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[導(dǎo)讀]交互式機(jī)頂盒的回傳電路研究設(shè)計(jì)

隨著全球數(shù)字電視節(jié)目開播日程表日漸逼近,機(jī)頂盒的熱門程度也隨之升高。目前,市面上大多數(shù)機(jī)頂盒均為單向接收功能,但只要搭配適當(dāng)?shù)碾p向電路,讓這些盒子具備回傳功能,便能成為交互式產(chǎn)品,可用來(lái)處理用戶發(fā)出的指令。由于可作為雙向電路的種類很多,所以本文將以機(jī)頂盒分類來(lái)介紹其可能的搭配方式。

數(shù)字電視地面廣播(DVB-T)和有線電視(DVB-C)機(jī)頂盒是數(shù)字電視發(fā)展的過(guò)渡產(chǎn)品,其功能特性對(duì)數(shù)字電視技術(shù)應(yīng)用至關(guān)重要,其中回傳功能對(duì)開展雙向業(yè)務(wù)必不可少。目前,機(jī)頂盒回傳功能具有不同的實(shí)現(xiàn)方實(shí),本文將闡述不同機(jī)頂盒產(chǎn)品及其周邊組件所組成的回傳電路。

DVB-T回傳電路

目前臺(tái)灣地區(qū)已開播數(shù)字電視,隨著雅典奧運(yùn)熱潮,有越來(lái)越多的使用者購(gòu)買地面廣播(DVB-T)機(jī)頂盒,也有消費(fèi)者選擇購(gòu)買車用機(jī)頂盒,但這兩種產(chǎn)品目前都只能收看單向電視廣播,與此同時(shí),國(guó)內(nèi)已經(jīng)著手在電視廣播架構(gòu)上裝載MHP(多媒體家庭平臺(tái)),作為互動(dòng)電視的發(fā)展平臺(tái)。從回傳路徑來(lái)看,家用機(jī)頂盒接上調(diào)制解調(diào)器,車用機(jī)頂盒接上GPRS模塊是合理的發(fā)展趨勢(shì)。

調(diào)制解調(diào)器

目前的機(jī)頂盒大多數(shù)是單向接收數(shù)字電視廣播,并未具備回傳電路,未來(lái)接上調(diào)制解調(diào)器便可以與系統(tǒng)頭端形成雙向互動(dòng),接收多媒體內(nèi)容。一般來(lái)說(shuō),互動(dòng)其實(shí)只有傳送簡(jiǎn)單的幾個(gè)使用者指令回到系統(tǒng)端,家用機(jī)頂盒可以利用最普及的電話線路,然后接上調(diào)制解調(diào)器便可形成回傳電路。

一般的STB芯片本身可以執(zhí)行調(diào)制解調(diào)器控制功能,并不需要外接另一個(gè)微控制器。ST的STB芯片即提供了外部存儲(chǔ)器接口(EMI) 總線,可以連接調(diào)制解調(diào)器DSP(如Agere的DP2x系列),然后再接上電話線的編解碼器(如Agere的CSP1034),便可以完成回傳電路(如圖1所示)。調(diào)制解調(diào)器的驅(qū)動(dòng)程序也都開發(fā)完成,可支持不同的模式。主要的調(diào)制解調(diào)器模式有表中所示的三種。



GPRS模塊

車用機(jī)頂盒也可以設(shè)計(jì)為交互式機(jī)頂盒,但是必需使用移動(dòng)式調(diào)制解調(diào)器,而GPRS模塊目前很容易獲得,實(shí)際大小也只有4.3×2.9公分,雖然傳輸速率只有9,600/14,400bps,但已足夠應(yīng)用于回傳信息。預(yù)計(jì)未來(lái)GPRS模塊的價(jià)格持續(xù)下調(diào)之后,甚至可以內(nèi)建在家用機(jī)頂盒中。如果每部家用機(jī)頂盒都有內(nèi)建GPRS模塊,可以方便系統(tǒng)業(yè)者或電視臺(tái)對(duì)收視戶的管理,進(jìn)行收視率調(diào)查之類的雙向應(yīng)用。連接方式只要使用串行端口即可,硬件設(shè)計(jì)也相當(dāng)容易(見(jiàn)圖2),不過(guò)制造商必須自行開發(fā)驅(qū)動(dòng)程序及應(yīng)用軟件,目前已經(jīng)有電信系統(tǒng)業(yè)者注意到這個(gè)商機(jī),并投入相關(guān)的軟件研發(fā)。



