数字电视机顶盒关键元器件及接口

·学术论坛· 数字电视机顶盒关键元器件及接口 田治军 (滨州市广播电视网络有限公司 山东滨州 256600) [摘 要】主要介绍了数字电视机顶盒的关键元器件、接口及其各部分的作用。 【关键词]数字电视机顶盒 CPU高频头 视音频接口 【中图分类号1TP393 【文献标识码】A 【文章编号】1007-9416(2010)04-0l35-02 1 CPU CPU是反映机顶盒性能的一个最主要 的因素，CPU的性能、功能直接决定了机 顶盒大部分的性能和功能。国际上几个机 顶盒芯片的提供商主要有ST、broadcom、 ATI，Fujitsu、NEC、Conexent等。CPU 的主频，即CPU的运行频率，主要反映 CPU的性能，且前一些主要型号的CPU主 频如下：ST(意法半导体)公司ST7lxx 系列：266MHz-400MHzST52Xxx： 266MHzST5105：200MHzST5516：180MHz ST55l8：8lMhz；Ftljitsu：86H20(A)： 130MHz86H25A：130．5MHz{NEC：180— 216MHz。国内公司起步晚，CPU频率目前 都在200M以上。 2高频头 高频头是把调制好的模拟信号还原为 基带信号的器件即执行佶道解码和解复用 功能。高频头是反映机顶盒信号接收能力 的主要因素，高频头的性能直接反映的机 顶盒的信号接收性能和抗干扰能力，优质 的高频头可以接收更差、更弱的数字电视 信号。目前主流的高频头为NXP(飞利浦) 的CDl616，汤姆逊的DCT704X，汤姆逊 的DCT70700系列，还有部分采用LG的高 频头。目前在分体高频头方案中广泛采用 的解调芯片有ST的0297E，杭州国芯的 GXl001P，上海澜启的解调芯片及海思 H13130等。 3FLASH Flash是机顶盒的存储设备，Flash的两 个主要参数是容量和读写速霞，容量反映 了存储空间，容量越大，存储的东西越多， 读写速度反映Flash的性能，读写速度越 快，占用CPU时间越少，则机顶盒处理速 度也会越快。现在机顶盒应用的Flash以 4MBYte为多，现在更趋向于用8／ 16MByte，一些低端的机顶盒和卫星机顶盒 也使用2MByte的Flash。机顶盒使用的 Flash速度一般为90ns和70ns，并以90ns居 多。最新的技术是PCM，即相变存储器， 目前还处于研究和使用阶段。 4内存(RAM) 内存是机顶盒运行程序和存储l临时数 据、进行数据交换的元件，机顶盒运行的 程序，在运行时要从flash调入到内存进 行，同时，因为flash写速度较慢，大部分 的节目信息等都要临时放到内存使用，这 些更新后，在合适的时机重新写回Flash。 由于不是实时写入操作，因此可能会存在 信息丢失的情况。目前较多使用的是 16MByte和32MByte，低端的机顶盒也有采 用8MByte的。高端的机顶盒可能采用更 大的容量，更大的内存预示机顶盒可以处 理更多的内容，在处理较大的程序和数据 时更理想。机顶盒内的DDR内存一般采用 DDR333，或者DDR400。在一些最新的芯 片上已经开始采用DDR2和DDR3，以提高 内存容量、降低价格。 5 E2PROM(简称E2) E2PROM也是机顶盒内常用的一种存储 数据的元件，它的特点是寿命长，读写次数 可达到100万次，E2PROM的数据传输方式 是采用串行方式的，并且容量比较小，一般 有2Kbit-128Kbit。在机顶盒内。根据 E：PROM和Flash的不同特点，存放不同类型 的数据。对于存储量比较小并且经常变动的 数据存储于E2PROM内，比如频道的音量信 息，还有一些数据量非常小，又不常变动的 数据，也会存储于E?PROM内，比如机顶盒 的配置信息、序列号等。对于数据量比较 用前景。 展望未来数字图馆的发展，首先，应 该以知识和信息的导航为目标，以具有高 性能计算的网格技术为基础平台。围绕着 知识和信息导航这～目标，信息资源服务 活动将更注重知识内容的挖掘、知识的发 现等问题。其次，强调知识和信息的描述 与组织问题，注重不同层次、不同学科的 链接，构建以知识单元为单位的知识链。 再次，提供信息服务，强调以人为本，做到 个性化、专业化和精确化。最后，采用新技 术和网格的高性能计算，将可以解决知识 信息的海量存储、智能检索、高度共享、高 速传输等一系列问题。 