DVB-C机顶盒信源解码器的设计与实现

文章摘要：图2 传输流解复用子系统 解复用后的音视频PES流通过A/V接口进入L64105 MPEG-2解码器进行分组解码。L64105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(Y/C)，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 SC2005集成了高性能的OSG(On-Screen Graphics)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

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图2  传输流解复用子系统

    解复用后的音视频PES流通过A/V接口进入L64105 MPEG-2解码器进行分组解码。L64105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(Y/C)，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
    SC2005集成了高性能的OSG(On-Screen Graphics)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5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NTSC/PAL/SECAM制式的RGB/YPbPr、CVBS或S视频信号给电视机或监视器。

图3  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3所示。用户可以通过此接口实现个人数字录像机PVR(Personal Video Recorder)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TDA8004T智能卡接口和符合IEEE 1149.1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-25接口输入的LVDS信号通过3片DS90C032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。

图4  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LSI Logic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4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SC2005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。应用程序接口层(API)为上层的应用程序提供API函数。

   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。

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