DVB-C STB回傳電路

雖然目前臺(tái)灣地區(qū)開播數(shù)字電視推動(dòng)了地面廣播機(jī)頂盒熱潮,但不可忽視的是,模擬有線電視收視戶仍占多數(shù),因此,有線電視(DVB-C)機(jī)頂盒將成為由模擬邁向數(shù)字電視的重要過(guò)渡產(chǎn)品。此外,數(shù)字有線電視也很最容易推出付費(fèi)節(jié)目以及隨選信息服務(wù),所以DVB-C朝雙向互動(dòng)發(fā)展將是必然的趨勢(shì)。以回傳路徑來(lái)看,DVB-C機(jī)頂盒可由PTSN調(diào)制解調(diào)器連接電話線,但是電話線路并不見(jiàn)得都能隨著有線電纜分布到各個(gè)房間,所以如果能使用線纜調(diào)制解調(diào)器則是最有效率的解決方案。自1999年以來(lái),開始有系統(tǒng)業(yè)者提供線纜調(diào)制解調(diào)器作為收視戶的回傳電路。

目前的線纜調(diào)制解調(diào)器有幾種標(biāo)準(zhǔn),包括IEEE定義的IEEE802.14協(xié)議、DAVIC (數(shù)字音視頻委員會(huì))定義的DAVIC協(xié)議,以及MCNS(多媒體線纜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng))定義的DOCSIS和Euro-DOCSIS協(xié)議。

DOCSIS即基于線纜系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口規(guī)范的縮寫,主要是用來(lái)規(guī)范美國(guó)的線纜調(diào)制解調(diào)器,以確保雙向通訊速度和品質(zhì),這個(gè)規(guī)范其實(shí)原來(lái)是個(gè)人計(jì)算機(jī)使用者利用線纜調(diào)制解調(diào)器高速連接網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn),但目前則可以作為交互式DVB-C的回傳電路標(biāo)準(zhǔn)。下行數(shù)據(jù)是使用6MHz的頻道以64-QAM或256-QAM,ITU-J83 Annex B FEC。上行數(shù)據(jù)則是以VHF(5~42MHz)頻帶使用QPSK或16-QAM的調(diào)制,傳送IP的互動(dòng)數(shù)據(jù)。

Euro-DOCSIS則是為了兼容于歐洲8MHz頻率頻道所衍生的標(biāo)準(zhǔn)。下行數(shù)據(jù)是依循DVB-C標(biāo)準(zhǔn)ETS300 429/ITU-J83 Annex A FEC。下行數(shù)據(jù)位速率為2MBps,上行數(shù)據(jù)使用QPSK或16-QAM調(diào)制,其VHF頻帶則延伸到5~65MHz,有多出來(lái)的頻寬容納回傳頻道。

由于線纜調(diào)制解調(diào)器均具備USB接口可以和計(jì)算機(jī)連接,所以只要機(jī)頂盒具備USB接口也就可以接上線纜調(diào)制解調(diào)器。在此我們將USB接口分為幾大類來(lái)介紹,從技術(shù)難度的層面來(lái)看,分別是USB1.1 peripheral level(外設(shè)層面)、USB1.1 host(主機(jī))、USB2.0 host。

