基于數(shù)字媒體處理器芯片em8620l的ip機(jī)頂盒設(shè)計(jì)

基于數(shù)字媒體處理器芯片em8620l的ip機(jī)頂盒的電路,外圍電路簡(jiǎn)單,實(shí)用性強(qiáng),可實(shí)現(xiàn)各種高質(zhì)量的視頻、音頻輸出,并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)支持視頻點(diǎn)播。

iptv是利用寬帶網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施,以家用電視機(jī)（或計(jì)算機(jī)）作為顯示設(shè)備、集互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、通信等多種技術(shù)于一體,通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（ip）向家庭提供包括數(shù)字電視在內(nèi)多種交互式數(shù)字媒體服務(wù)的新技術(shù)。機(jī)頂盒分為兩大類,一類是通過(guò)接收數(shù)字編碼的電視信號(hào)（來(lái)自衛(wèi)星或有線電視網(wǎng),使用mpeg壓縮方式）,獲得更清晰,更穩(wěn)定的圖像和聲音質(zhì)量,這種機(jī)頂盒一般稱為電視機(jī)頂盒。另外一類機(jī)頂盒內(nèi)部包含操作系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)瀏覽軟件,通過(guò)電話網(wǎng)或有線電視網(wǎng)連接互聯(lián)網(wǎng),使用電視機(jī)作為顯示器,從而實(shí)現(xiàn)沒(méi)有電腦的上網(wǎng),這種機(jī)頂盒叫做網(wǎng)絡(luò)機(jī)頂盒,本文就是介紹的就是這種iptv機(jī)頂盒。

iptv機(jī)頂盒特點(diǎn)

（1）高質(zhì)量的音視頻輸出。采用高清技術(shù)視頻解碼格式和杜比數(shù)字技術(shù)音頻解碼輸出,用戶就可以在家里體驗(yàn)到多聲道數(shù)字立體聲和清晰逼真的節(jié)目帶來(lái)的震撼。

（2）節(jié)目錄制。要求機(jī)頂盒帶有硬盤,在機(jī)頂盒中實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的軟件功能,還需要機(jī)頂盒端支持兩路傳輸流的解調(diào)：一路用于節(jié)目收看,一路用于節(jié)目錄制。

（3）多媒體文件的儲(chǔ)存和播放。儲(chǔ)存多媒體文件要求機(jī)頂盒帶有硬盤。并支持相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)外接接口。為了瀏覽或播放儲(chǔ)存的多媒體文件,機(jī)頂盒還需要相應(yīng)的軟件功能支持,例如圖片瀏覽器、視頻播放器、mp3播放器等。

（4）視頻點(diǎn)播（video on demand）?；陔p向平臺(tái)的視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù),將充分滿足用戶的個(gè)性化節(jié)目需求。視頻點(diǎn)播將使節(jié)目資源得到最大限度的開(kāi)發(fā)和利用,不同的節(jié)目將被合理地分配給不同需求的用戶,實(shí)現(xiàn)交互功能,要求機(jī)頂盒具有雙向功能,可以采用以太網(wǎng)形式,通過(guò)adsl或其他方式回傳信息。

em8620l芯片

本課題采用的主處理芯片是sigma design公司生產(chǎn)的em8620l,它具有以下特性：mpeg解碼,可以同時(shí)解碼兩路mpeg視頻流;wmv9解碼;支持多種dvd/媒體格式,包括音頻、jpeg、mp3和mpeg－4 avi文件;音頻解碼和i/o,內(nèi)嵌基于dsp的音頻解碼器,支持dvd音頻、杜比數(shù)字5.1聲道、mpeg－4aac、窗式媒體音頻、16位線性pcm等;視頻處理和顯示,最多可以處理五個(gè)獨(dú)立的視頻或圖像位面,支持2維圖像加速,支持?jǐn)?shù)字輸出、模擬輸出和分量模擬輸出;比特流的多路分解;pci和外設(shè)總線,pci總線是工作在33或66mhz的32位總線,外設(shè)總線接口可編程為多種模式,包括通用模式,接外部設(shè)備isa－like總線,接硬盤的ide總線和接flash rom的存儲(chǔ)器總線模式;系統(tǒng)內(nèi)存,支持32位、166mhz的（ddr）sdram,最多可掛64mb;嵌入式的支持arm－4t risc指令集的cpu,支持獨(dú)立的直接映射指令和數(shù)據(jù)緩存。

