基于CX2443x的數(shù)字電視機(jī)頂盒設(shè)計(jì)

當(dāng)前，廣播電視正處于模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)，單向廣播向雙向交互式傳輸，基本業(yè)務(wù)向擴(kuò)展和增值業(yè)務(wù)的過(guò)渡和發(fā)展階段。數(shù)字有線(xiàn)電視機(jī)頂盒正是這一發(fā)展階段的產(chǎn)物。借助機(jī)頂盒，人們不僅可以用原有的模擬電視收看數(shù)字電視節(jié)目，還可利用數(shù)字機(jī)頂盒交互式功能獲得電子節(jié)目指南(EPG)、視頻點(diǎn)播(VOD)、收發(fā)電子郵件、數(shù)據(jù)廣播、遠(yuǎn)程教育等增值服務(wù)。具體操作上，需要在用戶(hù)終端的模擬電視機(jī)上加裝機(jī)頂盒以完成數(shù)字電視信號(hào)和數(shù)據(jù)的接入，并完成視音頻信號(hào)的解碼輸出。本文介紹了機(jī)頂盒系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。

　　器件的選型

　　選擇芯片時(shí)除了要滿(mǎn)足基本的接收數(shù)字電視功能，還要能夠使用戶(hù)通過(guò)有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)Internet的高速接入，即要具備STB和Cable Modem兩種基本的應(yīng)用模塊。根據(jù)這一需求，本設(shè)計(jì)選擇了CONEXANT(科勝訊)公司的交互數(shù)字電視機(jī)頂盒單芯片CX24430為核心來(lái)設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)。

　　系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)

　　本系統(tǒng)以CX24430芯片為核心，還包括電纜調(diào)諧器(Tuner)、上行功率放大器、作為固化程序和存儲(chǔ)節(jié)目參數(shù)用的閃存、配合CPU處理和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)使用的SDRAM、EEPROM、音頻DAC及音視頻輸出電路和電源單元等，此外，還有用于軟件調(diào)試的Multi-ICE接口和用于終端監(jiān)控的RS23接口以及USB接口、1394接口和以太物理層RJ45接口等。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

　　圖1 機(jī)頂盒終端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

　　本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要?jiǎng)?chuàng)新之處在于系統(tǒng)采用雙CPU架構(gòu)，各自獨(dú)立地支持Cable Modem和系統(tǒng)的應(yīng)用程序運(yùn)行?；竟ぷ髁鞒淌牵簲?shù)字電視信號(hào)從電視臺(tái)經(jīng)過(guò)有線(xiàn)電纜傳輸?shù)接脩?hù)后，若要恢復(fù)出原始的圖像和聲音，需要經(jīng)過(guò)多個(gè)過(guò)程。首先進(jìn)行信道解調(diào)和解碼，然后對(duì)輸出的傳輸流進(jìn)行信源解碼，包括解復(fù)用、音視頻解碼、圖形處理、視頻編碼和音頻DAC等。

　　主要模塊的硬件設(shè)計(jì)

　　1 系統(tǒng)前端接入部分的設(shè)計(jì)

　　綜合業(yè)務(wù)數(shù)字有線(xiàn)電視雙模機(jī)頂盒的前端射頻接入信號(hào)主要包含下行帶內(nèi)的數(shù)據(jù)流(包括音視頻和IP網(wǎng)絡(luò))、下行帶外的數(shù)據(jù)流和上行數(shù)據(jù)流(包括帶內(nèi)和帶外);其中帶內(nèi)頻率的通道用來(lái)傳輸音視頻和IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，帶外頻率的通道主要用來(lái)傳輸CATV網(wǎng)絡(luò)頭端的電纜調(diào)制解調(diào)終端系統(tǒng)(CMTS)和用戶(hù)端的機(jī)頂盒的控制參數(shù)和交互信息，而且各種信息和數(shù)據(jù)在HFC網(wǎng)絡(luò)上通過(guò)頻分復(fù)用和時(shí)分復(fù)用得到并行的處理。

　　前端接入部分的設(shè)計(jì)如圖2所示。其中，PMX1338C為集成模塊，接收射頻信號(hào)，包括LNA低噪放大器、同向雙工器(將發(fā)射和接收的射頻信號(hào)隔離)和信號(hào)分離器(將下行信號(hào)分發(fā)到相應(yīng)的端口);MT1530包含反混頻濾波和上行信號(hào)功率放大;CX2443x用做數(shù)字解碼和編碼以及輸出到外部接口。

　　圖2 系統(tǒng)前端接入電路圖

　　圖3 機(jī)頂盒接受系統(tǒng)后端電路圖

　　音視頻輸出部分電路設(shè)計(jì)

　　在機(jī)頂盒接收系統(tǒng)中，CX2443x后端子系統(tǒng)的視頻和音頻解碼器構(gòu)成了系統(tǒng)音視頻輸出接口;解碼后的音視頻信號(hào)從半導(dǎo)體晶振輸送到立體聲DAC CS4335，或者從雙重的音/視頻信號(hào)開(kāi)關(guān)輸送到CX2161R。音視頻信號(hào)輸出部分的電路如圖3所示。