MTC機頂盒產(chǎn)品軟件架構(gòu)介紹 -KangHui

MTC機頂盒軟件架構(gòu)介紹MTC2016.09.09常用術(shù)語解釋模擬電視(ATV,Analogtelevision)是指從電視圖像信號的產(chǎn)生、傳輸、處理到接收機的復(fù)原，整個過程幾乎都是在模擬體制下完成的電視系統(tǒng)或電視設(shè)備。它泛指電視的影像和音頻進行調(diào)頻后播放出來的一個模擬信號,簡單而言,訊息廣播信號表達的是一個在信號的幅度或頻率方面的故意變化的功能。數(shù)字電視（DTV,DigitalTelevision）是一個從節(jié)目采集、制作、傳輸、到用戶端機頂盒都以數(shù)字方式(0和1)處理信號的端到端系統(tǒng)。目前，世界上數(shù)字電視系統(tǒng)有四大標準，即美國的ATSC、歐洲的DVB、日本的ISDB和中國的DTMB數(shù)字電視機頂盒(STB,SetTopBox)是一個連接電視機與外部信號源的設(shè)備。它可以將源信號轉(zhuǎn)成電視內(nèi)容，并在電視機上顯示出來。信號可以來自有線電纜、衛(wèi)星天線、寬帶網(wǎng)絡(luò)以及地面廣播。機頂盒接收的內(nèi)容除了模擬電視可以提供的圖像、聲音之外，更在于能夠接收數(shù)據(jù)內(nèi)容，包括電子節(jié)目指南、因特網(wǎng)網(wǎng)頁、字幕等等。數(shù)字電視機頂盒從狹義上按標準分為美標ATSC機頂盒、ISDB-T機頂盒，數(shù)字衛(wèi)星機頂盒（DVB-S）、歐標數(shù)字地面機頂盒（DVB-T）、國標數(shù)字地面機頂盒（DMB-T）、有線電視數(shù)字機頂盒（DVB-C）。按照功能來分的話，可以分為單向機頂盒、雙向機頂盒、IPTV/OTT機頂盒;

數(shù)字影像廣播標準列表DVB家族（歐洲/亞非）

DVB-S（衛(wèi)星電視）DVB-S2DVB-S2X

DVB-T（數(shù)字電視）DVB-T2

DVB-C（有線電視）DVB-C2

DVB-H（移動電視）DVB-NGH

ATSC家族（北美）

ATSC（數(shù)字電視/有線電視）ATSC2.0ATSC3.0（支持cable和Air傳輸）

ATSC-M/H（移動電視）ISDB家族（日本/南美）

ISDB-S（衛(wèi)星電視）

ISDB-T（數(shù)字電視）1seg（移動電視）

ISDB-C（有線電視）

SBTVD/ISDB-TB（巴西）

DTMB家族（中國(包括香港、澳門)）

DTMB（數(shù)字電視）

CMMB（移動電視）ABS-S（AdvancedBroadcastingSystem-Satellite）

機頂盒分布圖嵌入式系統(tǒng)的定義IEEE（國際電氣和電子工程師協(xié)會）對嵌入式系統(tǒng)的定義：“用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機器和設(shè)備的裝置”（原文為：DevicesUsedtoControl，MonitororAssisttheOperationofEquipment，MachineryorPlants）。這主要是從應(yīng)用對象上加以定義，從中可以看出嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機械等附屬裝置。國內(nèi)普遍認同的嵌入式系統(tǒng)定義為：以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)；嵌入式系統(tǒng)一般指非PC系統(tǒng)，它包括硬件和軟件兩部分.

硬件包括處理器／微處理器、存儲器及外設(shè)器件和I／O端口、圖形控制器等.

