基于CX2443x解碼內(nèi)核的數(shù)字電視機(jī)頂盒設(shè)計(jì)

1、基于cx2443x解碼內(nèi)核的數(shù)字電視機(jī)頂盒設(shè)計(jì) 當(dāng)前，廣播電視正處于模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)，單向廣播向雙向交互式傳輸，基本業(yè)務(wù)向擴(kuò)展和增值業(yè)務(wù)的過(guò)渡和進(jìn)展階段。數(shù)字有線電視正是這一進(jìn)展階段的產(chǎn)物。借助機(jī)頂盒，人們不僅可以用原有的模擬電視收看節(jié)目，還可利用數(shù)字機(jī)頂盒交互式功能獲得節(jié)目指南(epg)、視頻點(diǎn)播(vod)、收發(fā)電子郵件、數(shù)據(jù)廣播、遠(yuǎn)程教導(dǎo)等增值服務(wù)。詳細(xì)操作上，需要在用戶終端的模擬電視機(jī)上加裝機(jī)頂盒以完成數(shù)字電視信號(hào)和數(shù)據(jù)的接入，并完成視音頻信號(hào)的解碼輸出。本文介紹了機(jī)頂盒系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。 器件的選型挑選芯片時(shí)除了要滿足基本的接收數(shù)字電視功能，還要能夠用法戶通過(guò)有線電視網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)inter

2、net的高速接入，即要具備stb和cable modem兩種基本的應(yīng)用模塊。按照這一需求，本設(shè)計(jì)挑選了conexant(科勝訊)公司的交互數(shù)字電視機(jī)頂盒單芯片cx24430為核心來(lái)設(shè)計(jì)囫圇系統(tǒng)。系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)以cx24430芯片為核心，還包括電纜調(diào)諧器(tuner)、上行功率、作為固化程序和存儲(chǔ)節(jié)目參數(shù)用的閃存、協(xié)作cpu處理和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)用法的sdram、eeprom、音頻及音視頻輸出和電源單元等，此外，還實(shí)用于軟件調(diào)試的multi-ice接口和用于終端監(jiān)控的rs23接口以及接口、1394接口和以太物理層rj45接口等。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖1所示。圖1 機(jī)頂盒終端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要?jiǎng)?chuàng)新之

3、處在于系統(tǒng)采納雙cpu架構(gòu)，各自自立地支持cable modem和系統(tǒng)的應(yīng)用程序運(yùn)行。基本工作流程是：數(shù)字電視信號(hào)從電視臺(tái)經(jīng)過(guò)有線電纜傳輸?shù)接脩艉?，若要?fù)原出原始的圖像和聲音，需要經(jīng)過(guò)多個(gè)過(guò)程。首先舉行信道解調(diào)和解碼，然后對(duì)輸出的傳輸流舉行信源解碼，包括解復(fù)用、音視頻解碼、圖形處理、視頻編碼和音頻dac等。主要模塊的硬件設(shè)計(jì)1 系統(tǒng)前端接入部分的設(shè)計(jì)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字有線電視雙模機(jī)頂盒的前端接入信號(hào)主要包含下行帶內(nèi)的數(shù)據(jù)流(包括音視頻和ip網(wǎng)絡(luò))、下行帶外的數(shù)據(jù)流和上行數(shù)據(jù)流(包括帶內(nèi)和帶外);其中帶內(nèi)頻率的通道用來(lái)傳輸音視頻和ip網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，帶外頻率的通道主要用來(lái)傳輸catv網(wǎng)絡(luò)頭端的電纜調(diào)制解調(diào)

