基于ARM-Linux的高清數(shù)字機頂盒軟件系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
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目前國內(nèi)機頂盒以有線標清為主，歐洲以衛(wèi)星和地面的機頂盒為主，美國以高清地面機頂盒產(chǎn)品為主[3]。隨著技術(shù)的發(fā)展，機頂盒已不只單純接收數(shù)字電視節(jié)目，還要接收大量的數(shù)據(jù)，而且用戶和電視機之間還要實現(xiàn)互動[4]。目前國內(nèi)還沒有一種成熟的交互式應用，所謂的交互式應用基本上都還停留在本地交互的基礎(chǔ)上[5]。本文研究的機頂盒可以支持諸如電子節(jié)目指南、按次付費觀看、立即按次付費觀看、準視頻點播、數(shù)據(jù)廣播、Internet接入、電子郵件、視頻點播以及IP電話、可視電話等的應用[6]。因此要求電視接收機具有很好的信息處理能力和網(wǎng)絡(luò)通信能力。
1 機頂盒軟件系統(tǒng)
數(shù)字機頂盒由硬件平臺和軟件系統(tǒng)構(gòu)成，音視頻解碼主要由硬件實現(xiàn)，而操作界面的功能、電視圖像的重現(xiàn)、數(shù)據(jù)廣播業(yè)務的平臺以及Internet的接入等都需要軟件系統(tǒng)實現(xiàn)[7]。
數(shù)字機頂盒的軟件系統(tǒng)主要由嵌入式操作系統(tǒng)(EOS)、硬件抽象層(HAL)、軟件抽象層(SAL)以及應用程序(ASL)組成。本文主要研究基于ARM(HHARMS3C6410)平臺、Linux(v2.6.21)操作系統(tǒng)、THOMSON公司的數(shù)字高清解碼芯片的HDTV機頂盒系統(tǒng)的軟件設(shè)計，功能包括通過Demux模塊接收流數(shù)據(jù)、解析PSI信息、對音視頻流進行解碼及播放、接收用戶遙控器輸入，并具有簡單的用戶界面。研究的目標是開發(fā)出適用于所選的硬件平臺特點、具有基本的機頂盒產(chǎn)品功能的軟件系統(tǒng)。
開發(fā)內(nèi)容有以下幾個方面：
(1)機頂盒底層驅(qū)動程序。包括前端、USB、Enthernet、Flash的驅(qū)動及遙控信號接收的軟件等。
(2)機頂盒節(jié)目管理模塊。包括整機狀態(tài)信息和用戶設(shè)置信息的存取和管理，業(yè)務數(shù)據(jù)的存取、更新和管理，節(jié)目數(shù)據(jù)的獲取、分析。
(3)機頂盒應用程序。包括機頂盒用戶界面、選單的設(shè)計與顯示、圖形用戶界面/選單/用戶交互操作的應用和管理等。
軟件系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
2 節(jié)目管理模塊的開發(fā)
節(jié)目操作管理模塊是用戶應用程序的重要組成部分，該軟件模塊主要實現(xiàn)確定節(jié)目操作管理模塊與系統(tǒng)其他模塊的關(guān)系(包括相互之間的通信協(xié)議)、建立節(jié)目數(shù)據(jù)庫、本模塊內(nèi)部軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計。
有關(guān)節(jié)目的各種操作是數(shù)字電視機頂盒軟件功能中非常重要的一部分，用戶所有有關(guān)頻道、節(jié)目的實質(zhì)性操作功能都在這部份實現(xiàn)。在本文的總體設(shè)計方案中，節(jié)目的操作功能主要包括節(jié)目搜索(自動和手動)、節(jié)目選擇、節(jié)目信息的提取和保存、節(jié)目數(shù)據(jù)庫操作等。
在本機頂盒有關(guān)節(jié)目操作的各種功能中，絕大部分都與節(jié)目數(shù)據(jù)庫有關(guān)。如自動節(jié)目搜索時，需要建立節(jié)目數(shù)據(jù)庫，并為搜索到的節(jié)目建立相應的數(shù)據(jù)單元，用于存儲節(jié)目的各種信息；在刪除節(jié)目時，需要改變刪除節(jié)目在節(jié)目數(shù)據(jù)庫中的連接關(guān)系，并打上刪除標志等。因此，節(jié)目數(shù)據(jù)庫是節(jié)目操作軟件的關(guān)鍵部分之一。
2.1 Builder模塊
該模塊主要功能是在USIF的控制下建立節(jié)目數(shù)據(jù)庫，該模塊通過MSG Mgr向USIF反饋搜索狀態(tài)以及內(nèi)容，根據(jù)用戶的需要建立頻點、頻道信息數(shù)據(jù)庫。Builder模塊結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。
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