解扰电路之电路设计论文

2022-04-23

想必大家在写论文的时候都会遇到烦恼,小编特意整理了一些《解扰电路之电路设计论文(精选3篇)》相关资料,欢迎阅读![摘要]本文从机顶盒的硬软件结构出发,就其硬件选择、菜单结构的规划、遥控器的选择及功能测试、性能测试和功能创新话题谈了自己的看法和观点。[关键词]增强型机顶盒菜单结构学习型遥控器“十一五”期间,全国数字电视推广工作正全面展开,作为有线数字电视系统用户终端接收设备的机顶盒,在整转战略中的关键性作用勿庸置疑。

解扰电路之电路设计论文 篇1:

浅析有线电视标清机顶盒技术的应用

【摘 要】数字电视技术不断发展和其他各项技术不断进步的过程中,有线广播电视网正朝着数字化、网络化以及产业化的方向发展,并且慢慢形成了有线电视网,最终建设成能够支持多媒体技术与各种复杂应用宽带综合信息网。数字机顶盒是有线电视网络的核心设备,文中主要介绍了有线电视的主要组成与技术应用和标清机顶盒技术的一般应用原理。

【关键词】有线电视 标清机顶盒 数字

一、引言

机顶盒也被叫做STB(SET TV BOX),从宏观层面分析,其能够和电视机连接的所有网络终端设备都被叫做机顶盒,比如有线电视网络的模拟频道解扰器、模拟频道增补器和数字地面接收机等等都被叫做是机顶盒。从微观层面上分析,则能够将模拟设备以外的依照主要功能,分成上网机顶盒、数字卫星机顶盒、数字地面机顶盒和有线电视数字机顶盒等。但是因为当下我国的电视网络还是集中在有线电视网络上,因此本次研究中重点分析的是有线电视数字机顶盒。

二、标清机顶盒

数字电视机顶盒最基本的一项功能便是接收前端广播发出的数字电视广播节目信号,并兼具电视互动与多媒体功能。标清机顶盒解读的为标清机顶盒信号,其输出方式一般选择S端子与复合视频(CVBS)。

机顶盒最主要的一项功能是接收数字电视传播信号,能够为用户提供一个方便的观看平台,使用便利、界面优雅,有各种想看的节目都能够快速的借助通道方式实现[1]。有线电视的用户能够通过机顶盒观看到很多频道的节目,特别是能够看到将要上映的节目。机顶盒原理框架图如下所示。

三、有线电视

有线电视是借助宽带与同轴电缆将多个频道的视频信号输送到每一个有线电视用户使用的单方向通信系统。其将同轴电缆当成是传播的平台直接把电视、广播等传输到有线电视的用户电视上而使用的一种系统。其在全世界范围内都有较广泛的用户群,已经属于一个十分使用范围十分广泛的应用系统。可是目前仍旧有一些地区因为发达程度不足以实现普遍应用。有线电视和无线广播的传播原理是一样的,各个频道都能够借助差异较大的频率让彼此间不会有影响效果的电缆中完成被传递的效果[2]。

有线电视的用户需要依照节目额的内容与数量每个月支付一定的费用观看,有线电视是借助机顶盒技术让每个使用者都能够自主的选择自己想看的电视节目,因此机顶盒技术的应用对于有线电视而言是十分必要的。

四、标清机顶盒技术使用在有线电视中的应用

标清机顶盒在和有线电视连接的过程中,最主要的用处就是接收电视或者广播节目信号,其将接收到的频率调整为中频信号之后经过A/D把接收到的所有频率变更为数字信号。之后开展QAM解调,对数据做输出或串行。之后完成解码,并经过电路方式进行输出。机顶盒在有线电视中的组成主要包含了以下几方面的内容:解码、音视频、各种图片、处理、电缆调制解调器以及中央处理器等。有线电视的数字机顶盒技术属于一项对技术含量极高要求的技术,其能够同时将多媒体技术、电脑、通信技术的等技术的先进性体现出来。有线电视中标清机顶盒主要的应用包含了以下几方面的内容:

