機(jī)頂盒硬件基本知識(shí)及硬件接口

機(jī)頂盒硬件基本知識(shí)及硬件接口主芯片TUNERTSFLASHSDRAM基準(zhǔn)時(shí)鐘AUDIODAC音頻輸出視頻輸出CA、CI接口USBRS232面板顯示鍵盤(pán)、IR輸入基本組成框圖解調(diào)基本組成框圖一款衛(wèi)星接收機(jī)主板的實(shí)物主芯片主芯片主芯片是機(jī)頂盒的核心器件，大多數(shù)的功能都是在主芯片處理的，我們主要使用的方案有ALI、CONEXANT、CHEERTEK、ST、ZORAN等。即常說(shuō)的高頻頭，作用是處理高頻模擬信號(hào)，DVB-T、DVB-C先轉(zhuǎn)成固定的中頻信號(hào),再解調(diào)出TS流；DVB-S的TUNER輸入的是從LNB下變頻的中頻信號(hào)，是QPSK“零中頻解調(diào)方式，DVB-T是COFDM調(diào)制，DVB-C是QAM調(diào)制方式。TUNERTUNERDVB-STUNERTUNER

DVB-STUNER

TUNERReceivingFreq.VHF-High:E5~E12UHF:E21~E69

AntennaloopthroughLowphasenoiseProgrammableFrequencystepsizeEasycontrolandmonitoringviaI2C-busAlltransmissionmodesofDVB-TstandardEasyconnectiontoMPEGback-endprocessorsSameSize&PinCompatibilityforOFDM&QAMVertical&HorizontalTypeDVB-TCOFDMTunerTUNERFullfrequencyrangefrom64.5to863MHzAntennaloopthroughLowphasenoiseFrequencystepsizeprogrammableEasycontrolandmonitoringviaI2C-busAlltransmissionmodesofDVB-CstandardEasyconnectiontoMPEGback-endprocessorsSameSize&PinCompatibilityforOFDM&QAMVertical&HorizontalTypeDVB-CTunerFLASH類(lèi)型：NANDFLASHNORFLASHSERIALFLASHFLASHFLASH

NANDFALSH特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):容量大塊單元小(512Byte)擦除速度快(2ms)寫(xiě)入熟讀快讀取熟讀快擦寫(xiě)壽命長(zhǎng)(10萬(wàn)-100萬(wàn)次)價(jià)格低缺點(diǎn)接口復(fù)雜可靠性低需要壞塊管理不具備代碼執(zhí)行能力

NORFALSH特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):接口簡(jiǎn)單高可靠性具備代碼執(zhí)行能力缺點(diǎn):容量小(1MB-32MB)扇區(qū)容量大(8-64KByte)讀寫(xiě)速度慢價(jià)格高FLASHFLASHNORFALSH構(gòu)架FLASH

SERIALFLASH特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):硬件接口簡(jiǎn)單；PCB占用面積小，布線(xiàn)方便高可靠性具備代碼執(zhí)行能力缺點(diǎn):價(jià)格較高目前只有少部分方案支持該FLASHFLASHSERIALFLASH構(gòu)架SDRAMSDRAM類(lèi)型：SDRAM（普通）

特點(diǎn)：小容量（16MByte以下）較DDR便宜，速度較慢，對(duì)主芯片和PCB布線(xiàn)要求不高，只支持普通SDRAM的機(jī)頂盒主芯片較便宜；DDRSDRAM

特點(diǎn)：大容量（32MByte以上）較SDRAM便宜，速度快，對(duì)阻抗匹配、PCB布線(xiàn)要求高，支持DDR的機(jī)頂盒主芯片較貴。SDRAMSDRAMFUNCTIONAL

BLOCKDIAGRAM&54TSOPIIPinASSIGNMENTSSDRAMSDRAMPinDESCRIPTIONSDRAMDDRSDRAMFUNCTIONALBLOCKDIAGRAMPINCONFIGURATION(TopView)SDRAMDDRSDRAMPINDESCRIPTION面板接口

面板一般包含顯示、按鍵、遙控接收功能，目前我們使用的面板大多是LED動(dòng)態(tài)掃描顯示，部分高端機(jī)型使用VDF顯示，也有使用單片機(jī)控制的面板。智能卡和CI接口智能卡智能卡座CI卡座CI模塊音視頻接口－SCART

