STB機頂盒上Linux軟件系統(tǒng)解決方案

1、STB 機頂盒上Linux軟件系統(tǒng)解決方案近年來，國內(nèi)巨大的STB潛在市場，吸引了包括芯片廠商、CA廠商、中間件供應商、機頂盒生產(chǎn)廠商等廠家的熱情，圍繞STB的競爭全面展開。 機頂盒是一種專用設備，包括軟件模塊和硬件模塊。軟件模塊包括系統(tǒng)引導程序、嵌入式操作系統(tǒng)和應用軟件。硬件模塊根據(jù)CPU的不同，分為ASIC專用芯片組、多媒體DSP、X86三種。低檔機頂盒一般采用專用芯片組或多媒體DSP，只支持較少的幾種媒體編解碼標準，業(yè)務擴展能力較弱，價格比較低。高檔機頂盒大多基于X86硬件，使用WinCE或Linux操作系統(tǒng)，甚至配有硬盤，與PC機非常相似，業(yè)務功能豐富，當然，價格也不菲。 事實上，隨著

2、IPTV的興起，對機頂盒的性能要求也越來越高，采用X86硬件提升機頂盒的性能已是大勢所趨。但是，在提供更豐富業(yè)務功能的同時，大幅降低機頂盒成本，也是機頂盒技術(shù)發(fā)展的一個必然方向。本文將講述基于兼容X86的STB上Linux軟件系統(tǒng)解決方案，不涉及技術(shù)開發(fā)細節(jié)。主要將從以下方面進行介紹： 一、硬件環(huán)境介紹 二、Bootloader開發(fā) 三、Linux裁減與移植 四、瀏覽器程序選擇 五、JVM移植 六、其它應用程序擴展 七、媒體播放軟件實現(xiàn) 八、VOD實現(xiàn) 九、軟件遠程更新問題 十、小結(jié) 一、硬件環(huán)境介紹 本機頂盒核心部件包括：STPC CPU，2M FLASH，64M DOM和32M RAM。

3、其中FLASH中存放Bootloader代碼，DOM中存放嵌入式Linux操作系統(tǒng)。當然，機頂盒需要一些外圍硬件電路，比如網(wǎng)絡接口、遙控器接口等等。 二、Bootloader開發(fā) Bootloader 是跟底層硬件關(guān)聯(lián)性非常強的一層軟件，也稱為BSP。開發(fā)人員需要相當熟悉硬件結(jié)構(gòu)，一般來說，可以由硬件人員完成，也可以由軟硬件人員共同協(xié)助完成。 Bootloader除了初始化CPU，RAM和基本的串口輸出等功能外，還需要一些擴展功能，比如實現(xiàn)通過網(wǎng)絡接口或者串口燒錄操作系統(tǒng)等。u- boot是一個開源的面向多個目標平臺(ppc, mips, arm, x86)的bootloader，并且功能強大

4、，目前廣泛應用在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，只要根據(jù)硬件平臺做有限的修改，就可以順利實現(xiàn)。本篇不講述u- boot的具體移植過程，移植細節(jié)可參見u-boot在PowerPC 860上的移植一文。 三、嵌入式Linux裁減與移植 嵌入式Linux我們選用Peewee Linux進行裁減，Peewee Linux的介紹和基本配置可參考Embedded Linux 嵌入式系統(tǒng)原理與實務一書。Peewee Linux的裁減僅僅是通過配置界面選擇某些組件，但需要注意的是要保留X窗口，瀏覽器需要X窗口支持才能啟動圖形化瀏覽器。但是，通過Peewee Linux裁減的Linux系統(tǒng)通常比較大，還需要做更進一步的裁減。

5、一般來說一個不帶X窗口的嵌入式Linux可以小到4M，帶有X窗口的Linux也可以在30M以下構(gòu)建出來?？傊脺p后的Linux系統(tǒng)不能過于龐大，否則加上瀏覽器程序極有可能超出DOM的64M空間，需要另加存儲空間，增加成本。 另一方面，在移植Linux到STB上后，由于STB上很多硬件在Linux下缺少驅(qū)動程序支持，不能工作。為此，開發(fā)必要的驅(qū)動程序是必不可少的一步。在Linux下開發(fā)一個驅(qū)動是相當容易的，一是因為Linux驅(qū)動程序的架構(gòu)相對固定，二是有很多的源碼可供參考。難點往往是調(diào)試過程，也更花時間，并且經(jīng)常需要改動某些代碼，同時，驅(qū)動開發(fā)過程中也經(jīng)常需要示波器、邏輯分析儀等設備的幫助。

