本文介紹了一款基于0.18微米工藝，采用arm7tdmi ip為核心設(shè)計的用于數(shù)字電視條件接收模塊(cam)的高性能soc芯片—sm1658的硬件體系結(jié)構(gòu)，以及芯片結(jié)構(gòu)上的一些特點和實現(xiàn)方法，同時也簡單介紹了在此芯片上完成的底層軟件開發(fā)平臺。在sm1658芯片及其配套的軟件開發(fā)平臺的基礎(chǔ)上，用戶可以十分方便的完成符合歐洲dvb-ci標(biāo)準的數(shù)字電視條件接收模塊(cam)的設(shè)計和ca系統(tǒng)的移植。

數(shù)字電視從電視節(jié)目錄制、播出到發(fā)射、接收全部采用數(shù)字編碼與數(shù)字傳輸技術(shù)。由于數(shù)字電視廣播具有頻道利用率高，可適應(yīng)各種數(shù)據(jù)傳輸、適應(yīng)各類圖像質(zhì)量、可交互操作等方面的優(yōu)勢，被各國視為新世紀的戰(zhàn)略技術(shù)。伴隨著電視廣播的全面數(shù)字化，傳統(tǒng)的電視媒體將在技術(shù)、功能上逐步與信息、通信領(lǐng)域的其它手段相互融合，從而形成全新的、龐大的數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)。

數(shù)字電視的條件接收系統(tǒng)(cas)是用于對數(shù)字電視用戶進行節(jié)目授權(quán)和管理的部分，是數(shù)字電視廣播中的重要組成部分之一。而其中采用開放的機卡分離結(jié)構(gòu)又是條件接收系統(tǒng)的未來重要發(fā)展趨勢。機卡分離是通過在用戶接收終端上定義了一個通用物理接口以及相關(guān)的接口通訊協(xié)議，將通用的適宜于大規(guī)模生產(chǎn)的電視接收系統(tǒng)與私有的cas管理系統(tǒng)分離開來。目前，機卡分離模式在國際上通行的實現(xiàn)方法是：采用一種與便攜電腦上的pcmcia插口類似的物理接口來實現(xiàn)。歐洲的dvb組織發(fā)布的標(biāo)準稱之為dvb-ci，美國也有一個類似的標(biāo)準稱之為pod。事實上新的pcmcia標(biāo)準文檔中已經(jīng)將此兩種接口的定義包含進去了。而這其中裝載條件接收處理內(nèi)容的pcmcia卡簡稱為數(shù)字電視條件接收卡，可以簡稱為cam(條件接收模塊)。

事實上，建立了機卡分離標(biāo)準，在電視機上開啟了一個標(biāo)準插口之后，其意義并不僅僅在于解決了公共收視與私有管理的難題，其巨大的意義還將體現(xiàn)在從此作為家用消費品的數(shù)字電視機有了升級性能和擴充功能的途徑。就像pc機目前的發(fā)展規(guī)模，與pc機的isa、pci、apg等接口的標(biāo)準化有著不可分割的關(guān)系。我們難以想象，如果計算機沒有標(biāo)準化的可擴充接口，其行業(yè)還能否取得這么大的成功。在數(shù)字電視領(lǐng)域中，機卡分離接口標(biāo)準的制訂以及數(shù)字電視機上的標(biāo)準接口的開啟，將會把數(shù)字電視引入到一個多姿多彩的發(fā)展領(lǐng)域中去。比如：對于不同的節(jié)目信號傳送方式(無線廣播、有線電纜、衛(wèi)星、數(shù)字音頻廣播)，可以通過在ci接口(機卡分離通用接口)上插入不同形式的接收模塊就可以了；對于我們在數(shù)碼相機存儲卡上保存的照片，可以通過一個通用存儲卡讀寫器模塊在電視機上瀏覽；通過寬帶ip接收模塊，可以在電視機上欣賞網(wǎng)上的各類流節(jié)目以及進行網(wǎng)絡(luò)的雙向傳輸；可以通過網(wǎng)關(guān)模塊，將電視機與其他電器設(shè)備連接成一個家庭數(shù)字網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；通過帶硬盤錄象模塊，用戶可以錄制有許可認證的節(jié)目等等。將來其發(fā)展的趨勢和潛力更難以預(yù)計。

cam的結(jié)構(gòu)一般可以是以一個高性能的32位soc芯片為核心，配合智能卡接口、ci接口、專用的ts傳輸流處理引擎、dvb通用解擾等部分組成。cam卡的體積空間非常有限，卻要實現(xiàn)一個能處理高清電視節(jié)目流的高速32位嵌入式系統(tǒng)，所以其核心的soc芯片的規(guī)模和性能就成了關(guān)鍵點。

我們通過對歐洲的dvb-ci標(biāo)準的潛心研究，結(jié)合自身在嵌入式產(chǎn)品領(lǐng)域和集成電路領(lǐng)域的產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗，對以arm7tdmi為核心的soc技術(shù)進行攻關(guān)，成功的開發(fā)出了性能和集成度在國際上領(lǐng)先的cam芯片sm1658，同時大幅度降低了cam的生產(chǎn)成本，消除了大規(guī)模推廣機卡分離標(biāo)準的價格瓶頸。

cam結(jié)構(gòu)及硬件體系

sm1658是一個典型的用于cam系統(tǒng)的專用嵌入式微處理器，它集成了一個cam的全部主要功能模塊，以它為核心構(gòu)成的cam結(jié)構(gòu)非常簡單。

sm1658采用了廣泛流行的32位的arm7tdmi作為cpu核，除了集成一般的soc芯片具有的存儲器管理、中斷控制器、定時器、看門狗、異步串口通訊、pll等常用電路模塊外，還在內(nèi)部集成了256kb的高速sram、智能卡接口、pcmcia(dvb-ci)接口、高速ts流解復(fù)用/過濾引擎和dvb通用解擾器等模塊。其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，只需要一片外接的flash程序存儲器芯片就可以構(gòu)成一個高性能cam卡。

sm1658的存儲器管理模塊可以總共支持4個存儲器段，此存儲器部分可以是內(nèi)部、外部的sram或者外部的flash，每個存儲器的數(shù)據(jù)線寬度、讀寫速度可以由軟件初始化配置。每個存儲器段的最大容量可以支持到4m字節(jié)，四個存儲器段最大可以支持到16m字節(jié)的容量。其中，在芯片內(nèi)部實現(xiàn)的存儲器是256kb的高速內(nèi)部sram，它可以無等待周期的速度高速執(zhí)行系統(tǒng)的核心程序，大大提高芯片關(guān)鍵程序的處理能力。

sm1658的中斷控制器可以提供32路的中斷管理。每路中斷可以選擇優(yōu)先級別、觸發(fā)上/下邊沿、脈沖/電平觸發(fā)選擇，提供了中斷屏蔽、中斷保留、軟觸發(fā)