詳解有線電視數字機頂盒的關鍵技術

【中國數字視聽網訊】1.有線電視數字機頂盒的基本原理

有線電視數字機頂盒的基本功能是接收數字電視廣播節目，示意圖如圖1所示，調諧模塊接收射頻信號并下變頻為中頻信號，然后進行A/D轉換變為數字信號，再送入QAM解調模塊進行QAM解調，輸出MPEG傳輸流串行或并行數據。解復用模塊接收MPEG傳輸流，從中抽出一個節目的PES數據，包括視頻PES、音頻PES以及數據PES.解復用模塊中包含一個解擾引擎，可在傳輸流層和PES層對加擾的數據進行解擾，其輸出是已解擾的PES.視頻PES送入視頻解碼模塊，取出MPEG視頻數據，并對MEPG視頻數據進行解碼，然后輸出到PAL/NTSC編碼器，編碼成模擬電視信號，再經視頻輸出電路輸出。音頻PES送入音頻解碼模塊，取出MPEG音頻數據，并對MPEG音頻數據進行解碼，輸出PCM音頻數據到PCM解碼器，PCM解碼器輸出立體聲模擬音頻信號，經音頻輸出電路輸出。

有線電視數字機頂盒的關鍵技術

該機頂盒由以下幾部分組成：數字電視廣播接收前端、MPEG解碼、視音頻和圖形處理、電纜調制解調器、CPU以及存儲器、以及各種接口電路。數字電視廣播接收前端包括調諧器和QAM解調器，該部分可以從射頻信號中解調出MPEG傳輸流；MPEG解碼部分包括解復用、解擾引擎和MPEG解壓縮，其輸出為MPEG視音頻基本流以及數據凈荷。視音頻和圖形處理部分完成視音頻的模擬編碼以及圖形處理功能。電纜調制解調模塊由一個雙向調諧器、下行QAM解調器、上行QPSK/QAM調制器和媒體訪問控制（MAC）模塊組成，該部分實現電纜調制解調的所有功能。CPU與存儲器模塊用來存儲和運行軟件系統，并對各個模塊進行控制。接口電路則提供了豐富的外部接口，包括通用串行接口USB、高速串行接口1394、以太網接口、RS232、視音頻接口等等。

該框圖所描述的有線電視數字機頂盒是一種功能齊全的機頂盒，實際上，在具體實現時，廠商可以根據需要對其進行裁減。

2.實時操作系統

大家對PC的操作系統都比較熟悉，如DOS、Windows98、WindowsNT、Unix、MacOS.與這些操作系統不同，機頂盒中的操作系統不是非常的龐大，但卻要求可以在實時的環境中工作，并能在較小的內存空間中運行。這種操作系統稱為實時操作系統。

目前流行的實時操作系統有WindRiverSystem公司的VxWorks、IntegratedSystemsIncorporated公司的pSOS、Microware公司的DAVIDOS-9、ST公司的OS20、前面介紹的WindowsCE、以及專為機頂盒開發的PowerTV.這些操作系統各有所長，在機頂盒中都有應用。其中VxWorks、pSOS、OS-9、OS20等是通用的實時操作系統，在其他的嵌入式應用中也有廣泛的應用，在機頂盒中，應與下面將要介紹的中間件結合使用。PowerTV是專為機頂盒開發的，將中間件集成在一起的操作系統，在美國應用較廣。另外，隨著Linux的興起，嵌入式的Linux已漸漸成熟。它不僅為機頂盒廠商提供一種選擇，而且由于Linux的開放性和先進的結構，會對現有的實時操作系統構成巨大的威脅。