(一)实时操作系统。因为机顶盒虽然是一个不算强大的操作系统,可是因为其是在实时运行环境中运行。同时其运行不需要较大的内存。实时系统就是因为存在这样的优势才被大家广泛应用。在当代用户中使用最多的实时系统主要有power TV、OS20、Window所CE等。这些系统虽然个个都很先进,可是每个独立的系统的优势也是不一样的,有些是通用的,简单的说就是其在其他系统上也能够有较普遍性的应用。

(二)中间件。中间件操作系统,其可以把各个应用程序与底层操作系统和硬件机器分开的软件构成一个整体环境。中间件主要的构成是多个虚拟机器,硬件供应平台与软件组成的系统一同构成了一个相对完整的机顶盒。一个完整的机顶盒分成了4个等级,分别是底层、应用软件、中间件与各种硬件平台等。

(三)加解扰技术。这属于对有线电视能够享有的一项数字转换节目而使用的加锁、解锁技术。截止目前为止,有两种使用标准,分别是Simul Crypt和Multi Crypt[3]。加扰原理主要是将复用国的TS与加扰序列叠加,这个数列能够生成例如控制发生器,简单的说就是能够对字做控制确定。

(四)电缆调制解调器。人们现如今已经对电缆调制解调器有较深入的研究,现在也已经实现了被国际组织认可的标准。在各种标准中,使用的最早的一项是DOCSIS。现如今,和这个标准相符合的调制解调器已经在欧美等国大量上市。

五、结语

目前人们已经不再局限于有线电视了,其已经被人们当成是网络终端使用了,其不仅能够让模拟电视机接入互联网,还能够让有线用户观看节目,同时享有数据、网络等各个方面所提供的服务,可是目前还有很多人单纯的认为机顶盒只能够让电视上网。社会不断发展进步的过程中,机顶盒的制造成本也在慢慢的减少,也就是说能够让大部分的用户借助家中的电视开展各种娱乐活动,还能够进行网页浏览等娱乐活动。我国目前有线电视已经普及到大部分地区,未来人们的生活必然会变得更加的生动多彩。

参考文献:

[1]余超群.基于STi7167的有线高清数字电视机顶盒硬件电路设计与实现[D].山东大学,2012.

[2]陈志杰.高清有线机顶盒软件安全可靠升级的实现[D].浙江师范大学.2013.

[3]刘菊琴.浅析有线电视网络中数字电视技术的应用与发展[J].科学之友.2013,09(15):148+150.

作者简介:

段志萍,河南省焦作孟州市人,工作单位:孟州市文化广电新闻出版局。

作者:段志萍  杨晓

解扰电路之电路设计论文 篇2:

增强型机顶盒的选型要点及创新设想

[摘要]本文从机顶盒的硬软件结构出发,就其硬件选择、菜单结构的规划、遥控器的选择及功能测试、性能测试和功能创新话题谈了自己的看法和观点。

[关键词]增强型机顶盒 菜单结构 学习型遥控器

“十一五”期间,全国数字电视推广工作正全面展开,作为有线数字电视系统用户终端接收设备的机顶盒,在整转战略中的关键性作用勿庸置疑。整转采用的多为按照广电总局《有线电视机顶盒和遥控器功能实施指导意见》定义的第一类机顶盒(另增加数据广播和准视频点播功能),本文称为增强型机顶盒(以下简称STB)。如何选择STB,是摆在每个运营商面前的大事。由于STB结构复杂,功能强大,故其选型流程较为复杂。本文从STB的基本结构出发,就其选型要点及创新功能与业界同仁展开探讨。

