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DVB C机顶盒信源解码器的设计与实现.doc

DVB C机顶盒信源解码器的设计与实现

廖万红
2018-12-28 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《DVB C机顶盒信源解码器的设计与实现doc》,可适用于影视/动漫领域

DVBC机顶盒信源解码器的设计与实现DVBC机顶盒信源解码器的设计与实现摘要:本文实现了以SC为主芯片的机顶盒信源解码器并将该解码器配接L前端组成了符合DVBC标准的完整机顶盒方案可对符合MPEG标准的音视频流进行解码并兼容PALNTSCSECAM制式的模拟电视接收。关键词:DVBC机顶盒信源解码器SC引言近年来我国广播电视数字化发展的进程明显加快从而直接引发了对机顶盒(SettopBox)的巨大市场需求凸显了其重要性。在机顶盒的研发过程中信源解码器的研制是整个开发工作的基础和核心。随着机卡分离政策的出台信源解码器的通用性和复杂性使其在机顶盒终端的开发过程中变得更加重要。本文论述的即为符合DVBC标准的数字有线电视机顶盒信源解码器的设计与实现。总体方案机顶盒大体可以分成两个功能部分:信道解调解码部分和信源解码部分。信道部分即前端负责对数字电视信号进行解调接收和信道解码。由于前端的不同机顶盒可分为数字卫星机顶盒、数字地面机顶盒和数字有线机顶盒三种。该信源解码器是针对数字有线电视机顶盒研制的将配接L前端组成符合DVBC标准的完整机顶盒方案。本文采用LSILogic公司的基于SC的第二代单片信源解码方案来实现解码功能。该解码器的结构框图如图所示按功能可分为个部分:以SC为核心的CPU及存储控制子系统传输流解复用和音视频解码子系统图形处理和屏幕菜单显示及输出子系统外围接口子系统。)thiswidth="border=undefined>图机顶盒信源解码器硬件实现该信源解码器的启动代码存储在FlashBootROM中所用字体则存储在FlashFontROM中。SC的两个SDRAM存储器接口分别与SDRAMA和SDRAMB相接。系统加电后保存在FlashBootROM中的启动代码被调到SDRAMB中执行。时钟由MHz压控振荡器经倍频后提供。压控振荡器产生的时钟信号经过LVC整形后送到SC的VCXO引脚并通过SDET引脚的输出进行同步恢复。传输流复用、音视频解码、图形处理等功能均由SC内部相应的集成模块配合外部相关电路来实现。CPU及存储控制子系统SC集传输解复用器Lx和MPEG音视频解码器L的功能于一体内含EZ内核、KB指令Cache和KB数据Cache这是SC的核心组成部分。该信源解码器所用的两片M×bitFlashROM均为AMLVDT使用单一电源供电读写和编程均使用V电压高速ns读写时间。它们通过EBus与SC相连地址总线A:和SC的ADDR:相连A:和SC的AD:相连数据总线DQ:和SC的AD:相连。芯片内部共有个扇区其中个作为引导扇区大小为k字~k字其余个扇区为k字有一个字节字模式选择引脚BYTE#本设计中该引脚接高电平选择字模式。MHzM×bit的SDRAMA和MHzM×bit的SDRAMB通过SBUS与CPU的SDRAM存储器接口相连。其中SDRAMA专门用于MPEG解码时存储视频帧和相关信息SDRAMB存储解复用、OSG和外围设备接口子系统的信息。SDRAMA与SDRAMB之间可通过一个DMA引擎直接传送数据。传输流解复用和音视频解码子系统SC首先接收来自信道解码器或码流发生器的TS流然后自动进行传输包同步检测。一旦同步建立就会将传输包发送到PID预处理器中。PID预处理器分析输入的传输包检查它们的PID值只有和PID表匹配的PID值才能通过第一步滤波不匹配的包被丢弃。通过PID滤波器的传输包被送到DVB解扰码器中经过解扰的包进入PID后处理器在经过滤波后音视频PES数据直接进入AV解码器中而其它数据被送到外部SDRAMB的循环缓冲器中CPU能直接从存储器中读数据。