关于网格的应用研究才起步，但有一 点可以肯定，网格对于数字图书馆的发展 是变革性的，这就要求我们以积极的态度 推进网格技术的大发展，不仅要学习网格、 应用网格，更应积极创造网格，为数字图书 馆的建设添砖加瓦。 在数字图书馆的建设中，尽管网格技 术有很大的发展前景，但也存在一些问题， 应好好思考。一是考虑限时服务问题。虽 然网格服务在数据访问和处理信息需求方 面基本满足需求，但面对大量服务，让用户 自选确实很费时，有必要建立一个自动管 理服务系统以节省用户时间。二是服务质 量和安全性的保障服务问题。在整个服务 过程中，应建有相应的监督机制和必要的 纠错功能来保证数据使用的安全。诸如保 护个人隐私权、保护知识产权等。随着网 格技术不断成熟与完善，可以肯定，在不久 的将来，网格技术必将推动数字图书馆的 发展进入一个全新时期。 5结语 目前数字图书馆的建设已由传统资源 数字化阶段进入数据整合阶段。数字图书 馆的宗旨不仅仅是进行数字资源的建设和 管理，而应该强调。不求为我所有，但求为 我所用”，数字图书馆的服务范围也不仅局 限于文献信息的提供，图书馆员将全面介 入科研活动之中，在科研的全过程中进行 信息服务。与此同时，网格技术的发展也 将给科研人员营造全新的科研环境，科研 活动更为强调协作、共享、集成，对信息服 务提出了更高的要求。因此我们应密切关 注网格技术的最新进展，并研究如何将其 更好与数字图书馆的建设工作对接，全面 提升数字图书馆的信息服务水平、服务效 率和服务质量。 [参考文献】 [1】靳辉．基于Grid存储的数字图书馆 建设与研究[J】．黑龙江科技信息，2009(7)． 【2】冯蕾，张宇光，席时珊，孙汝杰，唐 丽．复合型高校图书馆行政管理网格化模 式探讨【J】．江西图书馆学刊，2008(4)． 【3】滕玉石，刘澜．论现代化图书馆服务 的创新与发展[J】．农业图书情报学刊，2009 (6)． 【4】金明，单广荣，杨欢欢．网格技术的 发展与数字图书馆的建设[J1．甘肃科技纵 横，2009(4)． 【5】唐中军，刘慧．基于网格的数字图书 馆信息服务【J】．黑龙江科技信息，2010(2)． 数字技术与应用 135 万方数据 声音导引实验系统} 王雪思 刘江平 王淼石 宋占伟 (吉林大学电子科学与工程学院 吉林长春 l30000) ·学术论坛· 【摘要】本声音引导系统采用两处相互独立的32位MCU作为丰控系统，通过NRF240l无线收发模块在两者之间建立联系。声源 发声后，接受部分利用麦克进行声音采集，采集到的声音信号经过放大和过压比较后由接收处的单片机进行处理。计算出发声装置 与声音接收器之间的距离后，通过无线收发系统将结果发送回声源处，由声源处MCU接收后，控制作为声源载体的瑞萨模型车移 动到计算位置并校准。该系统能较为准确的完成设计要求，是一个较为理想的方案。 【关键词】声音导引 可移动声源 音频放大 ASP芯片MMC—l 【中图分类号]TN912 【文献标识码】A 【文章编号】1007-9416(2010)04-0136-05 1 方案的论证与比较 1．1发声装置的选择 方案一：将蜂鸣器作为发声装置产生 声音信号。蜂鸣器具有体积小，工作电压 小等特点。发声频率在1．5～2．5KHz的范 围内，音量较小。 方案二：将扬声器作为发声装置产生 声音信号。扬声器具有发声频率和音量大 范围可调，低频发声效果较好等特点。但 工作电压和体积相对较大。 经过反复实验比较，若周围声音环境 良好，扬声器在发声频率750Hz左右时，声 音接收系统在各个距离都具有最好的接收 效果，且单片机在该情况下对数据采集的 精度最高。因此选择扬声器作为声音发生 装置。 1．2声音信号处理电路的选择 方案一：利用LM324将声音信号进行 多级放大后直接输出。该方式可在距离较 远时获得较大的接收信号，但获取的信号 波形杂乱且不够稳定。 方案二：利用LM324将声音信号进行 两级放大并进行过压比较后输出。该方式 可将接收信号整形为较为的方波。 由于扬声器在输出的声音正弦波在传 输，接收和放大过程中产生大量的噪声信 号，其中很多噪声超过MCU可识别信号的 高电平值，影响MCU对有用声音信号的识 别。方案二能对这些噪声信号起到有效的 抑制作用。因此在这里选用方案二。 1．3主控芯片的选择 方案一：选用ARM7芯片一一 LPC2l36作为主控芯片。LPC2l36 是 大，变动小的数据，存储于Flash内，比如 节目信息、字库、图片等等。