三、单片式解复用与解码器芯片
数字电视机顶盒的主要功能就是将接收的数字电视信号转换为模拟电视信号,使用户不用更换模拟电视机就能收看数字电视节目。经过一体化调谐解调器解调后输出的TS码流是一种包含视频、音频和数据信息的多路节目数据流,按MPEG-2标准复接而成。因此。在解码前要先对TS码流进行解复用。根据所要收视节目的包识别符(PID)提取出相应的视频、音频和数据信息,恢复符合MPEG-2标准打包的节目基本流(PES),然后进行MPEG-2解码。节目基本流数据包送到MPEG-2解码器芯片解压缩,生成符合CCIR601格式的视频数据流和符合PCM格式的音频数据流,分别送到视频编码器和音频DAC(数模转换器),再按一定电视制式(PAL或NTSC)生成模拟电视信号,供电视机接收。
目前开发的MPEG-2解码模块将系统解复用模块集成到一起。因此也被称为单片机,主要产品有ST公司生产的STi5500、5505、5516、5518型芯片,Hyundai公司的ODM82ll芯片,富士通公司的MB87L2250芯片及LSI公司的SC2000、SC2005型芯片等。北京海尔公司也研制了可商品化的MPEG-2解码芯片,命名为“爱国者一号”与“爱国者二号”。
卫星数字电视机顶盒与有线数字电视机顶盒的主要区别在信道解调,前者采用QPSK解调,后者采用QAM解调。其信源解复用与解码均采用相同的单片式解复用与解码器芯片。
1、有线数字电视机顶盒主芯片SC2005简介
SC2005芯片是LSI LogIC公司近期推出的性能更优的机顶盒专用芯片。SC2005中集成了一个嵌入式32位CPU(MIPs)和32位RISC系统。3个RS-232接口,1个IEEEl394链路接口,1个lEEEl284并行接口。1个10Base-T以太网接口和若干通用I/O接口,以及DRAM控制器、Smart卡接口和IIC总线接口等。SC2005芯片的内部结构图如图5所示。
采用SC2005芯片的有线数字电视机顶盒有深圳同洲CDVBC5120、5120E、5128、5150G、5180、5152E及四川九洲DVC-2008CT型有线数字电视机顶盒。
SC2005芯片主要包括以下几部分:
(1)嵌入式CPU高性能微处理器兼容于MIPS EZ4102,内部包括通用寄存器、系统控制处理器(CPO)、算术逻辑单元(ALU)和移位器。寄存器支持源操作数执行单元,并将处理结果存入旧的寄存器;CPO处理包括中断在内的例外事件;ALU完成算术与逻辑运算。以及计算地址等操作,移位器主要完成移位操作。
CPU总线接口用于CPU与其外围单元交换数据,它通过内部总线分别与CPO、存储器管理单元(MMU)和总线接口单元(BIU)实现紧耦合连接,从而增强CPU的通用计算功能。柔性链接口用来与复用/分开单元相接,以增强DSP命令和应用的能力。由于FJA1102不是哈佛结构,它只提供单个存储器接口代替指令和数据存储的接口。
(2)解复用器SC2005芯片内的解复用器包括传输流解复用器和节目流解复用器。解复用器由信道接口、信道FIFO、PID处理器、PID后处理器、内部音/视频接口和节目时钟提取电路等组成。其中信道接口提供自动传输包同步字节检测。及实现同步锁定/未锁定的具有可编程延迟时间的滞后机构。一旦建立同步。信道接口就通过信道FIFO将完整的传输包传输到PID处理器。信道接口还检查传输包的完整性,指示传输错误等。
PID处理器内包含32个寄存器和一个有30个入口(0~29)的PlD表。
入口0~29定义了通用PID表寄存器,入口30和31指示音频、视频节目基本流(PES)包PID。PID处理器还包含PID滤波器和解扰器。PID处理器将每个传输包中的PID值与编程在P1D表中的PID值进行比较,得到所选节目的音、视频PES,将音、视频码流分解出来。解扰器用来对按DVB标准加扰的传输包、PES包和传输数据进行解扰。
DVB解扰器将解扰的传输包送到PID后处理器,在那里进行传输包头滤波、PES包头滤波、数据滤波和ECM滤波等处理。
(3)MPEG-2解码器SC2005芯片内的MPEG-2解码器包括IIC总线接口、DMA控制器、MPEG-2音频,视频解码器接口、音频解码器、视频解码器和音频D/A转换器等电路。视频解码器和音频解码器都使用外部存储器作为缓冲器。
(4)在屏图形8并行SC2005芯片内集成了一1串行个在屏图形(OSG)子系统。该子系统能将产生的图文与解码视频相叠加,还能产生光标、OSD和静止平面。光标平面是一个透明的平面。支持16色、32x32像素光标,可位于显示区域的任何一处。OSD平面用于显示复用的OSD区域,如链表之类。该平面支持RGB和YCrCb视频格式。能在每种颜色或每个像素与其他平面混合。静止平面支持YCrCb 4:2:0和4:2:2静止图像,还能运载4:2:2场消隐插入(VBI)数据。
SC2005芯片内的OSD控制器允许在解码的视频顶部叠加文本和图形,这些叠加的文本和图形可在输出前与解码的视频在数字上混合。叠加数据总是以相同的尺寸显示,而不管分辨率或视频数据的方式。视频数据的摄像和扫描也不影响叠加数据的位置。
视频解码器产生解码的YCrCb 4:2:2视频平面,并将其直接送到混合器/编码器,在那里进行混合编码。
(5)视频编码器SC2005芯片内集成了一个视频编码器,可将8位或16位YCrCb数字视频流编码产生复合视频、S视频或RGB视频信号,支持包括PAL、NTSC和SECAM制式。它由数据控制单元、编码器、输出接口、RGB处理器和D/A转换器等部分组成。
(6)音频D/A转换器SC2005芯片内还集成了一个音频D/A转换器,与其他音频D/A转换器一样,它也是一种具有可编程锁相环(PLL)的立体声数模转换器,其作用是将由音视频解码器输出的PCM音频数据转换成具有左、右声道的模拟立体声音频信号。
(7)10Base-T以太网接口SC2005芯片内包含了一个10Base-T以太网控制器。为系统提供了一个以太网接口,使系统能以高速方式与PC机进行通信。