STB的基本结构

STB是电视技术与计算机技术的融合性产品,其由硬件和软件组成。

1.STB的硬件结构

STB一般由高频头,调谐器、主芯片、内存、CA(条件接收)接口及视音频输出等几大部分。

主芯片集成了CPU和图形管理器,可以运行各种软件完成诸多任务,如解复用、解扰、解码、网页浏览等功能。

STB的内存主要FLASHROM(简称FLASH)、SDRAM和EEPROM。FLASH用来存储STB的系统软件、驱动软件、应用程序及一些用户信息,在系统断电时其内容仍可保留。SDRAM存储器分为两部分,一部分作为CPU的内存,用于STB软件的运行,称为系统SDRAM;另一部分用于解码器存储中间数据,称为解码SDRAM。EEPROM存储器用于读取一些数据量小但需经常读写的数据,如当前节目信息及节目的音量信息等。

2.STB的软件结构

STB的软件主要分为可三层:应用层、中间解释层及驱动层,每一层均包含了诸多的程序或接口。

(1)驱动层:包括机顶盒硬件的驱动程序及API(应用编程接口),主要用于完成对硬件设备的操作。

(2)中间解释层:将STB的应用程序指令翻译成CPU能识别的指令,从而通过驱动层去调动硬件设备完成相应的操作。该层包括嵌入式操作系统、CA驻留软件等。

(3)应用层:包括驻留应用程序及可下载应用程序。不同的STB软件设计理念使这两部分包含的应用程序也不尽相同。

STB选型的前期规划

1.确定硬件配置

STB是一种高度集成化的科技产品,其主要硬件的选择包括高频头、主芯片、内存等,目标是要达到最高性价比及最佳业务扩容。增强型机顶盒要支持数据广播功能,故配置不能太低。

(1)高频头的选择

高频头与STB的网络适应能力密切相关,目前机顶盒使用的高频头主要有PHILIPS、LG、TOMSON、国芯等几家,某些高频头抗干扰性能较差,不太适应我国国情。笔者建议采用抗干扰性能较强的产品。

(2)主芯片的选择

主芯片的核心为CPU,故主芯片的性能取决于CPU的性能,而CPU的主频决定了CPU的性能,主频越高CPU的性能越高,主芯片的性能越高。

CPU的速度与运行其上的业务系统有着必然联系,如果需要在一个STB中运行HTML浏览器,对CPU的最低要求为每秒种发送100万条指令。笔者建议采用ST QAMi5516的主芯片,因该芯片的主频大于150MHz,可满足浏览数据广播的一般要求。

(3)内存的选择

STB的功能越强大,其内存容量要求越大。

FLASH的选择:一般情况下,STB的视音频解码系统驱动程序约占1.5—2MB FLASH空间,STB菜单约占几十K—几MB空间,数据广播约占4MB空间,CA、Loader约占1MB空间。故笔者建议选选择8MBFLASH。

SDRAM的选择:通常情况下,信号解调占1MB SDRAM空间,视音频解码及系统驱动程序约占6—8MB空间,机顶盒菜单占用的空间为几百K—几MB,数据广播一般占用的空间为6—8MB以上。故笔者建议选择24MBSDRAM。

EEPROM的选择:事实上,STB仅有菜单占用8—32KB空间,故笔者建议EEPROM应不小于16KB。

2.菜单结构的规划

为实现STB的诸多功能,需建立人机交互的显示结构,这种显示结构被称为菜单。由于STB功能强大,有基于业务的,有基于设置的,有基于查询的,因此运营商应对其菜单结构进行合理设计,以达到文字前后一致,易懂、易记、逻辑清晰、易操作的结果。一般说来,菜单以不超过三级为宜。

(1)确定STB的业务及接收、设置与查询功能

增强型STB的一般业务与(接收、设置与查询)功能如下:

A.业务(假定用户开展了以下业务)

a.接收数字视频广播节目。

b.接收NVOD节目。

c.接收数据广播节目(政务信息、股票信息和生活资讯)

d.接收电子邮件、电视彩信。

B.功能

a.支持EPG(电子节目指南)的接收与显示。

b.机内自带游戏。

c.支持父母锁设置、开关机设置、菜单显示设置。

d.能实现对节目顺序进行重排、节目删除、节目加锁和喜好节目设置等编辑功能。

e.支持根据NIT表的快速自动搜索、手工搜索和全频道搜索三种方式。

f.能正确显示节目信息(如当前节目的相关频点、视音频及PCR的PID、Severs ID,当前节目的实时信号电平(dBuV)、载噪比(dB)、误码率xxExx等。

g.能正确显示STB和有关加解密信息,如显示机顶盒软硬件版本号、序列号,CA厂家标识号和版本号,智能卡发行商、卡有效期等、授权信息、机卡绑定、字母卡绑定等。

h.能设置EPG、NVOD、股票、数据广播对应的频点。

i.能进行制式、声道、画面比例等视音频设置。

j.能通过设置将STB恢复为出厂设置。

(2)绘制菜单树

绘菜单树时,首先要确定主菜单的项目,原则是通过归类合并,使主菜单各模块包括所有功能。主菜单以不超过6个模块为宜(兼顾美观),按电视类、数据类、信箱/广播类顺序囊括所有业务,将游戏与信箱合并为一类,将剩余功能合并到“导视与设置维护”项,使“导视与设置维护”成为主菜单的最后一个模块。

其中,“导视与设置维护”项包括4个二级菜单项:节目指南、用户设置、节目搜索、维护信息。将需用户操作的项目(如父母锁设置、开关机设置、菜单显示设置、节目列表设置)归并到“用户设置”项,将主要由维护人员操作的信息项或设置项置归并到“维护信息”项。节目搜索除维护人员使用外,用户

也会用到,因此其与用户设置和维护信息并列为二级菜单项。笔者建议的三级菜单结构树。

(3)菜单项的显示

笔者以为,开机即进入主菜单(一级菜单)的整屏模块界面方式应为首选。

整屏主菜单由6个模块组成,用户按遥控器的6个数字键即可分别进入各模块选项。二、三级菜单的显示不作具体要求。

(4)遥控器的选择

STB的功能是靠遥控器的指令来实现的。笔者建议采用学习型遥控器。学习型遥控器是将电视机遥控器上与STB使用相关的常用功能键(如声音+/-、频道+/-、TV/AV、电源)的编码复制(学习)到学习型遥控器相应键上,使得学习型遥控器在STB的基础上又同时控制电视机的常用功能键(如声音+/-、频道+/-、TV/AV、电源)。

在遥控器的各按键功能方面,笔者建议:

A.应设置进入主菜单各功能项的快捷键。

B.遥控器上应标明运营商标识。

C.按键要方便使用,不能过小,部分常用按键可以用荧光材料,方便夜间使用。

STB的后期测试

1.功能测试

对STB的测试内容很大一部分是功能的直观测试,即运营商根据前期规划要求对STB功能进行逐一测试。主要测试菜单显示和遥控器与STB的交互情况。

2.性能测试

一般情况下,用户将STB看作是一件高档的家用电器,十分爱惜。如果STB性能不稳定,经常出问题,会使用户对数字电视产生抵触情绪。所以在STB的选择上一定要对其图声质量、整机稳定性、网络适应能力等诸多因素进行细致的考证和严格的测试。

(1)图像质量

本文讨论的STB为标准清晰度的机顶盒,其图像质量应达到DVD效果。但根据国家广电总局近5年对STB视频输出口检测的结果表明,视频输出幅度、视频幅频特性、色亮时延差、色亮增益差、K系数和视频信噪比等指标为常见的不合格项。这些指标不合格可对图像清晰度造成一定的影响,如高频头中的器件质量问题或视频电路中的设计问题。上述的视频输出不合格项目,有些在节目主观评价中即可明显察觉出来,有些则必须借助测试仪器。目前主流的测试仪器,如VM-700视频综合测试仪等能进行自动测试。由于相当一部分STB机壳带电(电源设计原因),致使视频输出混有大幅度低频交流成分,所以需对被测STB电源作1:1隔离后测试。笔者所在单位荆州视信网络公司采用成都新泰克公司的SZC8202视频综合测试仪,对创维5800型STB作视频指标测试,就是采用此方法,效果良好。