軟件部分主要是：嵌入式操作系統(tǒng)以及應(yīng)用程序編程機頂盒硬件機頂盒是一個嵌入式系統(tǒng)，一般由嵌入式微處理器（片上系統(tǒng)，SystemOnChip）、存儲器（SDRAM、ROM、Flash等）、高頻頭、回傳通道（Modem或網(wǎng)卡）、CA（ConditionalAccess）/CI（CommonInterface）接口，輸出接口及顯示控制等幾大部分構(gòu)成；嵌入式微處理器有各種不同的體系，即使在同一體系中也可能具有不同的時鐘頻率和數(shù)據(jù)總線寬度，或集成了不同的外設(shè)和接口。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全世界嵌入式微處理器已經(jīng)超過1000多種，體系結(jié)構(gòu)有30多個系列，其中主流的體系有ARM、MIPS、PowerPC、X86等。但與全球PC市場不同的是，沒有一種嵌入式微處理器可以主導(dǎo)市場，僅以32位的產(chǎn)品而言，就有100種以上的嵌入式微處理器。嵌入式微處理器的選擇是根據(jù)具體的應(yīng)用而決定的；機頂盒軟件結(jié)構(gòu)圖DVB產(chǎn)品軟件的基本層次機頂盒軟件電視數(shù)字化后，數(shù)字電視技術(shù)中軟件技術(shù)占有更為重要的位置。除了音視頻的解碼由硬件實現(xiàn)外，包括電視內(nèi)容的重現(xiàn)、人機操作界面的實現(xiàn)、數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)的實現(xiàn)，直至機頂盒和個人計算機的互聯(lián)以及和Internet的互聯(lián)都需要由軟件來實現(xiàn)，按層次劃分大體由以下基層組成：硬件(Mstar,Novatek,Broadcom)驅(qū)動層(Flash,DDR,Tuner,Demux,FrontPanel,usb,ir)嵌入式實時多操作系統(tǒng)（RTOS）；中間件(1.對任務(wù)驅(qū)動層的封裝2.利用驅(qū)動層做一些后臺的服務(wù)3.提供應(yīng)用層的接口)；上層應(yīng)用軟件(菜單，EPG，游戲，數(shù)據(jù)廣播,天氣，股票)硬件驅(qū)動層軟件驅(qū)動程序驅(qū)動硬件功能，如射頻解調(diào)器（高頻頭）、傳輸解復(fù)用器、A/V解碼器、OSD圖形引擎、視頻編碼器，F(xiàn)lash驅(qū)動，遙控信號接收，面板顯示驅(qū)動等。芯片方案商一般會提供硬件抽象層（HardwareAbstractLayer，HAL）或板級支持包（BoardSupportPackage，BSP）等底層軟件；一般不需要應(yīng)用商自己開發(fā)；嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)嵌入式RTOS（Real-timeoperatingsystem）作用與PC機上的Windows相似，但它不裝在硬盤中，它系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，功能相對簡單，資源開銷較小，便于固化在存儲器中。目前較常用的嵌入式機頂盒RTOS有NucleusPLUS，eCos，Linux等；典型的嵌入式程序在程序指針復(fù)位后，首先進行堆棧、中斷、中斷向量、定時器、串行口等接口設(shè)置、初始化數(shù)據(jù)存儲區(qū)，然后就來到了一個監(jiān)測、等待或空循環(huán)，在這個循環(huán)中，MCU可以監(jiān)視外設(shè)、響應(yīng)中斷或用戶輸入。它可以看作是一個內(nèi)核，相當于C語言中的主函數(shù)。RTOS就是這樣的一個標準內(nèi)核，包括加載和初始化與硬件無關(guān)的設(shè)備驅(qū)動程序，建立系統(tǒng)內(nèi)存區(qū)，加載并初始化其他系統(tǒng)軟件模塊，如網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、文件系統(tǒng)等，并調(diào)度這些模塊任務(wù)。最后創(chuàng)建應(yīng)用程序環(huán)境，并將控制權(quán)交給應(yīng)用程序的入口。它建立在硬件系統(tǒng)之上，用戶的一切開發(fā)工作都進行于其上；中間件軟件中間件是一種將應(yīng)用程序與底層的操作系統(tǒng)、硬件驅(qū)動隔離開來的軟件環(huán)境，它通常由各種虛擬機（如HTML虛擬機、JavaScript虛擬機、Java虛擬機、MHEG-5虛擬機等）或成熟的商用中間件產(chǎn)品（如Opentv的EN2、Liberate的TVNavigatorforDTV、Enreach的EnreachTVforDTV、Canel+的Mediahighway和Intellibyte的IBEPG、IBSIManager、IBBrowser等)或網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、圖像與多媒體模塊等組成。但彼此兼容性并不好，標準組織已經(jīng)著手建立公開的中間件標準）。機頂盒軟件中間件的核心層模塊包括GDI模塊、SI模塊、文件系統(tǒng)模塊、AV模塊、瀏覽器模塊、系統(tǒng)模塊等。它不僅能夠為應(yīng)用層提供與業(yè)務(wù)無關(guān)的應(yīng)用軟件接口，而且能夠屏蔽掉上層軟件模塊對硬件的依賴性，構(gòu)建一個軟件平臺適配層。

