2007年7月
深圳市同洲电子股份有限公司
有线数字电视机顶盒
一、数字电视系统
1.1数字电视
数字电视（DTV，DigitalTelevision）并不是指用户家庭
中使用的电视机。它是一个系统概念，具体的定义是：
一个从节目摄制、制作、编辑、存储、发射、传输、到
信号的接收、处理、显示等全过程完全数字化的电视系统。
数字电视的优势
与模拟电视相比，数字电视有以下特点和优势：
?清晰度高、音频效果好、抗干扰能力强；
?节目数量成倍增加；
?可开展多功能业务。
数字电视系统结构
卫星节目
CDVB5110G
免费卫视节目
自办节目
SDH
编码器
适配器
复用和加扰
CDVB5100CI
数据广播服务器股票服务器EPG发生器
交换机
混合器
收费卫视节目
调制器
HFC
数字电视系统结构框图
卫星接收机
码流转化器
编码器
EPG广播
复用加扰调制器机顶盒
电视机
HFC
1.2MPEG-2(MovingPictureExpertsGroup)编码
模拟信号数字化后，信息量激增，必须采用相应的数据压缩
标准。数字电视广播采用MPEG-2视频压缩标准，适用多种清晰
度图像质量。音频目前则有AC-3和MPEG-2两种标准。信源解码
器必须适应不同编码策略，正确还原原始音、视频数据。
MPEGII的解码模块可以称为CPU以外的核心模
块，MPEGII数字传输中采用交织编码，首先需要对码
流进行去交织，视频、音频和数据码流的分离工作，以
及视频码的解码工作。经以上各步骤MPEG－II码流成
为视频和音频数字信号。
1.3机顶盒
机顶盒（英文名全称是SetTopBox，简称STB）是指
用来增强或扩展电视机功能的一种信息设备，由于人们通
常将它放在电视机的上面，所以被称为机顶盒或顶置盒。
目前机顶盒的主要功能就是，接收前端发送过来数字信
号，并把数字信号转换成为模拟电视机能够识别处理的模
拟信号。
随着数字电视业务的逐步增多，机顶盒的功能将会越来
越丰富，在人们的日常生活中发挥越来越重要的作用。
机顶盒的分类
数字电视机顶盒可以根据它的发展过程、软硬件配置、
功能及传输方式进行分类。
根据最常用的传输方式分类方法，机顶盒可以分为：
a、有线数字电视机顶盒；
b、卫星数字电视机顶盒；
c、地面数字电视机顶盒。
二、机顶盒硬件
机顶盒硬件就是一个稍微复杂的单片机硬件,有一个主芯片
(CPU),有自己的存储器,外围电路,输出端口等.
一个典型的单片机硬件:
?主芯片(CPU);
?存储器(SDRAM,FLASH);
?输出接口及显示(LED);
?供电电源;
典型的机顶盒硬件包括：
?高频头
?主板
?智能卡插槽
?供电电源
?前面板
2.1高频头（tuner）
主要功能---信道解码：
a、高频滤波---将47MHz~862MHz之外的频率信号过滤；
b、信号放大---将传输过程中衰减的信号进行放大处理；
c、调谐---将射频（RF）信号进行选频、降频处理，输出中频（IF）信号；
d、锁定频率；
e、解调---处理中频（IF）信号，输出数据；
f、环出射频（RF）信号。
主要参数：
a、接收频率范围：47~862MHz；
b、输入阻抗：75Ω；
c、频道带宽：8MHz；
d、输入电平范围：45~77ｄＢμV（64QAM）；
f、支持符号率范围：3.6~6.952MS/s；
2.2主板
典型的机顶盒主板硬件包括：
?主芯片
?内存
?FLASH
?E
2
PROM
?外部接口
主芯片
主要功能：
?解复用
?解扰
?信源解码
?数模转换
主要指标:
?主频MHz
?指令处理速度MIPS
存储器
动态随机存储器（DRAM）：只有在通电时才保持所存储的信息；
非易失存储器（NVRAM）：用于存储掉电后需要的数据，可在多种
存储器上实现，如FLASH和E
2
PROM。
外部接口
?RF输入
?RF环出
?左右声道输出（RCA）
?视频基带信号（CVBS）输出
?S/PDIF数字音频输出
?S-Video端子输出
?RS-232串口
2.3智能卡插槽
主要功能：
接收由主芯片解复用后的ECM信息和EMM信息，通过智能卡上
的分配密钥，逐步解密，得到CW（控制字），传送给主芯片处理，得
到解扰的音视频数据。
条件接收（CA）系统
密文TS流
明文TS流
加扰
控制字加密
业务密钥加密
ECM
EMM
传输网络
解密
解密
智能卡中的密钥
业务密钥
控制字
解扰
明文TS流
智能卡中的密钥
2.4供电电源
为机顶盒硬件的有源器件供电：
?将220V的交流电压转为直流电压；
?向主板提供3V、5V、12V的直流电压。
2.5前面板
?面板按键输入
?红外遥控输入