(2)声音质量

国家广电总局检测的STB性能指标表明,节目音量忽高忽低为声音质量的最大问题,其主要是音频电路设计的器件有问题所致。此问题也属整机性能稳定性问题。

(3)整机稳定性

在数字电视推广过程中,由于STB的销售(或赠送)数量巨大,所以其整机稳定性的高低将直接影响运营商的工作进度和数字电视转换工作,加之STB功能强大,故整机性能较难稳定。故笔者建议对STB的稳定性要单独立项测试。测试内容有:

a.硬件的稳定性:如使待测STB长时间(如24小时)工作在恶劣环境中(如35—40度高温),以考察硬件的热稳定性;其次需考察硬件操作的稳定性,如反复开关机,快速插拔智能卡,反复插拔输入插头即视音频输出插头等。

b.软件的稳定性如模拟用户使用时可能出现的各种误操作,以考察软件的稳定性。

(4)遥控器的品质

遥控器是用户与STB进行人机交互的输入工具,是用户获得对STB基本操作功能的最重要工具。笔者认为首先要考察遥控器的有效操作距离,要求至少10米,有效操作角度为接收器垂直中心线正负30度,否则视为不合格产品;其次是考察其抗震性,即将其扔出几米远,再测量其遥控性能。

(5)网络的适应能力

STB的网络适应能力,是指其在环境较差或质量较差的有线电视网络中,图像和声音的还原能力。这是现阶段运营商考察STB性能的重要要求。目前尚无技术标准,主要是通过对比、测试加以衡量。笔者主要通过在实验室模拟环境中相同电平下的门限MER值作为衡量网络适应能力的标准。

在实测中,调整衰减器1,使用放大器分别在过载和欠载时,用MER测试仪器分别测出STB1、STB2、STB3的门限MER。测量过程中,每个STB的电平均相等(如为50dBuV)。本实验应注意分配器至各STB的接头接触良好、线长相等,空分配器接口用75欧姆电阻终接。

(6)STB的响应时间

STB的响应时间是STB的重要指标,它直接体现了软件优化的好坏。根据用户的忍受力,不同频道节目切换时间应小于2.5秒(切换时不出现黑频、画面不抖动、无马赛克),频道内节目切换时间应小于2秒,STB从加电到进入服务的时间应小于20秒。另外,应比较不同STB的节目搜索时间、授权信息响应时间、智能卡解扰时间、OSD屏显响应时间、邮件响应时间、进人数据广播主页时间、数据广播翻页时间、进入NVOD主菜单时间及进入NVOD节目的时间。

(7)内部工艺

内部工艺反映了STB厂商的研发和生产能力。近两年,由于有线数字电视市场巨大,瞄准这块蛋糕的供应商蜂拥而至,STB供应商的成分十分复杂,有的供应商为了抢占市场,采取了各种商业措施。有的贴牌,有的买方案,有的外包加工,造成恶性竞争。因此对内部工艺加以要求并严格控制显得较为重要。如要求机器内所有的印制电路板均应防腐蚀、不允许有飞线,插拔应灵活可靠,并装有锁定装置,同一品种的电路板应具有完全的互换性。另外,STB应留有足够的空间散热。

STB选型的创新功能设想

STB是深入千家万户的家用电器,同时随着整体转换工作的不断深入,向用户推广第二、第三台STB成为重要话题。如何推?是摆在广大有线电视工作者面前的大事。笔者以为,除了加强内容服务外,还应该在功能上加一些创新,以适应不同需求的用户,如给STB增设“单独听”功能,就是一种切实可行的创新设想。以下是理由和实现方法。

