòu)等方面詳細(xì)闡述了該解決方案的功能特點.最后結(jié)合整機(jī)測試評估及市場推廣情況，綜合說明該方案為直播衛(wèi)星接收機(jī)頂盒設(shè)計的最佳性價比選擇.

    【關(guān)鍵詞】：直播星ABS-SGX1121GX3001杭州國芯科技

    SolutionofABS-SSTBbasedonGX1121andGX3001

    【Abstract】：ThisarticleintroducedatotalsolutionofABS-SbasedonGX1121（demodulator）andGX3001(MPEG2decoder)ofNationalChip.Bothhardwareschemeandsoftwareschemeareintroducedinthisarticle.Abriefintroductionoftestresultandmarketapplicationstatusofthissolutionwrapsupthearticle.STBsusingthissolutionshowthatit’sthebestchoiceforSTBmanufacturers.

    【KeyWords】：DBSABS-SGX1121GX3001NationalChip

    1．引言

    直播衛(wèi)星是中國創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)布局的一個重要組成部分，集中了衛(wèi)星通信技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等諸多領(lǐng)域的最新成果，極大地提高我國廣播電視的覆蓋水平，增強(qiáng)廣播電視的服務(wù)能力，促進(jìn)包括衛(wèi)星設(shè)計與制造技術(shù)、節(jié)目傳輸技術(shù)、安全播出技術(shù)等在內(nèi)的技術(shù)研究水平的提升，推動相關(guān)的產(chǎn)品制造、服務(wù)行業(yè)的發(fā)展與產(chǎn)業(yè)升級。預(yù)計會形成上千億的市場規(guī)模，從而最終實現(xiàn)對GDP拉動作用。當(dāng)前中國存在著巨大的直播衛(wèi)星收視需求，杭州國芯公司得到國家廣電總局的許可研發(fā)ABS-S解調(diào)芯片，并為縮短廠商的開發(fā)周期與降低整機(jī)bom考慮，推出GX1121(ABS-S解調(diào)芯片)和GX3001（MPEG2解碼芯片）的直播衛(wèi)星機(jī)頂盒完整解決方案。

    2．ABS-S機(jī)頂盒功能概述：

    GX1121+GX3001方案ABS-S機(jī)頂盒是一款符合中國廣播電視直播衛(wèi)星”村村通”軟件功能及硬件指標(biāo)的數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī).此方案接收機(jī)解調(diào)符合中國先進(jìn)廣播系統(tǒng)(ABS-S)所規(guī)定的調(diào)制信號.方案帶有兩路視頻輸出,一路S-VIDEO輸出,一路左右聲道音頻輸出,能滿足不同用戶的音視頻輸出需求.以下是該方案機(jī)頂盒的一些補(bǔ)充說明:

    支持信息服務(wù)

    強(qiáng)大的節(jié)目管理功能

    可通過串口或衛(wèi)星進(jìn)行遠(yuǎn)程升級

    軟件界面美觀且容易操作

    3.基于GX1121和GX3001的DVB-C機(jī)頂盒設(shè)計

    3．1系統(tǒng)硬件設(shè)計

    以下主要從系統(tǒng)的信道及信源兩方面介紹我們方案的設(shè)計。圖1為我們方案的系統(tǒng)應(yīng)用框圖：

圖1 系統(tǒng)應(yīng)用框圖

    3．1．1GX1121應(yīng)用電路設(shè)計

    GX1121是國內(nèi)首款支持中國先進(jìn)廣播系統(tǒng)（衛(wèi)星）（ABS-S）的衛(wèi)星信道接收芯片，采用0.13微米工藝，高度集成從基帶模擬信號采樣到MPEG碼流輸出的完整功能，實現(xiàn)ABS-S傳輸?shù)臄?shù)字視音頻及數(shù)據(jù)內(nèi)容的解調(diào)與信道解碼，可用于衛(wèi)星機(jī)頂盒和衛(wèi)星調(diào)諧器集成。它按照國標(biāo)ABS-S設(shè)計，由針對I路和Q路的雙10比特高精度A/D，QPSK/8PSK解調(diào)，信道均衡，LDPC解碼，TS輸出等部分構(gòu)成，在惡劣條件下提供良好的接收性能，并提供靈活易用的用戶接口，能為直播星數(shù)字機(jī)頂盒及調(diào)諧器廠家提供優(yōu)異的解決方案。GX1121的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

