详解智能机顶盒结构及嵌入式系统

新一代交互式嵌入式机顶盒系统设计-随着科技的不断发展，交互式嵌入式机顶盒已经成为很多家庭娱乐中必不可少的设备。

而随着人们对娱乐内容的需求不断增加，现有的交互式嵌入式机顶盒系统已经无法满足用户的要求，因此，新一代交互式嵌入式机顶盒系统应运而生。

本文将介绍新一代交互式嵌入式机顶盒系统的设计及应用。

一、系统设计新一代交互式嵌入式机顶盒系统不仅扩展了传统机顶盒的功能，而且提供了更多的交互方式和更加智能化的用户体验。

该系统主要分为以下几个部分：1.硬件设计硬件设计方面，新一代交互式嵌入式机顶盒采用了更先进的处理器和更大的内存，以提高整个系统的运行速度和稳定性。

同时，机顶盒还配备了各种传感器和信号输入设备，如语音输入设备、摄像头等，以提供更多的交互手段。

2.软件设计软件设计方面，机顶盒系统采用了更加智能化的算法和更多的数据分析技术，以提高智能化程度和用户体验。

同时，系统还加入了更多的应用和多媒体资源，提供更多的娱乐内容和服务。

二、应用新一代交互式嵌入式机顶盒系统可以应用于各种场景，如家庭娱乐、智能家居、商业展示等。

下面简单介绍几种应用场景：1.家庭娱乐在家庭娱乐方面，新一代交互式嵌入式机顶盒系统可以为用户提供更多的娱乐内容和交互方式。

通过内置的摄像头和语音输入设备，用户可以实现语音控制、手势控制等多种方式操作机顶盒，同时还可以通过机顶盒播放在线视频、音乐等多种资源。

2.智能家居在智能家居方面，新一代交互式嵌入式机顶盒系统可以与智能家居设备进行联动，实现智能化控制。

例如，可以通过机顶盒控制智能照明系统、智能窗帘等多种设备，让用户更加舒适、便捷地生活。

3.商业展示在商业展示方面，新一代交互式嵌入式机顶盒系统可以为商家提供更加智能化的展示方式。

例如，在展示商品时，可以通过机顶盒播放相关视频、图片等资源，同时还可以实现用户与机顶盒进行交互，获取更多的商品信息。

综上所述，新一代交互式嵌入式机顶盒系统对于改善用户体验和提高智能化程度具有重要意义。

解析智能电视机顶盒从去年的IFA2011、CEATEC 2011,到刚刚结束的CES2012,显示设备的发展无疑是热点中的热点。

现今，电视领域除了继续朝着显示技术方向深入拓展之外，特别是OLED与RGB三色LED电视技术的高速发展与成熟，极有可能在未来成为主流。

最为引人注目的莫过于电视的智能化、网络化与娱乐化。

智能化是让电视摆脱存在已久的单一化电视接收与播放固有特性，通过内置智能化系统，利用各种各样的不同软件实现对于传统电视来讲是前所未有的崭新功能。

网络化则将电视融入到开放的互联网络世界之中，让用户可以享受网络中带来的极致精彩。

现在，各大电视厂商都在自家最新的电视系列中加入智能网络化功能，令电视变得更加聪明、人性化与互动化。

不得不提的是，绝大多数品牌的电视都是内置了来自Google的Android系统，这得益于Android系统本身开源性的特点。

实际上，这一切的起源都来自2010年下半年所诞生的Google TV.回忆在Google I/O 2010（Google开发者大会）上隆重地向各界推出了全新的Google TV.由大会上获悉，Google TV包括了Google设计的智能化的电视系统、Intel（英特尔）高性能的处理器、Sony（索尼）的平板电视以及Logitech（罗技）提供的带有QWERTY键盘的Harmony智能遥控器。

经过快两年的高速发展，虽然Google TV并没有真正打入消费电子市场，但却撼动了平板电视领域、高清播放机领域甚至是IT领域，各种针对智能网络化的产品不断推出，而智能电视机顶盒就是当中的代表性产品，它能够将一部普通的平板电视转身变成一款功能丰富的智能网络娱乐电视。

现在的智能电视机都内置了较大的内存与存储空间，保证了程序运行的流畅性，并且还内置了WiFi无线网卡以及带有有线网络LAN端口，让用户能够以更方便的方式连接到网络之中。

下面将从部分高端智能电视机顶盒中的核心处理器、图形处理器以及智能系统版本等多个技术角度出发，全面分析智能电视机顶盒的现状。

深入了解数字机顶盒的结构和工作原理数字机顶盒接收各种传输介质来的各种数据信息和数字信号，通过解码技术、音视频编码技术解、解调技术和复用技术，可以在模拟信号电视机上收看精彩的数字电视节目和各种有用数据信息。

以有线数字机顶盒为例，它的工作原理是：有线数字机顶盒接收数字电视节目、处理数据业务和完成多种应用的解析。

信号源是在进入客户的有线电视网络前要完成两级的编码，一级是视频、音频信号的信源编码流，另一级是传输用的数字信道编码流。

另外还要跟前端相应，接收端的机顶盒首先从传输层提取数字信道编码信号，完成数字信道的解调，其次是还原压缩的信号源编码信号，恢复原始视频、音频流，同时可以完成各种数据接收和解析。