“单独听”,即只听声音,不看图像,比如,对于某个电视节目(如音乐会),用户可能认为只听伴音即可,没有必要看图像。这样带单独听功能的电视机就产生了,即设计线路关断图像显示通道,使电视机只发声,以节省能耗。目前创维的21T68A纯平彩电和采用3P30、3P40、3P50机芯的电视机设置了此功能。受此启发,某些音响发烧友也为自己的VCD加装了功放电路(含喇叭),以实现无专用放大器情况下的“单独听”。

众所周知,STB音频输出接近CD音质。如果能给其加装功放电路(含喇叭),使其具有“单独听”功能,则必然增加卖点,促进STB(尤其使家中第二、第三台STB)的推广。

“单独听”开关、1W立体声功放电路、喇叭、立体声耳机插座均为新增器件。“单独听”听开关闭合时,音频信号从左右声道输出插座输出。开关断开时,喇叭单独发声;如果此时用立体声耳机输入,则立体声耳机单独发声,用户只需关闭电视机电源即可实现“单独听”。笔者建议“单独听”开关和立体声耳机插座应置于STB面板前方;将1W功放电路与电源板做在一起,喇叭位于STB侧面。由于功放功率较小,故功放电源直接通过通过原机电源取电,而原机电源不需加大功率。

结论

STB选型是贯穿于数字电视平移的重要工作。作为有线电视运营商,要真正站到用户的角度来考虑问题,充分考虑用户的使用习惯和用户的需求,做到对用户“体贴入微”,那数字电视的发展就少一些责难和怀疑,并真正赢得用户。

作者:马成彬 胡晓东 苏登攀

解扰电路之电路设计论文 篇3:

DTMB车载数字电视终端与实现

摘要:本文介绍了一个用凌讯科技国标解调芯片和海尔“爱国者Ⅱ号”解码芯片实现的地面传输数字电视车载终端的解决方案。该方案符合地面传输数字电视国家标准GB20600-2006,并结合车载电视的特点,对软硬件体系结构进行了科学的设计,对实际系统测试表明,该方案具有良好的人机交互功能和优越的接收性能。

关键词:DTMB车载数字电视;调制解调;MPEG-2解码

引言

中国的地面传输数字电视国家标准(《GB20600-2006数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》,以下简称DTMB)自从2006年8月公布以来,已经在国内许多城市开始了试验播出。地面数字电视能够很好地支持移动接收,车载电视的市场发展潜力非常巨大。由于DTMB融合了多载波与单载波两种模式,为了更大范围地适用于国内用户的需求,市场迫切需要能够支持上述两种载波模式的车载数字电视终端方案。 本文介绍了一个基于DTMB的车载数字电视解决方案。为满足市场对全国标支持及低成本的需求,信源解码部分使用了北京海尔集成电路设计有限公司开发的“爱国者Ⅱ号”Hi2016解码芯片,信源解调部分使用了北京凌讯华业科技有限公司研制的LGS-8G42解调芯片。该方案具有很强的适用性和很高的性价比,相信会对加快中国数字电视产业的发展起到很好的推动作用。

DTMB简介

TMB是一种具有我国自主知识产权的地面数字电视传输标准。根据地面数字多媒体电视广播的服务需求、传输条件和信道特征,DTMB传输系统采用了创新的TDS-OFDM(时域同步正交频分复用)调制方式。使用特殊设计的PN序列作为同步信号填充OFDM保护间隔,实现了快速稳健的同步和高效的信道估计,提高了频谱效率。在抗多信道噪声、多径、多普勒衰落、时钟恢复、传输效率等方面优于其它地面数字电视传输国际标准,具备良好的性能。DTMB高度灵活的操作模式,使其具有很强的移动接受能力。

