DigitalTV的日志

数字机顶盒（下）

已有 458 次阅读 2009-09-25 16:42 标签: 数字机顶盒

五 数字电视中间件技带

数字电视中间件(：Middleware)位于数字机顶盒内部底层软件与高层应用程序之间，如图10-22所示。它将应用程序与底层的实时操作系统(RTOS，Real-Time OperatingSystem)以及硬件驱动相隔离。中间件技术是数字交互式电视的核心技术，从本质上分析，中间件是一个纯软件系统，它通过定义一组完整的标准应用程序接口(API，ApplicationProgram Interface)，使应用程序独立于操作系统和硬件平台，其设计开发目的是实现数字电视交互功能的标准化。

中间件是数字交互式电视的软件平台，通常由HTML虚拟机、Java虚拟机、Java虚拟机、MHEG-5虚拟机、网络浏览器、图像与多媒体模块等组成。中间件具备功能强大的实用工具库，应用程序利用中间件可实现“一次开发、多次使用”的功能，从而使应用程序的开发变得简捷、便利。中间件实现一系列功能，主要包括内存管理、通信管理、图形系统管理、SI数据装载、系统资源管理以及与前端系统间的通信及控制等，其产品通常由节目提供商与数字机项盒生产商之外的第三方提供，这对于节目制作提供商以及数字机顶盒生产商的工作简化及标准化非常有利。

制订合适的中间件标准对规范及启动数字电视市场起关键作用，它可为数字电视接收设备的生产以及数字交互式电视的应用开发提供统一规范，目前国际上公认的中间件技术标准主要有以下五种：欧洲的DVB-MHP、日本的ARIB、美国的ATSC-DASE、ATVEF和Cable Labs等。此外，中国在中间件标准的研究上已经取得突破性进展，国家广电总局提出的数字交互式电视中间件技术规范，即媒体烽火台系统(MBT)，它基于DVB-MHP，并经过部分改进与修订，最有可能成为中国国家标准。

DVB-MHP由欧洲DVB组织提出。MHP即多媒体家用平台(Multimedia HomePlatform)，主要定义数字机顶盒的整体结构、传送协议、内容格式、Java虚拟机、DVB-JAPIs、安全性以及各层细节。MHP明确提出数字电视中间件系统中必须包含一个Java虚拟机，为不同的硬件、软件提供公共接口，交互式应用使用Java语言进行编程，同时建议采用HTML，DVB-MHP中间件结构如图10-23所示。

美国制定了一系列中间件技术标准，如ATVEF、ATSC-DASE、Cable Labs等，ATVEF是将HTML作为数字电视内容主要格式的标准，因而与计算机互联网有很大兼容；ATSC组织提出的：DASE(DTV Application Software Environment)，即数字电视应用软件环境，它基于Sun公司的JavaTV，其基本思想是以Java为核心；Cable Labs由OpenCable组织提出，OpenCable旨在制订用于网络数字电视的标准OCAP(OpenCable ApplicationPlatform)。

基于Java语言的开放理念代表着未来数字电视中间件技术的发展方向，Java是由Sun公司开发而成的新一代编程语言，可实现在不同机器、不同操作平台的网络环境中开发软件。Sun公司正在积极推广Java平台进入数字电视、数字机顶盒等领域，并提出了基于Java2 Micro Edition的Java TV API标准，目前已经有许多数字电视公司、电子消费产品生产厂商公开声明其产品将支持Java TV API，并作为全球数字电视软件平台标准。Java TV API针对数字交互式电视而设计，具有媒体同步与应用软件模块功能，其中媒体同步使电视节目的基本视频与背景音频同步，应用软件模块功能则使交互式应用软件与传统电视节目和谐共存，因此JavaTV API代表着数字电视中间件技术的发展方向，将在数字电视领域发挥重要作用，基于Java TV API的数字交互式电视中间件分层结构如图10-24所示。

六 数字机顶盒工作流程

数字机顶盒的工作流程如图10-25所示。由图10-25可见，数字机顶盒具有模拟视频通道、数字视频通道、双向控制通道，因而能够接收模拟广播、数字广播，并实现双向交互功能。具体工作流程如下：从同轴电缆传输来的射频信号经A／D变换、QAM解调以及前向纠错编码后，由ATM处理单元进行数据包解复用，并将数据分为视频流、音频流、数据流。其中视频流经MPEG-2视频解码器解码后，送入PAL/TSC／SECAM解码器，以还原出相应格式的视频信号，在此过程中，可以叠加图形发生器产生的图形信号。音频流由MPEG-2音频解码器解码后由音频D／A转化为模拟音频信号，数据流则传递给CPU，由CPU进行相应处理，CPU可根据数据流中的图形信号来控制图形发生器，CPU也可根据用户选择产生相应的消息数据，经QPSK或QAM调制后由上行信道反馈给视频服务器。

在数字交互式电视系统中，当用户利用数字机顶盒进行视频、音频等节目点播以及其他数字交互应用时，用户首先向视频服务器提出访问请求，视频服务器根据用户请求对被访问数据进行协议处理，然后经过打包、调制，通过传输网络将数据发送出去。由于每个数字机顶盒都拥有自己的实地址，实地址信息存储在数字机顶盒ROM中，而视频服务器提供的每一个线程均有一个虚地址与之相对应。用户数字机顶盒具有能够对整个地址空间进行解码的功能，当用户进行节目点播时，数字机顶盒实地址就与所需求的虚地址相连，视频服务器便通过虚地址向用户传送节目，从而实现节目点播功能。

数字机顶盒(STB)的加电自举程序、定时询问程序、节目浏览与选择程序、初始选择过程、节目处理流程、程序完成流程和状态处理流程分别如图10-26、图10-27、图10-28、图10-29、图10-30、图10-31和图10-32所示，读者可根据流程图进行分析，这里不详细介绍。

总之，数字机顶盒不仅是数字电视系统与宽带多媒体通信网的重要组成部分，更重要的是，数字机顶盒中技术含量很高，其中主要涉及多媒体通信技术、数据压缩编码技术、宽带网络技术、宽带传输技术、高速调制解调技术等，它们是构建未来信息高速公路的关键技术，因此加快发展数字机顶盒产业，研究开发具有自主知识产权的STB核心芯片，对于数字电视产业以及整个信息产业的发展都具有特别重要的意义。