根据国家互联网信息和广电数字电视要求，一个数字机顶盒的硬件结构是由数字信号处理(信源解码和信道解码)、控制部件和机顶盒接口等几大部分组成的。

数字机顶盒从功能上看是电视机和计算机的混合产物，但它们的内部结构和原理却不一样，从应用操作和信号处理上看，机顶盒应包括以下几个层次：(1）机顶盒的输出接口：包括模拟信号的音频和视频接口、数据接口、数字视音频接口、鼠标、键盘等。

(2）机顶盒用户层：包括电子节目表、浏览器、有条件接收、服务信息、遥控、数据解码、图形用户界面。

(3）机顶盒节目层：包括MPEG/AC—3音频解码、MPEG—2视频解码。

(4）机顶盒传输层：包括解复用技术，它把传输流分成数据包、音频和视频。

(5）机顶盒连接层和物理层：包括VSB解，OFDM、QAM、QPSK、调高频调谐器等交织解码。

数字机顶盒的工作原理:第一、机顶盒的高频头接收来自广电有线网络的高频信号，然后通过QAM解调器来完成信道的解码，再从载波中分离出包含视频、音频信号和其它数据信息的传送流。

第二、在传送流中一般都会包含多个视频流、音频流和一些其它的数据信息。

第三、机顶盒里的解复用器则用来区分不同的数字电视节目，提取相应的视、音频流和数据流，送入MPEG－2解码器和对应的解析软件，然后完成数字信息的还原过程。

关于嵌入式智能数字机顶盒系统设计摘要：我国的数字电视技术正在积极的推广运用，数字电视的产业化发展必须要做到电视机与机顶盒技术的统一协调，改变以前市场上的机卡配对模式，因此本文分析了嵌入式智能数字机顶盒系统设计。

关键词：嵌入式；智能数字机顶盒；系统设计引言机顶盒的硬件结构随功能和工作方式的不同有着很大的区别，但其基本的组成一般是高性能的处理器内核、存储器、通讯接口、数据解码器、视频音频图像处理器、电视编码及接口、外围IPO 接口等。

1、系统硬件设计机顶盒系统硬件技术含量较高，主要包括解调及信道解码技术、解复用及信源解码技术、加解扰技术、条件接收以及大规模集成芯片技术等。

有线电视信号传入机顶盒硬件系统后，前端的调谐器VA1T1ED6060和解调器STV0370将完成解调及信道解码部分，处理后的传输流直接传送至主芯片STIH416中。

由于STIH416集成有ARM CortexA9 MPCore双核应用处理器、ARMMali400MP图形处理器、专用传输流处理器以及自适应视频流转码器，因而解复用和信源解码等功能的实现都可以在主芯片中进行。

最后提取出来的音视频信号，通过接口传输至显示设备。

1.1 网络接入模块多媒体网络信号通过自适应网络转换器后，与以太网控制芯片DM9000A连接，再与STIH416进行数据交换，系统所需的物流地址等信息在E2PROM中存放，最终主芯片将解码后的多媒体信号呈现到显示设备中。

基于DM9000A的网络接入硬件电路如图2所示。

以太网网线通过接口RJ45接入，多媒体网络信号经作为自适应以太网交换器的PH163539后，通过双统线TX乘RX传输到16位模式的DM9000A芯片中。

为了提高差分阻抗匹配精度，两路信号分别使用了两个49.9 Ω 的精密电阻进行差分设计。

DM9000A的CMD信号线是根据高低电平来确定访问DM9000A的数据端口还是地址端口，并实现控制寄存器和状态寄存器的读写。

机顶盒的主要结构硬件结构从数字电视机顶盒的构成上看，主要包括硬件和软件两大部分。

从结构上看，机顶盒一般由主芯片、内存、调谐解调器、回传通道、CA（Conditional Access）接口、外部存储控制器以及视音频输出等几大部分构成。

调谐解调器调谐解调器部分的作用是将传输过来的调制数字信号解调还原成传输流，调谐解调器的不同就构成了不同的数字机顶盒，例如用于QPSK解调的卫星机顶盒（DVB-S），用于QAM 解调的有线数字机顶盒（DVB-C）以及用于OFDM解调的地面传输数字机顶盒（DVB-T）。

目前市场上比较流行的调谐解调器的生产厂商有Thomson、Sharp等，国内也有一些厂商生产解调器，例如澜起，国芯等，占有一定的市场份额。

主芯片随着芯片技术的发展，越来越多的厂家将机顶盒的功能更多地集成在一个主芯片里，例如现在大部分厂商都将CPU、解码器、解复用器、图形处理器与视音频处理器集成在芯片中，甚至一些以Philips为代表的芯片厂商将调谐解调器也集成在芯片中，形成一体化的芯片解决方案，有效地降低了器件成本并提高了可靠性。

