嵌入式系統在數字機頂盒的應用

唐筱筱

20132365019數字機頂盒作為數字電視客戶端接受裝置設備的數字的視機頂盒，其核心技術就是采用32位芯片的嵌入式技術。

數字電視機頂盒接收來自各種傳輸介質的數字電視節目信號和各種數據信息，通過解調、解復用、解碼和音、視頻編碼(或者通過相應的數據解析模塊)，可以在模擬電視機上觀看數字電視節目和各種數據信息。總的來說，數字電視機頂盒負責接收數字電視節目、處理數據業務和完成多種應用的解析。基于嵌入式系統STB的硬件結構嵌入式微處理器

嵌入式系統的核心就是嵌入式微處理器，其性能的優劣直接關系到整個系統的性能。微處理器提供一個可編程的硬件平臺，對系統中各個功能模塊進行協調和控制。在本系統中我們選擇了32位高性能微處理器TinyRiscEZ4103MIPS，其處理速度達到108MHz。內部包括通用寄存器系統控制處理器(CP0)、算術邏輯單元(ALU)和移位器。寄存器支持源操作數執行單元，并將處理結果存入舊的寄存器；CPO處理包括中斷在內的例外事件ALU完成算術與邏輯運算，以及計算地址等操作，移位器主要完成移位操作。基于嵌入式系統STB的軟件設計在STB上搭建pSOS操作系統

STB平臺存在大量的芯片和外設，一個嵌入式控制系統也因此要控制和監視很多設備，要求有實時響應，同時要處理大量任務切換、通信和同步工作。這樣就要求在STB平臺上搭建一個RTOS。通常我們選用pSOS操作系統作為STB應用的平臺。

pSOS操作系統是一個模塊化的高性能RTOS，專門應用于嵌入式系統領域。它提供一個基于開放系統標準的、徹底的多任務環境。pSOS系統采用模塊化的結構設計，圍繞著pSOS實時多任務內核集成了基于標準結構的和獨立編碼的各種功能的軟件模塊。pSOS系統不和硬件發生絲毫關系，它與硬件通過BSP來聯系。用戶在配置表中定義應用程序環境和相關的硬件，在開始執行環境和目標環境中進行配置，從而滿足不同的硬件環境。IP機頂盒IP機頂盒是最近出現的,是基于Internet協議(IP)的機頂盒,它為家庭提供了電視機和寬帶網絡

之間的接口,通過它可以實現家庭電視與Internet網絡上數字內容服務的交互。IP機頂盒的基本功能是接收數字電視節目,同時還可以實現基于訂閱和點播的新型多媒體數據服務的功能。根據IP機頂盒的功能分析,系統組成的模塊結構,主要包括：（1）核心模塊:作為系統的核心,核心模塊包括嵌入式處理器、程序存儲器與數據存儲器,負責整個工作狀況和資源的管理與調度。（2)視頻處理模塊:實現視頻信息的解碼與輸出功能,支持多種格式的視頻類型。3)網絡接口模塊:與普通的機頂盒相比,

IP機頂盒增加了許多基于IP網絡的操作功能。

(4)人機交互模塊:包括鍵盤輸入、遙控操作與顯示輸出模塊。（5）系統擴展模塊:目前主要預留了主USB接口,方便系統掛接USB硬盤,實現本地化的視頻息解碼與輸出。

IP機頂盒的設計實質是一個典型的多功能嵌入式系統,所以有人提出的基于ARM9處理器與WIN

CE操作系統平臺的嵌入式系統方案,具有功能豐富、使用方便、擴展靈活等優點。基于ARM9的嵌入式處理器非常適合于對控制代碼的處理,如圖形接口和一些數據應用程序之類的子系統,它們通過ARM調用有效的處理機制,就可以對軟件實現優化。雖然ARM處理器具有一定的數據處理能力,但其功能往往不能滿足多媒體數據的高速處理要求,通常需要在視頻處理模塊設計中使用協處理器。在選擇協處理器時,一般有兩種思路可供考慮。一種是采用專用的多媒體處理芯片,另一種是采用通用的DSP。考慮到第一種設計思路帶有很強的定制性,故本設計采用通用DSP作為協處理器。總結IP機頂盒不僅支持IPTV業務,同時還將在交互式多媒體領域發揮作用。為此

設計了一種基于ARM9和DSP的嵌入式系統的IP機頂盒,DSP和ARM雙核協調工作,為集成更多應用功能提供了一種方法。在該設計中充分發揮中間件的作用,使機頂盒具有功能擴展和平滑升級的能力,具有強大的生命力。