圖2 GX1121結(jié)構(gòu)框圖

    外部晶振及PLL接口電路

圖3 接口電路

    ADC外部電路

    ADC部分對射頻模塊輸出的基帶信號I/Q進(jìn)行采樣，把頻譜從模擬域映射到數(shù)字域。采樣時鐘為91.8MHz，I/Q信號可選擇差分輸入模式或單端輸入模式，以適應(yīng)不同RF芯片設(shè)計方案。I/Q信號最佳穩(wěn)定輸入幅度的選擇也可由寄存器配置，以充分利用ADC采樣精度。

    AGC接口電路

    AGC部分是根據(jù)ADC采樣后的數(shù)據(jù)，計算出輸入信號的平均功率，并將這個功率和設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)功率值A(chǔ)GC_STD相比較，調(diào)整AGC信號去控制射頻芯片的低噪聲增益。AGC控制采用脈沖密度調(diào)制波（PDM），抑制抖動性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過PWM方式。

    外圍電路只需簡單的RC濾波電路。其電壓控制范圍根據(jù)使用的RF芯片可以作出相應(yīng)的調(diào)整，這里我們給出了一個通用的電路，如圖4所示：

圖4 GX1121 AGC電路

    3．1．2GX3001芯片特點

    GX3001是面向DVB-C/DVB-S/DVB-T市場推出的一款低成本高性能機(jī)頂盒解碼芯片，內(nèi)部集成高性能32位RISCCPU、MPEG2解復(fù)用器、MPEG2視音頻解碼器、去隔行及后處理單元、真彩色的OSD及2D圖形加速、電視編碼及視頻DAC等功能模塊，提供優(yōu)異的整機(jī)功能、性能和BOM成本。

    其高性能的32位CPU可以提供強(qiáng)大的軟件處理能力，支持各種高級應(yīng)用。成熟的實時操作系統(tǒng)和API庫可以顯著縮短用戶開發(fā)周期。

    真彩色的OSD及2D圖形加速可以提供絢麗的界面效果，支持?jǐn)?shù)據(jù)廣播中的各種瀏覽器需求。專有的視頻處理算法可以完成視頻去隔行和縮放效果，提供視頻逐行輸出。同時靈活的抓屏功能可以提供各種快拍和多畫面瀏覽功能。

    電視編碼支持所有的PAL和NTSC制式，內(nèi)部集成的四路視頻DAC可以滿足各種視頻輸出需求，包括SCART接口。

    同時GX3001可外掛以太網(wǎng)芯片，支持簡單交互應(yīng)用。另外GX3001具有業(yè)界極小的LQFP144封裝，降低了整機(jī)PCB復(fù)雜度和BOM成本。

    綜上所述，利用靈活的配置和外設(shè)，GX3001可以滿足DVB-C/DVB-S/DVB-T市場高性價比的需求。

    3．2系統(tǒng)軟件設(shè)計

    直播星機(jī)頂盒軟件主要包含下載器（Loader）和應(yīng)用軟件（ApplicationSoftware,AS）兩個部分。下載器實現(xiàn)系統(tǒng)啟動和空中升級應(yīng)用軟件。AS實現(xiàn)機(jī)頂盒所有基本應(yīng)用功能。本節(jié)具體介紹系統(tǒng)的應(yīng)用軟件架構(gòu)。

    在直播星的硬件平臺上實現(xiàn)了如下應(yīng)用軟件架構(gòu):

圖5 軟件架構(gòu)圖

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    各模塊描述：

    PSI/SIengine：在應(yīng)用軟件中，節(jié)目搜索和EPG信息都需要獲取PSI、SI中各個表的詳細(xì)數(shù)據(jù)信息，另外有些表中的數(shù)據(jù)是需要軟件實時獲取或者監(jiān)控的，因此如何對這些表進(jìn)行過濾和解析需要一定的方式組織起來。PSI/SIengine有效組織起PSI/SI表的監(jiān)控，過濾和解析，增強(qiáng)了軟件功能實時性和代碼的可讀性。