6、四、瀏覽器程序選擇 (Embedded Mozilla） 在Linux 環(huán)境下有很多開源的瀏覽器，但綜合比較來說，Mozilla功能強大，支持的協(xié)議也相對比較多，圖形界面豐富。其次，Mozilla專門為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)了一個Embedded Mozilla項目，不加裁減的話，編譯結(jié)果大概20M多，用戶可以對其進行裁減，一般來說，裁減到14M左右是很輕而易舉的事。并且該項目是提供源碼的，用戶可以根據(jù)需要定制一些功能，比如用戶界面等等。 具體可以參考主頁： 五、JVM移植 針對目前很多網(wǎng)頁是Java severlet的特點，使得瀏覽器能支持Java語言是一大趨勢，Embedded Mozilla很容

7、易實現(xiàn)對Java的支持，這也是為什么選擇Embedded Mozilla的原因之一。只要以動態(tài)庫的形式注冊sun公司提供的JVM到該STB的系統(tǒng)庫路徑下，并在Embedded Mozilla中設置一下瀏覽器針對Java severlet的plug in功能，即可實現(xiàn)Embedded Mozilla對Java severlet的支持。 JVM下載參考： 六、其它應用開發(fā)擴展（EPG實現(xiàn)及EasySoap使用） 該部分功能主要是為解決STB向PVR/DVR的擴展，當然如此擴展后需要添加大容量存儲設備，以存儲數(shù)據(jù)。EPG是PVR/DVR上不可或缺的軟件之一，預先提供節(jié)目給用戶，用戶通過預定的方式下“

8、訂單”，PVR/DVR根據(jù)用戶的預定情況實現(xiàn)節(jié)目的自動錄制功能。目前EPG功能比較流行的做法是：在 PC機上用Web Service實現(xiàn)服務端，在PVR/DVR上實現(xiàn)客戶端，由于Web Service利用SOAP協(xié)議交互。為此，EasySoap浮出水面，利用該開源項目，可以很方便開發(fā)出Linux上的EPG客戶端，實現(xiàn)與Web Service的交互。 七、媒體播放軟件實現(xiàn) 該功能也可認為是STB的擴展，是PVR/DVR功能的一部分。媒體播放器我們選用功能強大的mplayer，這是Linux下又一個出色的開源軟件，支持格式眾多，包括很多流媒體在內(nèi)，移植mplayer也比較簡單。參見網(wǎng)站： 八、VO

9、D實現(xiàn) VOD 是STB交互功能的增強，因為我們已經(jīng)移植了Embedded Mozilla以及mplayer，VOD功能可以利用這兩個軟件順利實現(xiàn)，需要做的工作只是在Embedded Mozilla中如何判斷當前的連接是一個媒體文件，以判斷是否需要打開mplayer進行播放。 九、軟件遠程更新問題 雖然目前用戶要在STB設備上實現(xiàn)軟件遠程更新的需求并不突出，但軟件遠程更新問題是降低維護費用一個強有力的手段。STB的遠程軟件更新可以采用主動或被動的方式，主動的方式就是由用戶手動去下載最新軟件，實現(xiàn)升級；被動方式就是由STB開發(fā)商根據(jù)STB的信息主動提示用戶更新，類似于window 2000/XP

10、的升級程序。考慮到STB的特殊性，比如升級過程中可能發(fā)生意外，掉線等情況，建議采用由用戶手動去下載軟件進行升級的方式。 具體實現(xiàn)方法是：在STB上開發(fā)專門用于軟件升級的程序，該程序通過HTTP/FTP下載最新應用程序到本地，然后實現(xiàn)STB上軟件的升級。由于系統(tǒng)上空間通常比較緊張，一旦升級失敗，極有可能造成系統(tǒng)不能啟動的情況，解決辦法往往是增加內(nèi)存空間，先備份先前的系統(tǒng)，如果升級成功，再刪除，如果失敗，則恢復先前系統(tǒng)。 十、小結(jié) Linux由于其開源特性、出色的網(wǎng)絡功能和眾多的開源項目支持，正越來越成為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)者關(guān)注的目標之一。相信越來越多的嵌入式開發(fā)者將加入到Linux這個行列中來。 本文提出的僅僅是解決方案，實際開發(fā)中，從硬件設計到軟件開發(fā)是一個相當漫長的過程，軟硬件的協(xié)同設計、硬件的調(diào)試、軟件的開發(fā)、軟件的測試、系統(tǒng)的集成測試等過程都會遇到攔路虎，很多意想不到的問題會時不時地忽然冒出來。 為此，在STB項目開發(fā)中，硬件的設計過程需要具有豐富經(jīng)驗的硬件工程師，以盡量縮短硬件設計與調(diào)試的時