传输流解复用子系统的结构框图如图所示。)thiswidth="border=undefined>图传输流解复用子系统解复用后的音视频PES流通过AV接口进入LMPEG解码器进行分组解码。L输出数字视频和数字音频信号各两组。一组数字视频和一组数字音频信号直接输出。另一组的数字视频信号送到视频编码器中被转换成全电视信号(CVBS)或S端子信号(YC)经过外部低通滤波后直接送到电视机中数字音频信号送到音频DAC中转换成立体声模拟信号经外部低通滤波后输出。图形处理和屏幕菜单显示输出子系统SC集成了高性能的OSG(OnScreenGraphics)子系统该子系统可产生文本和图形并叠加到解码的视频上。OSG子系统产生静止层、OSD层和光标层解码子系统提供视频层混合器编码器子系统产生背景颜色层并在视频输出之前将上述层进行编码复合从而根据需要显示所要输出的复合视频。这个子系统将来自OSG子系统的图形和解码视频数据进行混合编码然后输出NTSCPALSECAM制式的RGBYPbPr、CVBS或S视频信号给电视机或监视器。)thiswidth="border=undefined>图ATA硬盘接口外围接口子系统该信源解码器集成了一个ATA硬盘接口如图所示。用户可以通过此接口实现个人数字录像机PVR(PersonalVideoRecorder)功能还可在硬盘中开设海量缓存区在播放数字电视的同时对节目进行长达数小时的实时存储。依赖这种缓存技术用户可以进行时移播放。该解码器拥有一个TDAT智能卡接口和符合IEEE标准的JTAG模块提供了基本的调试功能还提供了LVDS接口用来接收码流发生器输出的TS流。由DB接口输入的LVDS信号通过片DSC进行电平变换后进入解码器。此外该系统还使用了一个UART用于机顶盒的调试和软件升级。)thiswidth="border=undefined>图机顶盒软件分层框架软件设计软件系统基于一个分层的框架其中部分由LSILogic在其参考软件中提供其它部分需要由用户自行开发。软件的整体结构如图所示。实时操作系统层(RTOS)是所有上层程序代码运行的基础主要负责多任务调度、系统资源管理、中断处理、通信操作和同步处理等。本文使用的是WindRiver公司专门为嵌入式系统设计和开发的一个模块化、高性能的实时操作系统pSOSystem。RTOS层用板级支持包(BSP)来实现与硬件层接口。操作系统移植层(OSP)实现两个主要功能:一个是动态配置任务的属性如上下文的切换优先级等另一个是管理任务之间的通信如数据传输与同步。硬件抽象层(HAL)负责直接对硬件寄存器编程设备驱动层(DDL)是硬件抽象层的一个明了、方便的备份和封装主要针对各硬件模块提供相应的驱动程序如SC异常处理的驱动、时钟服务模块的驱动和OSG图形库的驱动等。为上层的应用程序提供API函数。应用程序接口层(API)驱动适配层(DAL)是对设备驱动层功能的进一步集合通过功能组合可以直接应用到应用程序层它起到了接口的作用。例如对Flash的操作可以用这样的一个驱动适配层进行功能的进一步封装以利于上层应用程序的调用。用户应用程序层是机顶盒用户应用软件的主体部分也是软件开发的重点。与机顶盒有关的所有上层功能的实现都在这层完成如关于用户界面功能的实现、EPG的实现、节目数据库的管理、用户信息输入输出控制和软件升级等。性能测试结果该信源解码器配接L前端后经测试达到预定功能。其性能特点如下:整机系统完全符合DVBCMPEG标准信道解码支持QAM转换率为:MSPS~MSPSTS解复用器最大输入比特率:Mbps(串行)Mbps(并行)支持图文和字幕视频解码分辨率:Max×音频解码器采样率:kHz支持级音量调节支持ATA硬盘接口结语本文实现了基于SC的DVBC机顶盒信源解码器集成了个人数字录像机并配接L前端组成了符合标准的功能样机。

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