    UI系統(tǒng)：搭建一個機(jī)頂盒界面開發(fā)平臺，提供豐富的控件種類和強(qiáng)大功能，提高了界面開發(fā)效率。

    NODE：管理機(jī)頂盒數(shù)據(jù)存儲，減少flash的碎片，保證數(shù)據(jù)的有效存儲和快速提取。

    Search：相關(guān)表的接收機(jī)制建立在PSI/SI引擎之上，完成機(jī)頂盒的節(jié)目搜索，排序和保存。節(jié)目搜索包括單頻點搜索和自動搜索。

    EPG：相關(guān)表的接收機(jī)制建立在PSI/SI引擎之上，當(dāng)解復(fù)用沒過濾到EPG數(shù)據(jù)，EPG模塊處于睡眠狀態(tài)，當(dāng)有數(shù)據(jù)時，EPG模塊才有效快速的解析存儲數(shù)據(jù)。這樣可以在不浪費系統(tǒng)資源的情況下，達(dá)到實時更新新的數(shù)據(jù)和刪除過期數(shù)據(jù)的目的。

    Book：實現(xiàn)預(yù)約節(jié)目功能，預(yù)約時間到自動切換到用戶預(yù)約的節(jié)目上。

    Time：實現(xiàn)兩個功能，一是為機(jī)頂盒提供系統(tǒng)時間，二是為上面應(yīng)用和同層的其他模塊提供定時器功能。

    AV：主要是對音視頻的一些操作。包括播放節(jié)目，聲道的設(shè)置和讀取、音量的調(diào)整和讀取、音量等級的設(shè)置和讀取、電視廣播制式的讀取和設(shè)置。

    Dbase：調(diào)用NODE實現(xiàn)對于機(jī)頂盒數(shù)據(jù)的存儲，讀取，刪除，修改，增加。

    Informationservice：實現(xiàn)了信息服務(wù)數(shù)據(jù)的過濾，整理，XML的解析和界面的菜單處理這些部分。

    4．結(jié)束語

    目前國內(nèi)很多STB生產(chǎn)廠商采用GX1121+GX3001方案通過了廣電的直播星入網(wǎng)認(rèn)證測試，同時其方案整體性能及公司的貼近式服務(wù)得到國內(nèi)STB生產(chǎn)廠家的一致認(rèn)可。

    由于市場競爭日益激烈，STB廠商感到上市時間的壓力越來越大，要求芯片供應(yīng)商提供更全面高效的技術(shù)支持，因此芯片供應(yīng)商的技術(shù)支持水平已經(jīng)成為STB廠商選擇方案時考慮的重要因素。以往國外芯片廠商大都采取委托國內(nèi)代理商進(jìn)行技術(shù)支持的方式，但是現(xiàn)在這種模式已經(jīng)難以滿足整機(jī)廠商對差異化設(shè)計和上市時間的雙重要求。作為本土企業(yè)，杭州國芯在技術(shù)支持方面具有得天獨厚的優(yōu)勢，除了提供全套的GX1121、GX3001開發(fā)套件（包括樣片，評估板，應(yīng)用手冊，評估軟件，標(biāo)準(zhǔn)C語言驅(qū)動程序）之外，還提供由芯片設(shè)計人員組成的現(xiàn)場支持小組，完成從差異化設(shè)計、現(xiàn)場調(diào)試、軟件整合一直到整機(jī)量產(chǎn)測試方案等所有環(huán)節(jié)的技術(shù)支持，確�？蛻粼谧疃痰臅r間內(nèi)實現(xiàn)量產(chǎn)。

    總之，面對美好的前景和激烈的競爭，STB廠商需要采取更加靈活的技術(shù)策略應(yīng)對各種新的設(shè)計挑戰(zhàn)，基于GX1121和GX3001的直播衛(wèi)星機(jī)頂盒完整解決方案是您的理想選擇。

    參考文獻(xiàn)：

    [1]GX1121datasheet，HangzhouNationalchipScience&TechnologyCo.,Ltd;

    [2]GX3001datasheet，HangzhouNationalchipScience&TechnologyCo.,Ltd;

    [3]鄧圻貴等，數(shù)字機(jī)頂盒原理、應(yīng)用與維修，人民郵電出版社；

    [4]中華人民廣播電視標(biāo)準(zhǔn)GB/T233-2008；

    [5]JohnG.Proakis，現(xiàn)代通信系統(tǒng)，電子工業(yè)出版社；