多媒體機(jī)頂盒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其關(guān)鍵技術(shù)

俞勇

摘要：隨著數(shù)字網(wǎng)絡(luò)電視的不斷普及，多媒體機(jī)頂盒已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，并且呈現(xiàn)出非常廣闊的發(fā)展前景。所以，本文將對(duì)多媒體機(jī)頂盒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入的探索分析。

關(guān)鍵詞：多媒體；機(jī)頂盒；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；關(guān)鍵技術(shù)

一、引言

現(xiàn)階段，隨著我國現(xiàn)代化信息技術(shù)的不斷發(fā)展，全球范圍內(nèi)的通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)逐漸完善，越來越多的用戶開始接入寬帶，所耗費(fèi)的成本也逐漸降低。在這樣的時(shí)代背景下，多媒體技術(shù)也開始不斷成熟，其將多媒體平臺(tái)、寬帶網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)以及數(shù)字終端平臺(tái)三者進(jìn)行有效的融合，已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)一項(xiàng)具有良好發(fā)展前景的產(chǎn)業(yè)。多媒體機(jī)頂盒具有智能水平較高、豐富的功能、交互性較好等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)受到了廣泛額好評(píng)。所以，本文將對(duì)多媒體機(jī)頂盒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入的探索研究。

二、多媒體機(jī)頂盒的主要功能介紹

多媒體機(jī)頂盒最為主要的功能在于接收數(shù)字電視廣播節(jié)目，除此之外，其還具有以下幾個(gè)方面的功能和作用：第一，為用戶提供了電視節(jié)目的導(dǎo)航界面，能夠?qū)崿F(xiàn)與用戶之間的良好交互性，操作起來較為簡(jiǎn)便，界面也較為友好，用戶可以在較短的時(shí)間內(nèi)獲得自己想看的節(jié)目；第二，具有網(wǎng)絡(luò)性特征，即實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速廣播，同時(shí)，為用戶提供有關(guān)于報(bào)紙雜志、熱門網(wǎng)絡(luò)信息以及票務(wù)服務(wù)等功能，更好的滿足用戶的實(shí)際需求；第三，自動(dòng)對(duì)軟件進(jìn)行更新，當(dāng)有新版本的軟件上線時(shí)能夠自動(dòng)接收到有關(guān)的最新軟件并及時(shí)進(jìn)行更新；第四，用戶可以通過多媒體機(jī)頂盒與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行相連，從而實(shí)現(xiàn)接收電子郵件等功能。

三、多媒體機(jī)頂盒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)于多媒體機(jī)頂盒而言，其主要由硬件和軟件兩方面的內(nèi)容所構(gòu)成。根據(jù)多媒體機(jī)頂盒的質(zhì)量、檔次水平等區(qū)別，其基于的平臺(tái)也存在著非常明顯的差異性，所采用的軟件架構(gòu)非常豐富多樣。不同多媒體機(jī)頂盒所能夠?qū)崿F(xiàn)的功能也不盡相同。總體而言，多媒體機(jī)頂盒的硬件結(jié)構(gòu)主要以以下三種類型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為主：基于專用芯片架構(gòu)、基于多媒體信號(hào)處理架構(gòu)以及基于處理器架構(gòu)。在軟件方面，一般情況下采用模塊化結(jié)構(gòu)、中間件結(jié)構(gòu)以及層次化結(jié)構(gòu)三種類型。以下將對(duì)多媒體機(jī)頂盒的硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)兩者進(jìn)行詳細(xì)的、深入的說明：

（一）多媒體機(jī)頂盒的硬件結(jié)構(gòu)

一般情況下，多媒體機(jī)頂盒的硬件結(jié)構(gòu)主要由媒體處理單元、核心控制單元以及各類不同接口所構(gòu)成。

1.核心控制單元。核心控制單元以嵌入式系統(tǒng)處理芯片為主，保證操作系統(tǒng)能夠正常的、穩(wěn)定的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)頂盒相關(guān)活動(dòng)以及資源的有效管理。在操作系統(tǒng)中，ROM包含著不同的服務(wù)程序，操作系統(tǒng)、服務(wù)程序以及數(shù)據(jù)將會(huì)共享一個(gè)RAM。

2.媒體處理單元。根據(jù)機(jī)頂盒的檔次水平不同，成本高低將會(huì)直接決定是使用芯片還是數(shù)字信號(hào)處理器。媒體處理單元的主要作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)傳輸?shù)囊曨l和音頻等進(jìn)行相應(yīng)的解碼處理。

3.圖形控制與媒體播放接口

圖形控制系統(tǒng)的主要作用在于生成能夠供用戶使用的服務(wù)界面。圖形系統(tǒng)中的相關(guān)信息輸出后，將會(huì)與其他信號(hào)等相互疊加，從而將其輸出至電視機(jī)上面。

4.網(wǎng)絡(luò)接口

機(jī)頂盒需要配置相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口，包括上行網(wǎng)絡(luò)接口和紅外遙控網(wǎng)絡(luò)接口，實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)之間的有效銜接。