MTC中間件開發(fā)av：音視頻顯示及回放的控制，logo顯示，根據(jù)幅形比設(shè)置的SCART電壓控制；db：系統(tǒng)設(shè)置及節(jié)目數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)；demux：section數(shù)據(jù)的過濾，需要任務(wù)處理各個filter的狀態(tài)；dm：系統(tǒng)設(shè)置及節(jié)目數(shù)據(jù)庫的存取、更新和管理；dsc：加密數(shù)據(jù)的解擾；eit：EPG信息的收集，存儲，需要背景處理當前臺和其它臺；flash：SPI、parallel串并行Flash統(tǒng)一的對外接口；frontend：處理鎖臺，換臺，鎖臺是否正常，監(jiān)測Nim狀態(tài)；io：GPIO口的控制；language；audio/subtitle/teletext的設(shè)置；mediaplayer:媒體文件播放控制；MTC中間件開發(fā)（續(xù)）parentalcontrol：播放級別控制；platform：平臺的初始化；si:PSI/SI的解析，PAT、PMT，TOT、TDT等實時監(jiān)測是否有更新;scan：手動，自動搜臺的實現(xiàn);section：節(jié)目流數(shù)據(jù)的解析過濾準備；sm:節(jié)目播放流程控制；smartcard：CA，CI卡的控制；subtitle：字幕數(shù)據(jù)的準備，解碼顯示；system:包括系統(tǒng)初始化，電源管理，系統(tǒng)時間設(shè)置，更新;teletext:圖文數(shù)據(jù)的準備，解碼顯示;上層應(yīng)用軟件執(zhí)行服務(wù)商提供的各種服務(wù)功能，如：應(yīng)用程序管理、用戶交互操作的應(yīng)用和管理、人機界面菜單設(shè)置、電子節(jié)目指南、頻道列表管理、喜愛節(jié)目管理、定時啟動管理，多媒體菜單管理、PVR視頻錄制、視頻點播、電子郵件、Web瀏覽、即時信息、電視商務(wù)、可視電話、股票信息瀏覽、游戲、萬年歷等。上層應(yīng)用軟件獨立于機頂盒的硬件，它可以用于各種機頂盒硬件平臺，消除應(yīng)用軟件對硬件的依賴；軟件功能簡述運行狀態(tài)管理：運行、關(guān)機、待機（包括待機電源管理，低功耗，待機遙控鍵響應(yīng)，定時開機啟動）；節(jié)目播放：主要音視頻播放暫停停止、刻錄回放；節(jié)目管理：節(jié)目列表管理，屬性設(shè)定（喜愛，加鎖，跳過，刪除，修改）；預(yù)定管理：包括節(jié)目預(yù)定，定時管理；EPG收集、組織、處理、顯示及實時監(jiān)控刷新；密碼修改、啟用、停用；軟件功能簡述（續(xù)）OSD、字幕、圖文、聲音語言及聲道選擇；信號強度、質(zhì)量監(jiān)控；視頻輸出格式，幅形比設(shè)置；收音機數(shù)據(jù)廣播接收；集成前端要求的CA，實現(xiàn)解擾；向所有模塊提供系統(tǒng)時鐘；各種UI菜單界面設(shè)計；軟件更新：串口、USB、OTA升級，解決問題或升級新客戶需求；機頂盒軟件升級機頂盒軟件按升級又分為bootloader和application應(yīng)用程序；一般升級至只需要升級應(yīng)用程序即可；bootloader一般是STB的啟動程序，最后會啟動application，一般比較小，可以有簡單的OS和界面，也可以沒有?？梢愿聭?yīng)用程序；OTA(OverTheAir)空中升級是指用戶終端可以直接通過信號通道的接收下載方式，在機頂盒上進行創(chuàng)建和安裝更新軟件。軟件的基本業(yè)務(wù)流程1.節(jié)目搜索的基本流程2.切換節(jié)目的主要流程3.待機和恢復(fù)待機的流程4.EPG業(yè)務(wù)的流程節(jié)目搜索的基本流程切換節(jié)目的主要流程從開機狀態(tài)到待機狀態(tài)流程從待機狀態(tài)到開機狀態(tài)流程EPG業(yè)務(wù)的流程STB產(chǎn)品軟件中重要的數(shù)據(jù)1〉要存儲到Flash的數(shù)據(jù)類型2〉在內(nèi)存中重要的動態(tài)數(shù)據(jù)要存儲到Flash的數(shù)據(jù)類型1〉頻道數(shù)據(jù)

2〉節(jié)目數(shù)據(jù)

3〉系統(tǒng)數(shù)據(jù)

要存儲到Flash的數(shù)據(jù)類型頻道數(shù)據(jù) 1.頻道的頻率

2.頻道的符號率(symbolrate) 3.頻道的序號 4.其他信息要存儲到Flash的數(shù)據(jù)類型節(jié)目主要數(shù)據(jù) 1.ServiceID

2.視頻PID 3.音頻PID 4.PCRPID 5.節(jié)目名稱 6.節(jié)目的序號要存儲到Flash的數(shù)據(jù)類型系統(tǒng)主要數(shù)據(jù) 1.電視節(jié)目的音量

2.節(jié)目的最大數(shù)量 3.當前的節(jié)目 4.當前的菜單語言 5.開機時的節(jié)目 ………..在內(nèi)存中重要的動態(tài)數(shù)據(jù)在內(nèi)存中重要的動態(tài)數(shù)據(jù)1〉節(jié)目信息數(shù)據(jù)

2〉節(jié)目信息表(PMT)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3〉PAT信息的數(shù)據(jù)4〉ES信息的數(shù)據(jù)

5〉SDT信