佘新平 武漢化中科技大學(xué)電信系（430074）王宏遠(yuǎn)

     來源：《電子技術(shù)應(yīng)用》

     摘要：提出了catv網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下視頻點(diǎn)播（vod）機(jī)頂盒的設(shè)計(jì)。機(jī)頂盒由五大模塊組成：數(shù)字調(diào)諧器，qam數(shù)字解調(diào)芯片，mpeg-2解復(fù)用芯片，i2c總線控制器和接口電路。它由一塊pc機(jī)插卡實(shí)現(xiàn)，該插卡運(yùn)行在windows

     95環(huán)境下。作為其軟件支持的虛擬設(shè)備驅(qū)動程序完成插卡與微機(jī)之間的通信。通過多次調(diào)試和試驗(yàn)，它能夠成功地實(shí)現(xiàn)視頻業(yè)務(wù)的正常接收。

     關(guān)鍵詞：機(jī)頂盒

     qam解調(diào) mpeg-2解復(fù)用 接口電路 虛擬設(shè)備驅(qū)動程序

     機(jī)頂盒是視頻點(diǎn)播（vod）系統(tǒng)的終端設(shè)備，是用戶與vod服務(wù)器之間的智能接口。它用于視頻業(yè)務(wù)的接收和用戶請求的發(fā)送。因此，vod系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸被分成兩個(gè)通路：下行通路用于把視頻信息傳送到用戶；上行通路用于把用戶的點(diǎn)播需求傳送到發(fā)送端�；趐c機(jī)的機(jī)頂盒是將機(jī)頂盒的功能做成普通的pc插卡形式，利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)視頻點(diǎn)播的所有功能。這樣做有幾點(diǎn)好處：

     （1）充分利用微機(jī)的軟、硬件資源，從而降低了用戶終端設(shè)備的成本；

     （2）兼容性好，可適應(yīng)不同的接入網(wǎng)和不同類型的業(yè)務(wù)；

     （3）軟件維護(hù)和或級方便，適應(yīng)未來發(fā)展；

     （4）可設(shè)計(jì)易操作、美觀和基于windows95/98的用戶界面。

     該機(jī)頂盒由兩塊普通pc機(jī)插卡構(gòu)成，它們分別完成下行數(shù)據(jù)的接收和上行數(shù)據(jù)的發(fā)送。上行數(shù)據(jù)的發(fā)送由一塊內(nèi)置modem卡通過電話線完成，下行數(shù)據(jù)的接收則由另一塊插卡通過catv網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。

     本文研究的主要內(nèi)容是在微機(jī)上如何實(shí)現(xiàn)下行數(shù)據(jù)的正常接收。為此，提出了一種以數(shù)字調(diào)諧器、最新qam數(shù)字解調(diào)芯片和高性能mpeg-2解復(fù)用芯片為核心的機(jī)頂盒設(shè)計(jì)方案。在機(jī)頂盒的硬件設(shè)計(jì)中，采用了先進(jìn)的i2c總線技術(shù)、qam數(shù)字解調(diào)技術(shù)、mpeg-2解復(fù)用技術(shù)、fifp存儲器技術(shù)以及通用的isa總線接口技術(shù)；在軟件設(shè)計(jì)中，采用了vc++編程技術(shù)和windows95/98環(huán)境下利用vtoolsd開發(fā)虛擬設(shè)備驅(qū)動程序（即vxd）的技術(shù)。

     1 機(jī)頂盒的硬件設(shè)計(jì)

     機(jī)頂盒的主要功能是為人們提供的個(gè)訪問vod業(yè)務(wù)的途徑，為合法用戶提供一個(gè)友好的界面，其接收部分的總體硬件框圖如圖1所示。

     在圖1中，來自catv網(wǎng)的下行數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)字調(diào)諧電路實(shí)現(xiàn)頻點(diǎn)選擇，某一頻點(diǎn)上的數(shù)據(jù)流中包含了十幾路節(jié)目的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在發(fā)送端經(jīng)過了mpeg-2標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)復(fù)用。該電路輸出中頻信號，然后由模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路輸出數(shù)字信號，作為qam解調(diào)電路的輸入。上述過程中的頻點(diǎn)選擇和qam解調(diào)均由微處理器經(jīng)i2c總線控制。

     qam解調(diào)后的數(shù)字信號送到mpeg-2解復(fù)用電路，實(shí)現(xiàn)通道選擇，即選出用戶點(diǎn)播的一路節(jié)目。該節(jié)目的數(shù)據(jù)為mpeg-1標(biāo)準(zhǔn)的壓縮形式。為了節(jié)約成本和簡單電路，并考慮到目前微機(jī)的速度很高、且為windows95操作系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)中不采用硬件解壓縮方式，而是將數(shù)據(jù)經(jīng)主機(jī)接口電路以dma傳輸方式傳送到計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中，用軟件方法對該路節(jié)目進(jìn)行實(shí)時(shí)解壓縮處理并播放出來。

     上述整個(gè)電路可分為幾個(gè)相對獨(dú)立的模塊，下面分別對它們進(jìn)行介紹。

     1.1 數(shù)字調(diào)諧電路[1]

     數(shù)字調(diào)諧電路實(shí)際上就是是一個(gè)高頻頭，它的作用是接收來自catv網(wǎng)的下行數(shù)據(jù)，根據(jù)微處理器的指令，實(shí)現(xiàn)頻點(diǎn)選擇（與模擬電路相似）。某一選定頻點(diǎn)的數(shù)據(jù)流中仍含有多路節(jié)目的數(shù)字信號，每個(gè)用戶只收看某一頻點(diǎn)中的路節(jié)目。頻點(diǎn)選擇由微處理器通過i2c總線控制。數(shù)字調(diào)諧電路與后級電路的連接如圖2所示。

     1.2 a/d視頻轉(zhuǎn)換電路[2]

     高頻頭輸出的模擬中頻信號的幅值已滿足a/d轉(zhuǎn)換器的輸入要求，因此將它直接送給a/d轉(zhuǎn)換器數(shù)字化，以供后續(xù)的數(shù)字電路進(jìn)一步處理。該模/數(shù)轉(zhuǎn)換器采用philips公