?LED显示输出
三、机顶盒软件
机顶盒从硬件上来看可能只是一个复杂的单片机硬件，但是从
整体上来看，它已经不是一个单纯的硬件设备了，它还包括了操作
系统和大量的应用软件。
3.1基本软件功能
?搜索节目
?管理节目
?播放节目
搜索节目
管理节目
播放节目
3.2软件构成
软件系统是机顶盒的核心，通过软件来驱动硬件来完成各
种功能。在机顶盒中，除了驱动程序和主芯片自带的实时操作
系统外，我公司自己编写的软件主要包括以下几种：
?Booter；
?Loader；
?Application。
程序类型
特点
BOOTERLOADERApplication
功能
STB的启动程序
用于通过TS流升
级更新
Application
实现STB的主
要功能。
生命周期
最长，与STB相同。
可以更新更新最频繁
其它
程序最小，没有
OS，没有界面。
程序比较小，一
般有OS，有简单
的界面
程序最大，最
复杂，有OS，
有复杂的界面
3.3软件更新
由于存在以下2种原因，机顶盒的软件需要更新：
?解决应用中出现的问题；
?满足客户的功能需求。
软件更新的方法有2种：
?串口升级；
?大网升级（OTA）。
四、机顶盒可实现的业务
4.1视频广播业务
视频广播业务是数字电视的基本业务之一。终端机顶盒
接收到数字信号后，播放service_type=0x01的电视节目，用
户可以收看运营商前端播放的视频节目。
4.2音频广播业务
音频广播业务是数字电视的基本业务之一。终端机顶盒
接收到数字信号后，播放service_type=0x02的电视节目，用
户可以收听运营商前端播放的音频节目。
4.3电子节目指南（EPG）业务
EPG的英文全称是ElectronicProgramGuide，一般称“电子
节目指南”，它是传输流中所包含的亚信息。
EPG的目的是为用户收看电视节目和享受信息服务提供一
个良好的导航机制，使用户能够方便快捷地找到自己关心的节目、
查看节目的附加信息。
终端机顶盒可支持EPG功能，详细的EPG信息根据前端播放
的表信息来显示节目信息。
基本功能
1、节目单：以“频道_时间”方式提供一段时间内的所有电视节目
信息；
2、当前节目播放：从节目单中选择当前的节目进行播放
扩展功能
1、节目附加信息：给出节目附加信息，如节目情节介绍；
2、节目分类：按节目内容进行分类，如体育、影视等；
3、节目预订：在节目单上预约一段时间之后将要播放的节目，
届时自动播放，
4、家长分级控制：对节目内容进行分级控制。
4.4准视频点播（NVOD）业务
准视频点播系统通常由采编工作站、视频服务器构成。
系统结构图如下：
准视频点播的实现，通常的做法是在一定的可用带宽内，
把这个带宽根据播放不同码率节目流的需要预先分成几个小的
逻辑通道，然后这几个逻辑通道按照一定的时间间隔来播放该
节目。在终端机顶盒上，用户就可以根据各通道节目的起止时
间，选择或预定任意一个通道的节目收看。
例如，一个90分钟的影片，我们为它安排6个通道进行共享
点播，每个通道的开演时间间隔是15分钟，每15分钟，就有一
个通道从头开演，只要用户切换到开演的通道上收看就可以了。
用户的平均等待时间只有7.5分钟。同时也可根据概率计算，在
收看高峰期，播放影片开头的通道可相应的增加。
从上图中，我们可以看出把一个节目（片长为1小时30分）
编排在以这6个逻辑通道为一组的NVOD信道组上，那么0:00，
0:15，0:30，0:45，1:00，1:15，1:30，1:45，2:00等都是本
节目开始播出的时刻，只要在相应时间到相应的通道上去看，
就可以从头开始看一部影片。在机顶盒主页菜单上，用户可以
看到上述的节目播出开始时刻表，用户可以选择自己方便的时
间去收看。
4.5数据广播业务
数据广播是政府部门贴近群众的民心工程。由中心控制
播放所有的内容到终端用户，用户信息安全，能够很好地为文
化宣传服务，为家庭提供健康的资讯内容服务。
交换机
TS
数据广播编辑器
数据广播播发器
4.6证券业务
股票数据
接收
股票数据
转换
股票数据
上传
数据
打包
数据
播发
股票接收工作站
股票数据播发服务器
股票证券业务可实现功能
?股票实时行情：
股票数据接收工作站接收实时的DBF库文件，DBF库文件
经过格式转换后，通过数据广播服务器打包后播发到HFC网上。
?公告资讯：
把深、沪交易所的公告信息、金融证券资料整理，放在指
定的播出目录下，打包播出，可以在机顶盒股票分析软件的相
关目录下收看到公告资讯。
4.7广告业务
目前国内数字电视整体平移工作已逐步启动，数字电视