SCART：在機(jī)頂盒中經(jīng)常會(huì)看到兩個(gè)SCART口，一個(gè)稱(chēng)為T(mén)V-SCART口，另一稱(chēng)為VCR-SCART口。VCR-SCART口是輸入/輸出口，它即可以為錄像機(jī)提供視頻流的輸入通道，又可以為電視機(jī)提供視頻流的輸出通道；TV-SCART口僅是一個(gè)輸出口，它可以為電視機(jī)提供視頻流的輸出通道(實(shí)際上TV-SCART也可以實(shí)現(xiàn)雙向傳輸，但目前機(jī)頂盒普遍沒(méi)有采用這種做法)；它有TV、AV兩種狀態(tài)。在這里的AV模式是用來(lái)接收從機(jī)頂盒來(lái)的完整的音視頻流，TV模式是電視顯示自己本身解析模擬信號(hào)后產(chǎn)生的音視頻，對(duì)于機(jī)頂盒只需要提供一個(gè)控制電平，無(wú)需做其它處理。另外電視的4：3和16：9是用來(lái)控制電視本身的顯示區(qū)域，軟件一般是根據(jù)碼流判斷自動(dòng)控制，也可以強(qiáng)制切換或通過(guò)軟件壓縮成16：9。音視頻接口－SCARTVCR功能：目前機(jī)頂盒普遍要求實(shí)現(xiàn)VCR自動(dòng)切換功能，即在播放TV-SCART的視頻輸出時(shí)，如果VCR-SCART有外部音視頻插入，則自動(dòng)切換到VCR狀態(tài)；如果VCR-SCART的外部視頻輸出被拔出了，那么自動(dòng)切換回播放本身音視頻。實(shí)現(xiàn)方法是：硬件檢測(cè)（pin8有電壓輸入），軟件作出相應(yīng)的狀態(tài)切換。注意如果是使用AV轉(zhuǎn)SCART接口線(xiàn)則不能自動(dòng)切換，因?yàn)锳V轉(zhuǎn)SCART線(xiàn)不能提供控制電平；自動(dòng)切換的同時(shí)要保持遙控器對(duì)這兩路視頻的切換功能，按遙控器上的TV/AV鍵能自由切換VCR和本機(jī)的音視頻。請(qǐng)注意待機(jī)狀態(tài)下的VCR自動(dòng)切換處理，我們使用的SCART電子切換開(kāi)關(guān)是低成本方案，如待機(jī)時(shí)不將STB的視頻DAC完全關(guān)斷，否則會(huì)出現(xiàn)“鬼影”！SCART接口對(duì)應(yīng)軟硬件控制如下：1）通過(guò)調(diào)整SCARTTV輸出pin8的電壓實(shí)現(xiàn)控制電視的TV-AV模式以及4:3、16:9模式。

9.5V-12VAV4:3模式對(duì)應(yīng)IO控制:TV/AV=016:9=05V-8VAV16:9模式對(duì)應(yīng)IO控制:TV/AV=016:9=00V-2VTV模式對(duì)應(yīng)IO控制:TV/AV=116:9=任意2)通過(guò)調(diào)整SCARTTV輸出pin16的電壓來(lái)控制電視的CVBS和RGB的輸出

1V-3VRGB模式對(duì)應(yīng)IO控制:=00V–0.4VCVBS模式對(duì)應(yīng)IO控制:=13)通過(guò)檢測(cè)SCARTVCR輸入Pin8的電壓實(shí)現(xiàn)檢查VCR接口的插入

5V-12V有VCR插入對(duì)應(yīng)IO輸入：＝10V–2V無(wú)CVR插入對(duì)應(yīng)IO輸入：＝0

注意：VCR檢查輸入電壓是通過(guò)硬件轉(zhuǎn)換后輸入GPIO的，硬件不同檢測(cè)到的電平也會(huì)不一樣，當(dāng)SCART口只有一個(gè)TV輸出口時(shí)軟件應(yīng)該屏蔽VCR輸入檢測(cè)，因?yàn)橛布CR檢測(cè)是懸空的，芯片內(nèi)部有弱上拉，所以軟件檢測(cè)到的就是高電平自動(dòng)切換到VCR了。音視頻接口－SCART注意：