5.控制接口

控制接口主要是實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)機(jī)頂盒進(jìn)行有效控制和操作的接口，一般情況下，以紅外接口為主，也會(huì)有WiFi技術(shù)實(shí)現(xiàn)的接口。

6.外圍設(shè)備控制接口

為了不斷豐富機(jī)頂盒的功能和作用，多媒體機(jī)頂盒上還包括一系列的外設(shè)統(tǒng)戰(zhàn)接口，實(shí)現(xiàn)與錄像機(jī)、U盤以及硬盤之間的通信，從而將其他儀器設(shè)備上的電視節(jié)目等傳輸至多媒體機(jī)頂盒上面。

（二）機(jī)頂盒的軟件結(jié)構(gòu)

機(jī)頂盒本質(zhì)上屬于一個(gè)客戶端系統(tǒng)，其除了需要配置良好的硬件平臺(tái)之外，還需要不同功能的軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)支撐，從而能夠保障各項(xiàng)功能和任務(wù)的順利完成。根據(jù)多媒體機(jī)頂盒的軟件功能不同，可以將其分為應(yīng)用層、中間層以及資源層。在每一層中均包含了各種各樣的程序以及接口。

1.資源層

機(jī)頂盒硬件的模塊處理程序、接口的驅(qū)動(dòng)程序以及操作系統(tǒng)共同構(gòu)成了資源層，該層次軟件的主要作用在于能夠順利實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件設(shè)備的有效控制和操作。

2.中間層

中間型的主要功能和作用在于將應(yīng)用程序的相關(guān)指令解碼成為CPU能夠有效識(shí)別的指令，從而將指令傳達(dá)至驅(qū)動(dòng)層去有效控制硬件設(shè)備以完成有關(guān)的動(dòng)作。雖然中間層為軟件的更好使用帶來了非常大的益處，但是，其所需要的費(fèi)用較為昂貴，同時(shí)，對(duì)于硬件的要求以及相關(guān)技術(shù)的要求也非常高，因此，在我國國內(nèi)在多媒體機(jī)頂盒中使用中間層較少。隨著用戶的需求日益多樣化和豐富化，在未來在多媒體機(jī)頂盒中運(yùn)用中間層將是有效的解決方案。

3.應(yīng)用層

應(yīng)用層主要由內(nèi)置插件、瀏覽器以及下載插件所構(gòu)成。根據(jù)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念的不同，在應(yīng)用層中所使用的應(yīng)用程序也存在著較大的差異性。目前，我國國內(nèi)多媒體機(jī)頂盒中的應(yīng)用軟件較少，主要以股票、電視廣播以及簡(jiǎn)單的游戲?yàn)橹?。?duì)于數(shù)字廣播電視而言，其最為主要的特征不是在于電視，而是基于這種數(shù)字電視平臺(tái)的業(yè)務(wù)應(yīng)用。目前，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，交互式應(yīng)用的不斷普及，各種交互性軟件也日益增加，這將會(huì)為運(yùn)營商帶來非常大的創(chuàng)收。

四、多媒體機(jī)頂盒的關(guān)鍵技術(shù)

在多媒體機(jī)頂盒中的關(guān)鍵技術(shù)主要包括數(shù)字視頻編解碼技術(shù)、中間件技術(shù)、嵌入式操作系統(tǒng)以及圖形和圖像顯示技術(shù)。以下將對(duì)這四項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行介紹。

（一）視頻編解碼技術(shù)

視頻編碼技術(shù)是數(shù)字網(wǎng)絡(luò)電視發(fā)展的根本前提，如何提高畫質(zhì)的清晰度是視頻編解碼技術(shù)首要考慮的問題。利用視頻編解碼技術(shù)可以對(duì)圖像進(jìn)行壓縮解碼處理，提高數(shù)字傳輸?shù)谋憬菪浴?/p>

（二）中間件技術(shù)

中間件技術(shù)是位于機(jī)頂盒底層系統(tǒng)資源與應(yīng)用程序之間的通用服務(wù)。這些服務(wù)具有非常標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)接口，能夠適應(yīng)不同操作系統(tǒng)和硬件平臺(tái)。通過充分發(fā)揮中間件技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)將機(jī)頂盒中的硬件與應(yīng)用程序兩者之間進(jìn)行有效的分離。

（三）操作系統(tǒng)

機(jī)頂盒有硬件和軟件兩部分內(nèi)容所構(gòu)成。對(duì)于機(jī)頂盒產(chǎn)品而言，軟件操作系統(tǒng)的性能將會(huì)直接決定多媒體機(jī)頂盒是否優(yōu)良。目前的多媒體機(jī)頂盒的操作系統(tǒng)主要有嵌入式Linux、WinCE以及VxWorks三種所構(gòu)成。

五、結(jié)束語

綜上所述，多媒體機(jī)頂盒產(chǎn)業(yè)將會(huì)是一個(gè)充滿互動(dòng)性的廣闊市場(chǎng)，加快多媒體機(jī)頂盒技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，將會(huì)實(shí)現(xiàn)我國數(shù)字網(wǎng)絡(luò)電視的繁榮景象。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：南京熊貓電子股份有限公司）