作者：上海交通大学计算机科学与工程系 夏雨人副教授 来源：《电子产品世界》

机顶盒的功能要求 机顶盒是一个十分笼统的名称。各种机顶盒的功能和结构相差甚多。早期并且得到较广应用的机顶盒可能要数webtv了。webtv的最初目的是利用电视机来访问internet的网站。典型的webtv内部包含一个33.6k或56k bps的modem，通过电话线路上网，电视机被用作显示设备。这类webtv配备有与pc机上类似的浏览器软件，用户可操纵遥控鼠标、红外键盘等装置浏览网页，或收发e-mail。这类webtv虽然也可收看web上的影视内容，但电视和internet的通路是分开的。这类webtv在访问internet方面是数字的，但是数据传输速率低，而在电视方面，则仍是模拟、单向的（广播方式）。 随着宽带网络、多媒体技术和数字电视的发展，电视和计算机在数字化和网络的概念上找到了结合点。数字电视和交互电视成了电视发展的趋势，交互电视成了宽带网络或信息高速公路的一个重要组成部分。新一代的机顶盒作为数字式交互电视的关键设备之一。成了研究的热点。 新一代机顶盒的功用应包括：①接收广播方式的模拟电视和数字电视节目，②高速访问internet，收发e-mail，③视频点播（vod）和音乐点播功能，④电话、可视电话、会议电视，⑤连接vcr、vcd等消费电子产品的功能，⑥电子购物，⑦电子游戏等。 对数字机顶盒的技术要求有：①高速双向通信网络的宽带接入，有效地利用频带资源，②数字电视节目和多媒体视频在解码、视频音频处理、以及d/a变换、电视编码、显示等方面的统一考虑，③对运河扰、加密、计费等考虑，④友好的用户界面，尽可能高的性能价格比，⑤在功能和性能方面的可扩充性。 硬件和软件结构 1.硬件 机顶盒的硬件结构随功能和工作方式的不同有着很大的区别。但其基本的组成一般是高性能的处理器内核、存储器、通信接口、数据***、视频音频图形处理器、电视编码及接口、外围i/o接口等。图1为一个机顶盒的组成框图。整个硬件系统分若干个子系统： ·网络通信接口子系统 本部分可有一个或多个宽带接入的接口（前端）。因为各种传输介质采用不同的调制方式，所以不同的前端有自己的调谐器、解调码器、通道***、转换器、反向通道发送器等。可以采用的前端有电缆前端、卫星前端、地面微波前端、adsl前端等。各种前端可选用相应的器件组合，也可选用功能完整的模块。 ·处理及控制子系统 这是机顶盒的心脏部分，它由处理器、存储器等组成，提供信号存取和控制的处理功能，并提供一个可编程的平台。它要实现对整个系统的控制并具体完成信号的去扰，进行多路分离，获取mpeg-2数据流和其它一些打包的数据。 ·音频/视频/图形处理子系统 这里完成音频/视频/图型数据的解码、处理，并将之编码成svb、s-video、rgb信号输出，它主要由mpeg-2和ac3等***、视频和音频信号的d/a转换器，视频信号编码器等组成。 ·外围接口了系统 这部分包括串行和并行i/o接口、智能卡接口、红外接口、ieee1394接口等，用来连接无线的键盘、鼠标，以及vcr、vcd、数字摄像机等设备。 2.软件 机顶盒的软件系统也随功能和结构的不同有着很大的区别。高档的数字机顶盒由于功能复杂，性能要求高，一般以一个实时操作系统为核心，根据硬件和系统功能加以扩充。适合这方面应用的，有通用的操作系统，如windows ce，os-9，psos等，也有专为机顶盒研制的操作系统，如power-tv等。 整个软件一般可分为图2所示的几个层次，最低的一层为各类硬件部件的驱动程序，这些硬件部件包括mpeg系统及处理部件、音频视频图形处理部件、flash memory（快闪存储器）、串行口、并行口不、智能卡接口、网络通信部件等。这些部件通常是一些专用的芯片，它们的驱动程序也是直接与硬件有关的。 为了便于上层软件对设备的使用，在驱动器层之上有一个驱动器管理层，它从外围接口、mpeg系统处理、音频/视频/图像、通信几个方面，管理下层的物理驱动器接口，从而方便高层功能的实现，也减法律了cpu的负担。 再上面一层即是实时操作系统内核。这是整个软件系统的核心，它负责任务调度、实时监控、资源分配。 实时操作系统层上面是系统控制层和库程序，系统控制层提供对视频音频数据控制、用户存取接口、通信、通道选择等高级功能，也支持多个应用程序对这些功能的共享和