平移项目投入成本相当高，尤其终端机顶盒投入成本巨大，
如何尽快地收回投资成本，实现产值利润，向来是广电运营
商所关心的问题。
根据近几年的行业经验来看，单向机顶盒除了传统的视音
频广播收入是经济基础来源外，NVOD、数据广播也是新的利
润增长点。但是单凭这几点，还是远远不够的。
为此同洲公司根据在业内多年的研发、市场经验，同时结
合众多广电运营商的要求，适时推出了一套数字电视图文广
告插播系统。本套系统可以在机顶盒开机画面、主菜单等界
面上以图片、文字、视频短片的形式发布广告信息。该业务
的推出，有助于进一步挖掘单向数字电视平台的增值潜力，
帮助广电运营商开拓新的收入来源。
实现的广告插播业务主要有如下形式：
?机顶盒开机后正式进入视音频业务或数据业务内容之前，自
动插播数秒的广告信息。广告内容可以是动、静态广告图片
或一小段广告视频流；
?在机顶盒主菜单界面上嵌入广告信息。广告内容可以是动、
静态广告图片或一小段广告视频流；
?在机顶盒音频广播背景画面上显示广告信息。
广告实现形式
广告业务实现系统图
广告业务实现方法
对于已经投入使用的DVB系统平台，一般EPG与前端
复用器的集成已经完成，因此，我们要做的工作只是找到一
个尚有6M~10MHz左右带宽余量的频道，并且相对应的复用
器能提供一个空余的ASI接口，然后在这台复用器上做好设
置将广告码流复用到该频道就可以。
4.8视频点播（VOD）业务
视频点播业务即VOD（VideoOnDemand）业务，用户可以
根据自己的喜好，从运营商提供的节目库中，选择观看节目，
由原来被动收看方式变为主动收看方式。
根据不同的收看方式，互动点播可以分为：
1、按次点播：用户点播每部节目，都及时扣除一次费用，用户
可以在一定的时间段内任意观看该部节目；
2、订阅式点播：即包月点播，用户一次性缴纳所有费用，便可
以不受时间限制，随时观看点播节目。实现运营商快速盈利；
3、免费点播：运营商可以将部分节目设定为免费提供，并在点
播页面上单独列出，虽然这项服务不能为运营商带来直接的收
入，但此服务可以为观众带来VOD的真切体验，可以称为数字
交互电视的活广告，来吸引没有购买此类服务的用户去购买并
使用数字电视或VOD服务。网络运营商也可以通过此方式来促
进、加快数字电视的整体转换；
视频点播与视频广播业务最大的区别在于操作方式，观看
互动点播节目时，用户可以使用遥控器实现节目的快进、快退、
暂停、停止和快速拖动。
4.9时移电视业务
时移电视业务是双向业务平台的主要内容之一，它在不增
加双向机顶盒硬件成本的条件下，通过有线电视网络实现“时移
电视”功能。用户在观看电视的过程中，可象观看DVD一样“暂
停”、“快退”和“快进”，让观看过程更加轻松、随意。
相对于PVR（PersonnelVideoRecorder）机顶盒，时移电视
业务的特点在于：前端视频服务器对某些收视率高的频道进行
实时录制（前后有时间段限制）。而PVR则是使用机顶盒上的
硬盘录制。
4.10互动游戏业务
互动电视游戏业务提供了多类互动休闲游戏，如：棋类、
牌类、麻将类、益智类等游戏，可同时应用于双向机顶盒终
端及PC。
与单向机顶盒集成的简单游戏相比，互动游戏具有覆盖
用户广、整体功能强、操作简便和更改灵活等特点。必将成
为未来用户休闲娱乐的选择之一，从而成为运营商新的增值
点。
五、机顶盒软件升级
软件更新用于对用户进行软件升级,解决以往问题常用的一种
方法,也是技术支持工作中要用到的方法之一.
?串口更新软件;
?空中升级新软件;（OTA）
软件更新原理
?FLASH规划好各自软件模块的地址空间，软
件更新即是将FLASH的某个区间重新写入新
的程序；
?如软件升级指的是对应用程序进行更新，当
然也可以对Boot、Loader及Font等其他资源
进行升级更新；
字库
（FONT）
应用程序
（APP）
配置
（CFG）
开机画面
（Log）
其他资源
（…）
Loader
Booter
FLASH空间规划
串口更新软件
字库
（FONT）
应用程序
（APP）
配置
（CFG）
开机画面
（Log）
其他资源
（…）
Loader
Booter
加电启动
Booter启动
有升级需求？
执行软件更新
YN
启动APP
应用程序
（APP2）
FLASH空间规划
联系方式
深圳市同洲电子股份有限公司
市场技术部
郭晓蕊（技术支持工程师）
E－mail：guoxiaorui@coship.com
Tel:0755－26990000－8229
谢谢！
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