为节省成本， 部分机顶盒厂家运用E2P模拟技术，在Flash 上面模拟E2P的存储，从而不再采用E2P， 降低机顶盒成本。这项技术要求模拟算法， 否则不能保证写入次数。 6音频DAC 机顶盒内部处理的音频信号为数字信 号，要输出到普通电视机，需要转换为模 拟信号，这就需要音频DAC来完成。许多 CPU已经把这部分集成到CPU内部，比如 ST5105，QAMi5516等，如果没有集成，就 需要外置音频DAC，一般采用C$4334来 完成，当然还有其它型号，只是用量较少。 7音频放大器(运放) 经过音频DAC转换出来的模拟信号还 比较微弱，要匹配电视机等音频设备，还 需要把信号进行放大，这个工作就有音频 放大器来完成，一般采用音频专用运算放 大器，比如4558。833等，也有采用普通运 算放大器的，比如LF(M)358等。更高级的 NE5532运算放大器，只有在发烧级的设 备上才使用。音频放大器的主要性能在于 带宽和幅频特性，如果带宽更宽，我们听 到的音频频率范围就更大，还原更真实。 8音视频输出接口 音视频接口多种多样，所以机顶盒也 要提供各种接口来适应各种设备。对于机 顶盒的主要输出设备电视机来讲，一般采 用下面这砦类型的接口： 8．1音频 普遍采用的足RCA(莲花头)的接口。 36 数字技术与应用 一般为立体声(左右声道各一，左声道一 般为白色，右声道一般为红色)。很多机顶 盒也开始采用多声道输出，比如5．1声道 等。现在一些音响都有SPDIF的数字音频 信号接口(标为SPDIF或者数字音频)，所 以一些高级一点的机顶盒都带有这个接 口。接口形式一般采用RCA接头的同轴电 缆或者光纤接口。 8．2视频 (1)S-Video(S端子，Y／C)：现存高级一 些的电视都带有分量输入接口，分量接口 尤其是模拟分量接口并没有国际统一的标 准，目前最为常见的是日本的D端子、欧 洲的SCART端子和美国的三线端子。我 国目前采用的是美国的三线端子。 (2)VGA接口：该接口输出模拟的RGB 信号，目前仅在高清机顶盒上面附带，可 以将视频输出到电脑显示器。 (3)ttDMI(HighEIefinitionMultime- diaInterface，高清多媒体接口)接口： HDMI接口只有在最新的高清机顶盒和最 新的平板电视上才会有。这个接口是一个 新标准，同HDCP配合，可以防止拷贝等。 (4)DisplayPort：DisplayPort是一个 开放的接口，他的接口速率比HDMI更高， 并且适用于电脑及家电，并兼容HDMI，因 此，DisplayPort将来可能取代HDMI接口 成为主流。 9其它接口 除了音视频接口以外，机顶盒还存在 一些其他形式接口，主要包括：高频头输 入接口：IEC阳性(商插，针式^F型(螺纹 连接射频同轴连接器)接头(英制、公制)， 大部分采用英制。高频头环出接口(IEC 阴性(直插，孔式))、串口接口(一般为 DB9)、电话线接口(RJl1)，网络接口 (RJ45)、USB接口。 10电源技术 在目前机顶盒中，广泛采用内置的开 关电源，开关电源的优点是效能高、体积 小，缺点是可能造成干扰，对电源设计者 要求较高。设计较差的电源，电压不稳定 的地区，长时间工作后可能出现失效问 题，造成机顶盒重新启动、不开机等问题。 目前大部分机顶盒为假待机，即待机后功 率摹本不变，实际上仍然处于运行状态， 只是显示关闭。最新技术为真待机电源， 系统待机后，只有电源部分和指示灯在工 作，耗电量大约在0．4W—lW之间。电源 还有一个趋势足电源外置，相对于机顶盒 的其它元件，电源还属于相对易损部件， 当电源模块损坏时，采用内置电源，需拆 开维修，带来很多麻烦；而采用外置电源， 直接更换外置电源即可，设置用户可以根 据指标要求，自行采购标准电源，从而降 低维修复杂程度。相比而言，采用外置电 源将增加一定的成本。 【参考文献】 [1】廖雄涛．数字电视机顶盒从原理到 维修．人民邮电出版社，2009． 万方数据 数字电视机顶盒关键元器件及接口 作者： 田治军 作者单位： 滨州市广播电视网络有限公司,山东滨州,256600 刊名： 数字技术与应用 英文刊名： DIGITAL TECHNOLOGY AND APPLICATION 年，卷(期)： 2010(4) 参考文献(1条) 1.廖雄涛 数字电视机顶盒从原理到维修 2009 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_szjsyyy201004084.aspx