一、數(shù)字電視系統(tǒng)
1.1 數(shù)字電視數(shù)字電視（DTV，Digital Television）并不是指用戶家庭中使用的電視機。它是一個系統(tǒng)概念，具體的定義是：一個從節(jié)目攝制、制作、編輯、存儲、發(fā)射、傳輸、到信號的接收、處理、顯示等全過程完全數(shù)字化的電視系統(tǒng)。

數(shù)字電視的優(yōu)勢：與模擬電視相比，數(shù)字電視有以下特點和優(yōu)勢：•清晰度高、音頻效果好、抗干擾能力強；•節(jié)目數(shù)量成倍增加；•可開展多功能業(yè)務。

數(shù)字電視系統(tǒng)結構


數(shù)字電視系統(tǒng)結構框圖


1.2 MPEG-2(Moving Picture Experts Group)編碼

模擬信號數(shù)字化后，信息量激增，必須采用相應的數(shù)據(jù)壓縮標準。數(shù)字電視廣播采用MPEG-2視頻壓縮標準，適用多種清晰度圖像質量。音頻目前則有AC-3和MPEG-2兩種標準。信源***必須適應不同編碼策略，正確還原原始音、視頻數(shù)據(jù)。

MPEG II的解碼模塊可以稱為CPU以外的核心模塊，MPEG II數(shù)字傳輸中采用交織編碼，首先需要對碼流進行去交織，視頻、音頻和數(shù)據(jù)碼流的分離工作，以及視頻碼的解碼工作。經(jīng)以上各步驟MPEG－II碼流成為視頻和音頻數(shù)字信號。

1.3 機頂盒
機頂盒（英文名全稱是Set Top Box，簡稱STB）是指用來增強或擴展電視機功能的一種信息設備，由于人們通常將它放在電視機的上面，所以被稱為機頂盒或頂置盒。目前機頂盒的主要功能就是，接收前端發(fā)送過來數(shù)字信號，并把數(shù)字信號轉換成為模擬電視機能夠識別處理的模擬信號。隨著數(shù)字電視業(yè)務的逐步增多，機頂盒的功能將會越來越豐富，在人們的日常生活中發(fā)揮越來越重要的作用。

機頂盒的分類：
數(shù)字電視機頂盒可以根據(jù)它的發(fā)展過程、軟硬件配置、功能及傳輸方式進行分類。根據(jù)最常用的傳輸方式分類方法，機頂盒可以分為：a、有線數(shù)字電視機頂盒；b、衛(wèi)星數(shù)字電視機頂盒；c、地面數(shù)字電視機頂盒。

二、機頂盒硬件
機頂盒硬件就是一個稍微復雜的單片機硬件,有一個主芯片(CPU),有自己的存儲器,外圍電路,輸出端口等.
一個典型的單片機硬件:
*主芯片(CPU);
*存儲器(SDRAM,FLASH);
*輸出接口及顯示(LED);
*供電電源;

典型的機頂盒硬件包括：
•高頻頭
•主板
•智能卡插槽
•供電電源
•前面板


2.1 高頻頭（tuner）

主要功能---信道解碼：a、高頻濾波---將47MHz~862MHz之外的頻率信號過濾；b、信號放大---將傳輸過程中衰減的信號進行放大處理；c、調諧---將射頻（RF）信號進行選頻、降頻處理，輸出中頻（IF）信號；d、鎖定頻率；e、解調---處理中頻（IF）信號，輸出數(shù)據(jù)；f、環(huán)出射頻（RF）信號。

主要參數(shù)：a、接收頻率范圍：47~862MHz；b、輸入阻抗：75Ω；c、頻道帶寬：8MHz；d、輸入電平范圍：45~77ｄＢμV（64QAM）；f、支持符號率范圍：3.6~6.952MS/s；


2.2 主板
典型的機頂盒主板硬件包括：•主芯片 •內存 •FLASH •E2PROM •外部接口

主芯片
主要功能：•解復用 •解擾 •信源解碼 •數(shù)模轉換
主要指標:•主頻MHz •指令處理速度MIPS


存儲器
態(tài)隨機存儲器（DRAM）：只有在通電時才保持所存儲的信息；非易失存儲器（NVRAM）：用于存儲掉電后需要的數(shù)據(jù)，可在多種存儲器上實現(xiàn)，如FLASH和E2PROM.