 USB是用來(lái)取代傳統(tǒng)的RS232串行接口和IEEE1284并行接口。自1997年問(wèn)世已有好幾年,對(duì)于PC相關(guān)應(yīng)用來(lái)說(shuō)已是成熟的技術(shù)。 USB1.1的傳輸速率是12Mb/sec,USB2.0則高達(dá)480Mb/sec,而且分成Host level,Hub以及Peripheral。 [!--empirenews.page--]
對(duì)于消費(fèi)性電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō),作為個(gè)人計(jì)算機(jī)的peripheral level從技術(shù)上來(lái)說(shuō)并不難,像是數(shù)字相機(jī)以及MP3隨身聽(tīng)都可以和計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī),透過(guò)檔案總管將其視為儲(chǔ)存設(shè)備來(lái)管理。機(jī)頂盒也一樣,可以加一顆串行接口轉(zhuǎn)USB的IC與計(jì)算機(jī)連接,讓計(jì)算機(jī)擷取機(jī)頂盒收到的內(nèi)容,如果是具備硬盤的機(jī)頂盒,也可以讓計(jì)算機(jī)將其視為附加硬盤來(lái)管理。只不過(guò),由于機(jī)頂盒儲(chǔ)存在硬盤內(nèi)的檔案格式(TS)仍然需要機(jī)頂盒才能讀取及譯碼,并不是計(jì)算機(jī)可讀的MPEG格式,同時(shí)GB級(jí)的檔案也太大,用USB1.1傳輸并不實(shí)際。所以,如果機(jī)頂盒只具備USB1.1 peripheral,大部分是用來(lái)診斷內(nèi)建程序及除錯(cuò),或者也可以開發(fā)或更新程序。

如果機(jī)頂盒具備了USB1.1的Host功能,便可以發(fā)出指令,利用線纜調(diào)制解調(diào)器不管是外接或內(nèi)建的方式,傳送訊號(hào)或其它數(shù)字資料,達(dá)到回傳的功能,如圖3所示。若是STB核心芯片并未具備USB1.1 host,就必須外加一顆USB1.1 Host的芯片(Cypress或TransDimension提供這類芯片)。



如果機(jī)頂盒具備了USB2.0的主機(jī)功能,則不僅可用于線纜調(diào)制解調(diào)器的連接,還可以用來(lái)作為硬盤的接口,更方便設(shè)計(jì)DVR(數(shù)字錄像機(jī)),也可以與個(gè)人計(jì)算機(jī)以Host-Host聯(lián)機(jī),不過(guò)位于驅(qū)動(dòng)程序的軟件堆棧以及硬盤檔案管理程序仍需開發(fā)。

IP Box上網(wǎng)盒回傳電路

中華電信近來(lái)推出MOD(多媒體點(diǎn)播)多媒體隨選信息給ADSL用戶,目前傳送的數(shù)據(jù)壓縮格式是MPEG2,結(jié)果在壓縮比不大以及頻寬有限的情況下,目前可以提供的服務(wù)受到局限,未來(lái)系統(tǒng)端MPEG-4編碼設(shè)置完成,再加上MPEG-4譯碼芯片普及之后,便可由網(wǎng)絡(luò)上付費(fèi)下載標(biāo)準(zhǔn)畫面甚至高分辨率的影片,這將對(duì)整個(gè)DVD影片銷售及出租的商業(yè)模式,將會(huì)產(chǎn)生巨大的結(jié)構(gòu)性影響,讓全球IP Box的年需求量達(dá)到千萬(wàn)臺(tái)等級(jí)。

IP Box僅需使用一個(gè)以太網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器芯片便可以接上ADSL,如圖4所示,也可將ADSL內(nèi)建在 IP Box之內(nèi)。不過(guò),TCP/IP的軟件堆棧必須向相關(guān)已開發(fā)業(yè)者簽約取得,否則就得自行開發(fā)。



DMA傳輸電路

DMA(數(shù)據(jù)媒體適配器)和DMR(數(shù)據(jù)媒體接收器)搭配可以接收網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)資料,也可以用來(lái)作為家用消費(fèi)電子,如CD、DVD模擬/數(shù)字信號(hào)的傳送設(shè)備。而DMA和DMR之間就是利用無(wú)線網(wǎng)卡,或者是用內(nèi)建的WiFi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)芯片組來(lái)構(gòu)建無(wú)線傳輸。802.11b標(biāo)準(zhǔn)是在2.4GHz載波上以11Mbps的速率傳送資料,這樣的頻??足夠傳送MPEG2標(biāo)準(zhǔn)分辨率的視頻壓縮資料,但是未來(lái)提升到高分辨率時(shí)則不夠,必須使用802.11a/g,如圖5所示。



隨著數(shù)字電視開播在即,機(jī)頂盒的應(yīng)用也將日漸普及。在開發(fā)此類產(chǎn)品時(shí),只需做一些設(shè)計(jì)改變,就能讓機(jī)頂盒具備互動(dòng)功能,讓它具備更吸引人的特性,從而加速在市場(chǎng)上的推廣速度。

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