數(shù)字網(wǎng)絡機頂盒" title="網(wǎng)絡機頂盒">網(wǎng)絡機頂盒設(shè)計實現(xiàn)后，不僅能夠完成傳統(tǒng)數(shù)字機頂盒的所有功能，而且能夠完成電視節(jié)目的存儲、與互聯(lián)網(wǎng)的連接，以及通過互聯(lián)網(wǎng)能夠完成的其它功能。文中同時給出的數(shù)字網(wǎng)絡機頂盒的硬件邏輯設(shè)計。
1 前 言
隨著計算機技術(shù)的縱深發(fā)展，后PC機時代的來臨，有線電視網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)絡的融合成為時代發(fā)展的必然趨勢。但由于三網(wǎng)在數(shù)據(jù)傳輸方式上有很大的不同，所以要將三網(wǎng)在技術(shù)層面上融合，目前來講還不太可能，所以要實現(xiàn)三網(wǎng)的融合，還必須借助于類似網(wǎng)絡機頂盒(IPTV)的設(shè)備來完成三網(wǎng)的融合。中國有線數(shù)字電視標準采用的是歐洲的DVB-C標準，現(xiàn)在雖然市面上有數(shù)字電視機頂盒，但它們采用的都是一些企業(yè)完整的機頂盒方案，如采用菲利浦公司的DVB-C機頂盒方案，調(diào)諧器和信道解碼器分別采用TDA8274和TDA10023[1]，CPU采用MIPS核的PNX831X；美國ST公司的以STi5518為CPU的機頂盒方案[2]，其CPU核心是ST20等等，這些完整的數(shù)字機頂盒方案的中央控制模塊往往將重點放到數(shù)字電視信號的解復用、視頻解碼、音頻解碼及PAL/NTSC編碼等功能，所以這些機頂盒的刻錄功能和上網(wǎng)功能等都非常的弱，再者因為它們不能夠很好的嵌入常見的嵌入式操作系統(tǒng)，所以很多應用程序的編寫工作量都非常的大，很多功能都難以實現(xiàn)。
２ 傳統(tǒng)數(shù)字機機頂盒和數(shù)字網(wǎng)絡機盒的比較
數(shù)字電視系統(tǒng)分成數(shù)字電視的發(fā)送,數(shù)字電視的傳輸和數(shù)字電視的接收。數(shù)字電視的發(fā)送主要包括數(shù)字節(jié)目的制作，音視頻編碼，其標準采用MPEG-2標準的MP@ML，其數(shù)據(jù)的壓縮率可達到30~50倍，以便于信息的存儲和傳輸；然后將數(shù)字節(jié)目復用以增加通道傳輸容量；信號調(diào)制，不同的傳輸方式采用不同的調(diào)制方式。信號的傳輸方式有三種形式，衛(wèi)星傳輸，調(diào)制方式采用四相移位鍵控（QPSK）。地面廣播傳輸，其調(diào)制方式采用DMB。有線電纜傳輸方式，其調(diào)制方式采用正交幅度調(diào)制（MQAM）。傳統(tǒng)的數(shù)字機頂盒的邏輯結(jié)構(gòu)如下圖1所示：
圖１ 傳統(tǒng)的數(shù)字機頂盒邏輯結(jié)構(gòu)
本設(shè)計將數(shù)字電視的解復用模塊STi5518和ARM" title="ARM">ARM9核技術(shù)有機的結(jié)合起來，設(shè)計一款基于ARM9和STi5518有線數(shù)字網(wǎng)絡機頂盒。有線數(shù)字機頂盒前端的調(diào)諧器和信道解碼器采用菲利浦公司的TDA8274和TDA10023，解復用器采用STi5518，ARM9核采用三星公司S3C2410A，兩個CPU的數(shù)據(jù)通信采用IDT公司的雙口RAM。其硬件結(jié)構(gòu)如下圖2所示：
圖２ 數(shù)字網(wǎng)絡機頂盒邏輯結(jié)構(gòu)
該數(shù)字網(wǎng)絡機頂盒和傳統(tǒng)的機頂盒相比較,僅多了ARM模塊和雙口RAM模塊,而功能卻大為增加,數(shù)字網(wǎng)絡機頂盒主要的功能是完成數(shù)字電視節(jié)目的接收,將處理好的節(jié)目信號保存到存儲設(shè)備和送到顯示設(shè)備顯示,同時能夠完成與互聯(lián)網(wǎng)的連接。由這樣幾步完成：機頂盒的硅調(diào)諧器接收到射頻信號，下行變換到中頻信號后放大，然后送AD轉(zhuǎn)換器進行模擬量到數(shù)字的轉(zhuǎn)換，再送入解調(diào)器模塊進行解調(diào)，輸出串行或并行的MPEG-２格式的傳輸流（ＴＳ）。這部分的功能主要由菲利浦公司的TDA8274和TDA10023芯片組完成，經(jīng)過該芯片組的調(diào)諧、下變換放大、ＡＤ轉(zhuǎn)換后輸出傳輸流(TS)。
STi5518接收前端送來的傳輸流后，先進行解復用、解擾，MPEG-2音視頻解碼，然后再完成PAL/NTSC&SECAM編碼和VGA轉(zhuǎn)換輸出，送給電視機或CRT顯示，同時支持多種音頻編碼和杜比5.1音頻標準輸出。前端接口支持VCD、DVD、SVCD和CD-DA I2S、串行口，并且支持I2C控制接口。并且通過雙口RAM完成與ARM CPU的通信。
機頂盒的主CPU采用三星公司ARM核S3C2410A，該CPU的工作頻率可達203MHz,集成Flash、SDRAM控制器，硬盤接口、USB接口、I2C控制器、多串行口、互聯(lián)網(wǎng)接口等。其主要功能是對整個數(shù)字網(wǎng)絡機頂盒進行控制，完成與Internet的連接，電視節(jié)目的存儲，完成視頻點播等功能。利用雙口RAM完成與STi5518的數(shù)據(jù)交換，利用I2C完成對前端解調(diào)器的控制。
３ 網(wǎng)絡數(shù)字機頂盒的硬件結(jié)構(gòu)
３.1 數(shù)字網(wǎng)絡機頂盒前端硬件設(shè)計
數(shù)字網(wǎng)絡機頂盒前端功能是完成射頻信號的接收、下變換放大、通道解碼輸出傳輸流（TS）。RF接收器和通道解碼器采用菲利浦公司TDA8274和TDA10023。TDA274是一款功能強大的RF集成電路，嵌入了低噪聲的輸入放大器，并且為處理RF信號提供了一個圖像拋棄混合和向下轉(zhuǎn)換成IF的電路，經(jīng)過濾波后送給通道解碼器TDA10023，完成通道解碼功能。
TDA10023是一款電纜通道解碼器，提供4,16,32,64,128和256正交頻幅解調(diào)功能，具備IF信號輸入接口，通過內(nèi)部10位A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。芯片包括兩個前向糾錯編碼器（FEC）,在DVB-C模式中，使用MPEG-2的同步字節(jié)進行糾錯，能夠糾正８個錯誤字節(jié)，在MCNS模式?jīng)Q策中，使用軟解碼器糾正隨機的通道錯誤，送給TDA10023的IF信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，QAM解調(diào)，前向糾錯、濾波，最后輸出串行/并行傳輸流。