外部接口

•RF輸入 •RF環(huán)出 •左右聲道輸出（RCA） •視頻基帶信號（CVBS）輸出 •S/P DIF數(shù)字音頻輸出 •S-Video端子輸出 •RS-232串口

2.3 智能卡插槽

主要功能：接收由主芯片解復用后的ECM信息和EMM信息，通過智能卡上的分配密鑰，逐步解密，得到CW（控制字），傳送給主芯片處理，得到解擾的音視頻數(shù)據(jù)。

件接收（CA）系統(tǒng)


2.4 供電電源
為機頂盒硬件的有源器件供電：•將220V的交流電壓轉為直流電壓；•向主板提供3V、5V、12V的直流電壓。


2.5 前面板
•面板按鍵輸入•紅外遙控輸入•LED顯示輸出



三、機頂盒軟件
機頂盒從硬件上來看可能只是一個復雜的單片機硬件，但是從整體上來看，它已經(jīng)不是一個單純的硬件設備了，它還包括了操作系統(tǒng)和大量的應用軟件。[Page]
3.1 基本軟件功能
•搜索節(jié)目 •管理節(jié)目 •播放節(jié)目
搜索節(jié)目

管理節(jié)目

播放節(jié)目


3.2 軟件構成
軟件系統(tǒng)是機頂盒的核心，通過軟件來驅動硬件來完成各種功能。在機頂盒中，除了驅動程序和主芯片自帶的實時操作系統(tǒng)外，我公司自己編寫的軟件主要包括以下幾種：•Booter；•Loader；•Application。

3.3 軟件更新
由于存在以下2種原因，機頂盒的軟件需要更新：•解決應用中出現(xiàn)的問題；•滿足客戶的功能需求。軟件更新的方法有2種：•串口升級；•大網(wǎng)升級（OTA）。

四、機頂盒可實現(xiàn)的業(yè)務
4.1 視頻廣播業(yè)務
視頻廣播業(yè)務是數(shù)字電視的基本業(yè)務之一。終端機頂盒接收到數(shù)字信號后，播放service_type=0x01的電視節(jié)目，用戶可以收看運營商前端播放的視頻節(jié)目。
4.2 音頻廣播業(yè)務
音頻廣播業(yè)務是數(shù)字電視的基本業(yè)務之一。終端機頂盒接收到數(shù)字信號后，播放service_type=0x02的電視節(jié)目，用戶可以收聽運營商前端播放的音頻節(jié)目。
4.3 電子節(jié)目指南（EPG）業(yè)務
EPG的英文全稱是Electronic Program Guide，一般稱“電子節(jié)目指南”，它是傳輸流中所包含的亞信息。EPG的目的是為用戶收看電視節(jié)目和享受信息服務提供一個良好的導航機制，使用戶能夠方便快捷地找到自己關心的節(jié)目、查看節(jié)目的附加信息。終端機頂盒可支持EPG功能，詳細的EPG信息根據(jù)前端播放的表信息來顯示節(jié)目信息。
基本功能1、節(jié)目單：以“頻道_時間”方式提供一段時間內的所有電視節(jié)目信息；2、當前節(jié)目播放：從節(jié)目單中選擇當前的節(jié)目進行播放
擴展功能1、節(jié)目附加信息：給出節(jié)目附加信息，如節(jié)目情節(jié)介紹；2、節(jié)目分類：按節(jié)目內容進行分類，如體育、影視等；3、節(jié)目預訂：在節(jié)目單上預約一段時間之后將要播放的節(jié)目，屆時自動播放，4、家長分級控制：對節(jié)目內容進行分級控制。

4.4 準視頻點播（NVOD）業(yè)務
準視頻點播系統(tǒng)通常由采編工作站、視頻服務器構成。系統(tǒng)結構圖如下：

準視頻點播的實現(xiàn)，通常的做法是在一定的可用帶寬內，把這個帶寬根據(jù)播放不同碼率節(jié)目流的需要預先分成幾個小的邏輯通道，然后這幾個邏輯通道按照一定的時間間隔來播放該節(jié)目。在終端機頂盒上，用戶就可以根據(jù)各通道節(jié)目的起止時間，選擇或預定任意一個通道的節(jié)目收看。例如，一個90分鐘的影片，我們?yōu)樗才?個通道進行共享點播，每個通道的開演時間間隔是15分鐘，每15分鐘，就有一個通道從頭開演，只要用戶切換到開演的通道上收看就可以了。用戶的平均等待時間只有7.5分鐘。同時也可根據(jù)概率計算，在收看高峰期，播放影片開頭的通道可相應的增加。

從上圖中，我們可以看出把一個節(jié)目（片長為1小時30分）編排在以這6個邏輯通道為一組的NVOD信道組上，那么0:00，0:15，0:30，0:45，1:00，1:15，1:30，1:45，2:00等都是本節(jié)目開始播出的時刻，只要在相應時間到相應的通道上去看，就可以從頭開始看一部影片。在機頂盒主頁菜單上，用戶可以看到上述的節(jié)目播出開始時刻表，用戶可以選擇自己方便的時間去收看。



4.5 數(shù)據(jù)廣播業(yè)務
數(shù)據(jù)廣播是***部門貼近群眾的民心工程。由中心控制播放所有的內容到終端用戶，用戶信息安全，能夠很好地為文化宣傳服務，為家庭提供健康的資訊內容服務。


4.6 證券業(yè)務

股票證券業(yè)務可實現(xiàn)功能
*股票實時行情：股票數(shù)據(jù)接收工作站接收實時的DBF庫文件，DBF庫文件經(jīng)過格式轉換后，通過數(shù)據(jù)廣播服務器打包后播發(fā)到HFC網(wǎng)上。
*公告資訊：把深、滬交易所的公告信息、金融證券資料整理，放在指定的播出目錄下，打包播出，可以在機頂盒股票分析軟件的相關目錄下收看到公告資訊。