系统硬件设计

硬件电路主要由MPEG-2解码模块、解调模块、视频显示模块和音频处理模块等四部分组成。系统硬件原理框图如图2所示。

DTMB使用的高频头与DVB-T系统的高频头有很大程度的兼容性,许多支持DVB-T的高频头可以在DTMB的接收终端中使用。本方案选用高频头的是深圳伯利恒电子科技有限公司的BLH-DBT-702,其接收频率范围为V段(162MHz~444MHz)和HU段(448MHz~862MHz),输出中频信号36.167MHz,其优点是:体积小,较低的本地相位和噪声,内置的DC/DC模块使得外部只需单一5V供电;通过12C总线设置内部寄存器可完成频带选择和控制。高频头将天线接收的广播信号通过内部增益等电路变换,输出IF模拟信号,经外围A/D变换电路转换为中频数字信号,送入信道解调芯片。

信道解调芯片选用的是凌汛科技的LGS-8G42。该芯片支持单载波和多载波两种模式,通过对相关寄存器状态的侦测,完成单载波和多载波模式的判断及控制,全面支持DTMB标准,适用于户内、户外、固定及移动接收的电视终端,是适用于车载电视的理想芯片。LGS-8G42芯片接收数字IF信号,然后将其转换成基带信号,经过必要的信道解调及前向纠错解码等处理以后,输出并行或串行的TS流(Transport Stream)数据,同时利用芯片内部自动增益控制模块输出的信号来控制高频头内部中频放大器的增益,使输出中频信号的功率处在某一特定的范围内。

信源解码芯片选用的是海尔Hi2016,该芯片内部集成了高性能的CPU和音视频解码器,完成TS流的解扰、解复用及MPEG一2音视频解码,同时负责控制上层应用软件。Hi2016的视频输出支持CVBS、S-VIDEO、YPbPr、YCbCr等多种模式,设计中采用了YCbCr、4:2:2模式,YUV输出8bit精度,符合ITU-656标准,可连接液晶显示屏驱动电路的ITU-656接口。Hi2016的音频解码器支持音频PCM数据输出,通过外加音频A/D转换芯片HT82V731将数字音频信号转换为模拟信号,再经过放大电路驱动车载电视自带的小音箱。为了便于能够利用车内音响设备得到更好的音响效果,在本方案中内置了立体声FM射频输出电路,用户可选择启动该功能,通过车载FM收音机接收电视伴音。

LCD驱动电路中采用了芯片MST720,它内置有MCU、TCON、Scaling Engine、ITU-656接口,实现了与解码芯片视频输出的对接。考虑到车载电视的尺寸与合适的性能价格比,液晶屏选用了7英寸模拟屏。

面板操作与红外遥控采用了液晶驱动芯片主控的方式。MST720接收的红外信号分为两类,一类是对LCD的控制信号,另一类是对Hi2016的控制信号。当红外信号为后者时,则采用MST720的GPIO端口进行模拟,然后送入Hi2016的红外数据采集接口,完成数字电视相关操作。

系统软件设计

依照软件工程的思想,本系统采用自上向下的分层设计方法,保证了系统架构清晰、可移植性强,同时,又采用了功能模块化设计,使得程序模块有较强的独立性,有利于代码的编写、阅读和维护。基于硬件平台之上的五个软件层通过编程接口逐级调用,完成相应的功能。其中硬件平台只向操作系统与驱动程序提供编程接口,同样操作系统只向设备驱动程序、应用服务程序和应用程序提供编程接口,应用服务程序只有应用程序才能调用。

操作系统层

本方案的系统软件采用了μC/OS-Ⅱ,这是一个源代码公开的实时嵌入式内核,它提供了任务调度、任务管理、时间管理、内存管理和任务间的通信与同步等功能,能够满足实时系统的基本要求。绝大部分μC/OS-Ⅱ的源码是用移植性很强的ANSI C写的,和微处理器硬件相关的部分使用汇编语言编写,并且压到了最低限度,使得μC/OS-Ⅱ便于移植到其它微处理器上。μC/OS-Ⅱ系统由多个相对独立的目标模块组成,并提供了清晰的接口,用户可以根据需要选择适当模块来裁剪和配置系统,从而减少产品中的μC/OS-Ⅱ所需的存储空间。