對(duì)于SCART接口的電視控制TV/AV、16：9、RGB/CVBS，只要滿(mǎn)足控制電平即可，軟件控制形式多樣，大部分是控制GPIO再通過(guò)硬件轉(zhuǎn)成相應(yīng)電平，也有使用PWM輸出，通過(guò)硬件轉(zhuǎn)成相應(yīng)電平，通過(guò)PWM的好處就是只需要一個(gè)PWM輸出口，可以節(jié)省使用2個(gè)GPIO；不同的硬件GPIO控制電平也可能有差別，開(kāi)發(fā)是最終根據(jù)硬件設(shè)計(jì)人員提供的GPIO表為準(zhǔn)。音視頻接口－SCART音視頻接口－SCARTSCART接口引腳定義CVBS：獨(dú)立的CVBS一般通過(guò)RCA接口輸出，一般和音頻輸出放在同一RCA插座上，一般黃色的為視頻信號(hào)，白色的為左聲道音頻信號(hào)，紅色的為右聲道音頻信號(hào)。復(fù)合視頻信號(hào)是將亮度信號(hào)和色度信號(hào)采用頻譜間置方法復(fù)合在一起，導(dǎo)致亮色串?dāng)_、清晰度降低等問(wèn)題。如下圖所示。

音視頻接口－CVBSS-VIDEO:即S端子，它與CVBS不同之處是將亮度信號(hào)Y和色度信號(hào)C分開(kāi)傳輸，這樣解決色度亮度串?dāng)_問(wèn)題，提高了圖象清晰度，一般S-VIDEO可傳輸?shù)那逦仍?00線(xiàn)-480線(xiàn)，對(duì)于我們的標(biāo)清機(jī)頂盒已經(jīng)差不多夠用了。音視頻接口－S端子色差輸出就是常說(shuō)的Y、Pb、Pr（逐行掃描）或Y、Cb、Cr（隔行掃描），其中Y為亮度信號(hào)，Pb（Cb）是B-Y色差懶信號(hào)，Pr（Cr）是R-Y色差紅信號(hào)，有了B-Y和R-Y和Y信號(hào)，就能根據(jù)亮度方程Y=0.35R+0.59G+0.11B通過(guò)矩陣電路算出G信號(hào)了；由于3個(gè)信號(hào)獨(dú)立傳送，避免了相互干擾，圖象質(zhì)量比S-VIDEO更高了，YPbPr最高可達(dá)到1080線(xiàn)。音視頻接口－色差輸出HDMI：

HDMI，英文全稱(chēng)是HighDefinitionMultimediaInterface，它能高品質(zhì)地傳輸未經(jīng)壓縮的高清視頻和多聲道音頻數(shù)據(jù)，最高數(shù)據(jù)傳輸速度為5Gbps。同時(shí)無(wú)需在信號(hào)傳送前進(jìn)行數(shù)/模或者模/數(shù)轉(zhuǎn)換，可以保證最高質(zhì)量的影音信號(hào)傳送。音視頻接口－HDMI音視頻接口－調(diào)制器

調(diào)制器的作用是將音頻信號(hào)（L＋R）、復(fù)合視頻信號(hào)調(diào)制到電視能接收到的頻道上。調(diào)制器有很多制式，大的分有PAL、NTSC、SECAM，有些制式下還分不同的制式，如PALB/G、PALD/K，NTSCM，SECAML、SECAMB，SECAMG等；不同國(guó)家的制式有不一樣，如我國(guó)使用PALD/K制，香港使用PALI制，澳洲德國(guó)用PALB/G，法國(guó)用SECAML等等；如果STB設(shè)置的制式和電視接收不一樣，就有可能出現(xiàn)黑白圖像、無(wú)聲、噪聲、圖像干擾聲音現(xiàn)象；各制式的頻道劃分也不相同（有線(xiàn)電視、無(wú)線(xiàn)電視），如我們常用的CH21-CH69就是從21CH到69CH頻道輸出可調(diào)（軟件IIC控制），并且制式也可調(diào)；也有固定輸出的調(diào)制器，如CH3/CH4是2頻道，CH11單頻道，固定輸出的調(diào)制器頻道和制式都不能通過(guò)軟件改變，出軟件時(shí)屏蔽調(diào)制器輸出菜單；另外調(diào)制器外部物理接口有IEC頭，有F頭，不同區(qū)也不一樣。