数字电视机顶盒结构原理解析
数字电视机顶盒接收数字电视节目,处理数据业务和完成多种应用的解析。各类信源在进入有线电视网络之前经过两级编码,第一级是视音频信号的信源编码,并将所有信源封装成传输流,第二级是传输用的信道编码。与前端相应,数字电视机顶盒首先从传输层提取信道编码信号,完成信道解调,接着还原压缩的信源编码信号,恢复原始视音频流,同时完成数据业务和多种应用的接收、解析。
数字电视机顶盒的工作过程:数字电视机顶盒通过网络接口模块选择频道,并进行解调和和信道解码处理,输出MPEG-2多节目传输流数据,送给解复用器,解复用器从MPEG-2传输流数据中抽出一个节目的已打包的视音频基本流(PES)数据,包括视频PES,音频PES和辅助数据PES,解复用器中包含一个解扰引擎,可在传输流层和PES层对加扰的数据进行解扰,解复用器输出的是已解扰的视音频PES.视频PES送入视频解码器,取出MPEG-2视频数据并对其解码后,输出到模拟编码器,编码成模拟视频信号,再经视频输出电路输出。音频PES送入音频解码器,取出MPEG-2音频数据并对其解码,输出PCM音频数据到音频D/A变换器,音频D/A变换器输出模拟立体声音频信号,经音频输出电路输出。其结构示意图如图一。
数字电视机顶盒结构示意图
数字电视机顶盒包括硬件和软件两部分。硬件提供数字电视机顶盒的硬件平台,实现音视频的解码。在数字电视技术中,软件技术比硬件占有更为重要的位置,因为电视节目内容的重现、操作界面的实现、数据广播业务的实现,以及机顶盒和Internet的互联都需要软件来实现。数字电视机顶盒硬件有以下5部分组成。
(1)网络接口模块(NIM):网络接口模块完成信道解调和信道解码功能,送出包含视音频和其他数据信息的传输流(TS)。
(2)信源数据传输流解复用器:传送流中一般包含多个音视频流及一些数据信息,传输流解复用器用来区分不同的节目,提取相应的音视频流和数据流,送入视音频解码器和相应的解析软件。
(3)条件接收模块:对于付费电视,条件接收模块还对音视频流实施解扰,并采用含有识别用户和记忆功能的智能卡,保证合法用户正常收看。
(4)视音频解码器和后处理:MPEG-2解码器完成对音视频信号的解压缩,经视频编码器和音频D/A变换,还原出模拟音视频信号,在模拟电视机上显示高质量图像,并提供多声道立体声节目。
(5)嵌入式CPU与存储器模块和接口电路:嵌入式CPU是数字电视机顶盒的心脏,它与存储器模块用来存储和运行软件系统,并对各个硬件模块进行控制。接口电路提供丰富的外部接口,包括通用串行接口USB,以太网接口及RS232,模拟、数字视音频接口,数据接口等。