設(shè)計(jì)

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

iptv機(jī)頂盒硬件框圖如圖1所示。

本課題采用數(shù)字媒體處理器芯片em8620l,內(nèi)存接64m（ddr）sdram,前端有前面板控制器,接收紅外信號(hào)遙控輸入。該系統(tǒng)視頻支持高清輸出,也可以模擬方式輸出。音頻方面通過(guò)da轉(zhuǎn)換,可轉(zhuǎn)為模擬音頻輸出,并可通過(guò)pci總線連接以太網(wǎng)或無(wú)線局域網(wǎng)支持視頻點(diǎn)播功能。

前面板控制器采用的是nec公司生產(chǎn)的upd16311芯片,該芯片是一塊支持fip或者vfd顯示的芯片,該芯片支持兩種顯示模式：12段16位或者20段8位。與em8620l的連接非常簡(jiǎn)單,為串行方式（clk,stb,din,dout）。

紅外線輸入部分采用的是nec公司的rc5協(xié)議格式的接收芯片irdc367,采用異步串行方式工作。該芯片采用低功耗功率高效率coms技術(shù)的微處理器開(kāi)發(fā)的紅外線譯碼ic,它可以接收nec 6121/2格式的紅外線編碼ic。

音頻方面em8620l自帶了音頻dsp處理器,因此本課題中沒(méi)有外接外部codec解碼芯片。接口方面主處理芯片支持iis總線也可通過(guò)s/pdif光纖輸出。在本課題中采用iis總線形式,外界國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的lm4921dac芯片輸出模擬音頻信號(hào)。

視頻方面em8620l內(nèi)建了3路12位視頻dac,因此不用再外接dac,較清輸出分辨率最高可達(dá)1920×1080i。

在網(wǎng)絡(luò)接口方面,因?yàn)閕ptv的數(shù)據(jù)量還是比較大的,而且目前的寬帶網(wǎng)絡(luò)也比較普及了,因此采用了比較常用且實(shí)用的以太網(wǎng)接口。在本課題中主處理芯片em8620l通過(guò)pci總線,通過(guò)物理層（phy）芯片與網(wǎng)絡(luò)處理模塊中的mac配對(duì),通過(guò)rj45與10/100t的以太網(wǎng)相接,完全可以滿足iptv的帶寬要求。

軟件模塊設(shè)計(jì)

本課題軟件部分是基于espial公司的evo平臺(tái)的設(shè)計(jì)。其中的底層視頻播放部分的核心軟件模塊是基于evo平臺(tái)的。模塊調(diào)用流程如圖2所示。圖3為本課題的一個(gè)用戶應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)流程圖。

其中初始化各種選項(xiàng)包括初始化視頻、音頻和顯示選項(xiàng)。之后是創(chuàng)建用戶api例程并,為其分配內(nèi)存空間,解碼鏈控制（decoding chain control）打開(kāi)并設(shè)置是各種解碼器源,如果失敗就跳到clean up結(jié)束。如果所有設(shè)置均正確,就進(jìn)入死循環(huán),等待鍵盤輸入并執(zhí)行相應(yīng)的操作,包括媒體播放的暫停、搜索、快進(jìn)等基本操作,設(shè)置音量,設(shè)置制式（ntsc或pal制式）,設(shè)置輸出模式,設(shè)置流監(jiān)視、osd和比特率,改變屏幕大小,增減像素值讀取并顯示每個(gè)流的類型和語(yǔ)言等操作。

本文介紹了iptv機(jī)頂盒的關(guān)鍵技術(shù)及特點(diǎn),設(shè)計(jì)了基于數(shù)字媒體處理器芯片em8620l的ip機(jī)頂盒的電路,外圍電路簡(jiǎn)單,實(shí)用性強(qiáng),可實(shí)現(xiàn)各種高質(zhì)量的視頻、音頻輸出,并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)支持視頻點(diǎn)播,如果時(shí)間及條件許可,可以通過(guò)外設(shè)總線接口外掛硬盤,實(shí)現(xiàn)節(jié)目錄制,多媒體文件存儲(chǔ)播放等功能,隨著寬頻網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字電視的普及和發(fā)展,iptv市場(chǎng)將越來(lái)越開(kāi)放,iptv機(jī)頂盒將在功能上進(jìn)一步擴(kuò)展和完善,得到更加廣泛的應(yīng)用。