4.7 廣告業(yè)務
目前國內數(shù)字電視整體平移工作已逐步啟動，數(shù)字電視平移項目投入成本相當高，尤其終端機頂盒投入成本巨大，如何盡快地收回投資成本，實現(xiàn)產(chǎn)值利潤，向來是廣電運營商所關心的問題。根據(jù)近幾年的行業(yè)經(jīng)驗來看，單向機頂盒除了傳統(tǒng)的視音頻廣播收入是經(jīng)濟基礎來源外，NVOD、數(shù)據(jù)廣播也是新的利潤增長點。但是單憑這幾點，還是遠遠不夠的。[Page]

實現(xiàn)的廣告插播業(yè)務主要有如下形式：
•機頂盒開機后正式進入視音頻業(yè)務或數(shù)據(jù)業(yè)務內容之前，自動插播數(shù)秒的廣告信息。廣告內容可以是動、靜態(tài)廣告圖片或一小段廣告視頻流；
•在機頂盒主菜單界面上嵌入廣告信息。廣告內容可以是動、靜態(tài)廣告圖片或一小段廣告視頻流；
•在機頂盒音頻廣播背景畫面上顯示廣告信息。

廣告業(yè)務實現(xiàn)系統(tǒng)圖

廣告業(yè)務實現(xiàn)方法
對于已經(jīng)投入使用的DVB系統(tǒng)平臺，一般EPG與前端復用器的集成已經(jīng)完成，因此，我們要做的工作只是找到一個尚有6M~10MHz左右?guī)捰嗔康念l道，并且相對應的復用器能提供一個空余的ASI接口，然后在這臺復用器上做好設置將廣告碼流復用到該頻道就可以。

4.8 視頻點播（VOD）業(yè)務
視頻點播業(yè)務即VOD（Video On Demand）業(yè)務，用戶可以根據(jù)自己的喜好，從運營商提供的節(jié)目庫中，選擇觀看節(jié)目，由原來被動收看方式變?yōu)橹鲃邮湛捶绞?。根?jù)不同的收看方式，互動點播可以分為：1、按次點播：用戶點播每部節(jié)目，都及時扣除一次費用，用戶可以在一定的時間段內任意觀看該部節(jié)目；2、訂閱式點播：即包月點播，用戶一次性繳納所有費用，便可以不受時間限制，隨時觀看點播節(jié)目。實現(xiàn)運營商快速盈利；
3、免費點播：運營商可以將部分節(jié)目設定為免費提供，并在點播頁面上單獨列出，雖然這項服務不能為運營商帶來直接的收入，但此服務可以為觀眾帶來VOD的真切體驗，可以稱為數(shù)字交互電視的活廣告，來吸引沒有購買此類服務的用戶去購買并使用數(shù)字電視或VOD服務。網(wǎng)絡運營商也可以通過此方式來促進、加快數(shù)字電視的整體轉換；視頻點播與視頻廣播業(yè)務最大的區(qū)別在于操作方式，觀看互動點播節(jié)目時，用戶可以使用遙控器實現(xiàn)節(jié)目的快進、快退、暫停、停止和快速拖動。

4.9 時移電視業(yè)務
時移電視業(yè)務是雙向業(yè)務平臺的主要內容之一，它在不增加雙向機頂盒硬件成本的條件下，通過有線電視網(wǎng)絡實現(xiàn)“時移電視”功能。用戶在觀看電視的過程中，可象觀看DVD一樣“暫停”、“快退”和“快進”，讓觀看過程更加輕松、隨意。相對于PVR（Personnel Video Recorder）機頂盒，時移電視業(yè)務的特點在于：前端視頻服務器對某些收視率高的頻道進行實時錄制（前后有時間段限制）。而PVR則是使用機頂盒上的硬盤錄制。

4.10 互動游戲業(yè)務
互動電視游戲業(yè)務提供了多類互動休閑游戲，如：棋類、牌類、麻將類、益智類等游戲，可同時應用于雙向機頂盒終端及PC。與單向機頂盒集成的簡單游戲相比，互動游戲具有覆蓋用戶廣、整體功能強、操作簡便和更改靈活等特點。必將成為未來用戶休閑娛樂的選擇之一，從而成為運營商新的增值點。

五、機頂盒軟件升級
軟件更新用于對用戶進行軟件升級,解決以往問題常用的一種方法,也是技術支持工作中要用到的方法之一.
*串口更新軟件;
*空中升級新軟件;（OTA）

軟件更新原理
•FLASH規(guī)劃好各自軟件模塊的地址空間，軟件更新即是將FLASH的某個區(qū)間重新寫入新的程序；
•如軟件升級指的是對應用程序進行更新，當然也可以對Boot、Loader及Font等其他資源進行升級更新；


串口更新軟件


完結...