设备驱动程序层

设备驱动层位于操作系统层之上,完成对硬件设备进行通讯和控制的功能,Hi2016的软件包中提供了一套驱动程序集,包括解复用驱动、音视频驱动、图形界面驱动、FLASH驱动、DMA驱动等,本课题重点实现了12C驱动、信道解调驱动、高频头驱动、SPI驱动、FM(调频)驱动和液晶驱动模块。

本方案中采用的信道解调芯片LGS-8G42和高频头BLH-702均为12C器件,可以

利用Hi2016的两个GPIO端口来模拟FC总线,用软件控制I/O口,构建虚拟12C总线操作平台,从而完成对解调芯片和高频头的寄存器设置及流程控制。

调频发射芯片BH1418是一个带有SPI串行数据接口的芯片,由于它只需实现单向传输,可以利用Hi2016的三个GPIO端口模拟SPI总线,进行发射频率的设置。

液晶驱动芯片的需要设置的寄存器比较多,芯片供应商提供了功能完善的软件包及调试工具,可以实时监控芯片工作状态,修改寄存器的数值,方便了驱动程序的开发。

应用服务程序层

应用服务程序层,包括数据库管理、FLASH管理和Tuner管理等模块。数据库管理模块负责管理软件系统中使用的数据库,例如频点信息、节目信息和系统信息等等,它向上层软件提供通用的接口函数来实现数据访问,可以进行数据的添加、修改、删除以及查找和排序等操作。FLASH管理模块直接服务于数据库管理模块,它的任务是将数据库中的数据按照一定的格式先存储在缓存区,然后再存储到主存储区。Tuner管理模块根据应用程序层发送来的消息,完成对Tuner的相关操作,确保Tuner能够稳定工作,并反馈执行的状态和结果。

应用程序层

应用程序层,包括节目搜索、节目播放、以及条件接收(扩展)、电子节目指南(扩展)等应用模块,响应于最上层的用户接口层,由用户接口层发送消息来进行驱动,同时也通过消息将命令传送至下层Tuner管理层,调用Tuner的驱动模块驱动Tuner,Tuner管理层根据管理机制决定是否向Tuner发送锁定命令,当成功锁定频点后,Tuner管理层将锁定状态通过事件回调机制同样是由消息传至解复用模块,然后再进行数据通道和过滤器的申请,完成音视频流的分离和播放,并调用数据库管理模块存储节目信息。

人机交互程序层

人机交互层,简称USIF,是用户与接收终端进行交互的通道,主要完成消息和事件的受理,与操作系统的消息不同,这里提到的消息指USIF内部根据系统消息产生的内部消息。USIF任务接收到其它任务通过操作系统发送来的消息后,将其内容按照一定格式打包,通过消息传递路径发送给窗口和控件,然后由消息处理函数分析收到的消息,产生特定的事件类型,交给事件处理函数处理。

基于μC/OS-Ⅱ的分层软件平台,各模块之间采用消息队列进行通讯,能够很好满足车载数字电视的基本功能,同时还提供了条件接受、电子节目指南等接口,便于扩展功能的应用。

结语

本方案采用LGS-8G42和Hi2016构建的标清车载接收终端,实现了数字电视地面多媒体广播DTMB在车载环境下的应用,目前已经通过实验室和车载环境的测试,移动状态下的接收性能稳定良好,其低功耗、低成本、高性能的特点有助于车载数字电视的普及。展望未来,为了适应更高的客户需求,以车载数字电视平台为核心,集无线通信、导航、视听娱乐等服务于一体,将是汽车数码产品的发展趋势。

作者:杨文超 杨维康 郜焕平

本文来自 99学术网(www.99xueshu.com),转载请保留网址和出处

上一篇:任务驱动计算机教学论文下一篇:导师培育大学生创业论文