在主芯片中，首先根据传输流所传递的标志信息对接收到的传输流进行解复用，然后根据CA智能卡所传递的解扰信息对节目流进行解扰，解扰后的TS流送到视音频解码器中分别对其进行解码，还原成AV信号进行输出，同时，也分离出复用在TS流中的各类系统数据表，送给机顶盒处理器分别输出。

另外，由于在主芯片中集成了CPU和图形管理器，使机顶盒可以完成更多的功能，它可以运行各种软件完成诸多任务，例如股票接收、网页浏览等，也可以通过图形管理器实现2D甚至3D的图形处理，为用户提供更美观的界面，实现交互式游戏等各种高画质应用。

由于CPU是主芯片的核心，因此通常情况下CPU的性能就决定了主芯片的性能。

CPU的性能一般是由主频决定的，主频越高则CPU的性能也越高。

目前最快的CPU主频已经超过了800 MIPS，即使是目前市场上流行、最基本的机顶盒中CPU的主频也超过了50 MIPS。

网络电视机顶盒的原理
网络电视机顶盒（Network TV Set-Top Box）是一种通过网络连接提供电视节目和娱乐内容的设备。

它的原理是将互联网信号转化为电视信号，从而使用户可以在普通电视上观看网络视频、直播节目或者在线点播的内容。

网络电视机顶盒主要包括以下几个组成部分：
1.硬件模块：包括CPU、内存、存储器、显示输出接口等，用于处理和传输数据。

其中，CPU是核心组件，负责运行操作系统和处理各种指令。

2.操作系统：机顶盒使用的操作系统多为定制开发的嵌入式操作系统，例如Android TV、tvOS等，用于管理硬件资源、运行应用程序和提供与用户交互的界面。

3.网络连接：机顶盒通过有线或无线的方式连接到互联网，以获取网络信号。

用户可以通过以太网接口或Wi-Fi连接实现网络访问。

4.多媒体解码器：机顶盒内置的多媒体解码器负责将网络传输的音视频信号进行解码和处理，以便在电视上播放。

5.应用软件：用户可以通过机顶盒上的应用商店或预装的应用程序，访问各类视频平台、游戏、音乐等多样化的娱乐内容。

6.远程控制：机顶盒配备有遥控器，用户可以通过遥控器来控
制机顶盒的各种操作，如切换频道、调节音量、浏览菜单等。

当用户使用网络电视机顶盒观看视频时，机顶盒会根据用户选择的节目发送请求到互联网上相应的视频源服务器，获取视频数据并传送到电视上进行解码和播放。

网络电视机顶盒与传统电视不同的地方在于，它可以通过互联网连接获取网络视频，并且可以安装各种应用程序，实现更多的功能和娱乐体验。

总之，网络电视机顶盒的原理是通过连接互联网，将网络视频信号转化为电视信号，使用户能够在普通电视上观看网络上的各类节目和娱乐内容。

机顶盒的工作原理简介标题：机顶盒的工作原理简介引言概述：机顶盒作为家庭娱乐设备的重要组成部份，其工作原理是如何实现的呢？本文将从硬件结构、软件系统、信号接收、解码处理和用户交互五个方面来介绍机顶盒的工作原理。

一、硬件结构1.1 中央处理器：机顶盒内置的中央处理器负责控制整个系统的运行和数据处理。

1.2 存储器：机顶盒内置的存储器用于存储操作系统、应用程序和用户数据。

1.3 输入输出接口：机顶盒配备了多种输入输出接口，如HDMI、USB、网口等，用于连接外部设备和传输数据。

二、软件系统2.1 操作系统：机顶盒通常运行基于Linux或者Android的操作系统，提供用户界面和应用程序支持。

2.2 应用程序：机顶盒内置各种应用程序，如视频播放器、游戏应用、社交媒体等，丰富用户体验。

2.3 固件升级：机顶盒定期通过网络升级固件，以提升系统性能和功能。

三、信号接收3.1 有线接收：机顶盒通过有线电视信号接收器接收有线电视信号，如电缆电视或者卫星电视信号。

3.2 无线接收：机顶盒通过无线网络接收器接收网络视频流，如OTT视频服务或者在线直播。

3.3 天线接收：机顶盒通过数字电视天线接收地面数字电视信号，如地面数字电视广播。

四、解码处理4.1 视频解码：机顶盒内置视频解码器将接收到的视频信号解码为可显示的视频画面。

4.2 音频解码：机顶盒内置音频解码器将接收到的音频信号解码为可听的声音。

4.3 数据处理：机顶盒通过中央处理器对解码后的数据进行处理，如播放、录制、缓存等操作。

五、用户交互5.1 遥控器：用户通过遥控器对机顶盒进行操作，如选择频道、调节音量、切换应用等。

5.2 用户界面：机顶盒提供用户友好的界面，方便用户浏览节目、设置参数、管理应用等。

5.3 互联网功能：机顶盒支持互联网功能，如在线购物、社交媒体、视频点播等，为用户提供更多娱乐选择。

总结：机顶盒的工作原理涉及硬件结构、软件系统、信号接收、解码处理和用户交互等多个方面，通过以上介绍，读者可以更好地了解机顶盒是如何实现家庭娱乐功能的。