4、終端系統(tǒng)(cmts)和用戶端的機(jī)頂盒的控制參數(shù)和交互信息，而且各種信息和數(shù)據(jù)在hfc網(wǎng)絡(luò)上通過(guò)頻分復(fù)用和時(shí)分復(fù)用得到并行的處理。前端接入部分的設(shè)計(jì)2所示。其中，pmx1338c為集成模塊，接收射頻信號(hào)，包括lna低噪放大器、同向雙工器(將放射和接收的射頻信號(hào)隔離)和信號(hào)分別器(將下行信號(hào)分發(fā)到相應(yīng)的端口);mt1530包含反混頻濾波和上行信號(hào)功率放大;cx2443x用做數(shù)字解碼和編碼以及輸出到外部接口。圖2 系統(tǒng)前端接入圖3 機(jī)頂盒接受系統(tǒng)后端電路圖音視頻輸出部分電路設(shè)計(jì)在機(jī)頂盒接收系統(tǒng)中，cx2443x后端子系統(tǒng)的視頻和音頻構(gòu)成了系統(tǒng)音視頻輸出接口;解碼后的音視頻信號(hào)從晶振輸送到立體聲dac

5、 cs4335，或者從雙重的音/視頻信號(hào)開(kāi)關(guān)輸送到cx2161r。音視頻信號(hào)輸出部分的電路3所示。音視頻解碼的原理和電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)1 音視頻信號(hào)解碼處理的流程數(shù)字電視技術(shù)的首要目標(biāo)是提高傳送圖像的質(zhì)量，完成對(duì)數(shù)字有線電視的相關(guān)改造后，不僅傳送圖像的質(zhì)量而且傳送圖像的數(shù)量均要得到提高。cx2443x是高度集成的單片ic，它在一塊芯片上包含了完整的stb后端子系統(tǒng)和cm子系統(tǒng)。其后端子系統(tǒng)包含有一個(gè)視頻解碼器、一個(gè)音頻解碼器、三個(gè)多標(biāo)準(zhǔn)傳輸流解復(fù)用器和高性能的32位920t risc處理器以及集成的外設(shè)i/o接口等。cx2443x片上的數(shù)字電視解碼內(nèi)核能夠?qū)σ粢曨l流信號(hào)舉行徹低的解碼并終于輸出數(shù)字的

6、視頻和音頻信號(hào)到編碼模塊。信號(hào)流的處理過(guò)程4所示。完成了解調(diào)和信道解碼的mpeg格式或其他格式的音視頻信號(hào)傳輸流在解復(fù)用模塊進(jìn)入dtdc子系統(tǒng)，它包含了音視頻的基本碼流、同步信息、程序?qū)Ш胶徒饷苄畔?。解?fù)用分析器標(biāo)識(shí)這些不同格式的數(shù)據(jù)并輸送每一格式的數(shù)據(jù)到相應(yīng)的內(nèi)存緩沖器。程序?qū)Ш胶徒饷苄畔t被輸送到dtdc外部主機(jī);音視頻的基本碼流被輸送到專用的sdram中，并通過(guò)存儲(chǔ)橋傳送到相應(yīng)的解碼器以輸出音視頻的解碼數(shù)字信號(hào);同步信息則被輸送到一個(gè)音視頻同步機(jī)。圖4 數(shù)字電視數(shù)字解碼子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2 音視頻解碼模塊的電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)cx2443x和其他子芯片以及晶振電路協(xié)同完成信號(hào)的解碼處理，5所示，這部分設(shè)計(jì)主要包含音頻視頻信號(hào)模塊、系統(tǒng)調(diào)試用的jtag口的電路銜接，以及一些外圍電路。cx2443x芯片輸出完成數(shù)字解碼的音頻和視頻到相應(yīng)的編碼模塊。jtag口用來(lái)銜接外部的調(diào)試設(shè)備，在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中要注重外部晶振電路的協(xié)作。圖5 音視頻解碼模塊的電路機(jī)頂盒音視頻解碼測(cè)試經(jīng)過(guò)初步的測(cè)試，本樣機(jī)設(shè)計(jì)符合以下標(biāo)準(zhǔn)：信道解碼遵循dvb-c en300 429;