基于EM8620芯片的IPTV機頂盒設計方案

中國視聽網資訊更新時間：2010-1-22 16:08:16　編輯：溫情　[ 大中小 ]

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基于EM8620芯片的IPTV機頂盒設計方案(3)

2、軟件設計
  軟件主要包括嵌入式的操作系統和各類驅動及應用軟件。由于當前Linux有著優良的可移植性和廣泛的兼容性，虼嗽詒痙槳鋼脅僮饗低巢捎忙藽Linux實現，而應用軟件主要包括電子節目指南、數字版權保護和條件接收、瀏覽器、圖形用戶界面、軟件解碼模塊等。

  2.1嵌入式操作系統

  μCLinux是面向MMU（內存管理單元）設計的嵌入式操作系統。內核由Linux2.0Kernel發展而來，同標準Linux相比，它繼承了原有的工作穩定性強、網絡功能強大等主要優點。此外，它具有占用空間小、執行效率高等特點，由于IPTV機頂盒需要實現各種基于網絡的增殖業務，因此對于網絡通信協議的需求比較廣泛，μCLinux包括TCP/IP等多種網絡協議，能夠支持當前各種基于IP的業務，同時它還具有良好的開放性，任何新協議都可以很方便地加入到內核中，具備了持續升級的可擴展能力。

  在使用μCLinux進行軟件設計時，一個需要著重考慮的問題是內存管理，由于EM8620沒有MMU管理存儲器，因此μCLinux不能使用虛擬內存管理技術，內存訪問應采用直接尋址方式，所有程序訪問的地址都是實際的物理地址，操作系統內存空間失去保護后，系統內各個進程實際上是共享同一個內存空間，因此在設計多進程任務時就需要特別注意進行內存保護，防止程序操作越界溢出。具體而言，就是在每個進程初始化時，μCLinux會根據用戶的申請分配一段連續的堆棧地址空間，而后該進程中所有的數據操作都在此內存空間內完成，所以開發人員必須對每個任務進程所需的最大內存空間做出正確估計和分配，一旦生成的數據空間大于所分配的內存空間，就會產生內存溢出，侵犯其他程序的地址空間，從而導致程序的運行異常，嚴重者將導致系統崩潰。傳統Linux最大的缺點之一是，系統非正常關閉后，經常會產生硬盤碎片，使操作系統無法正常引導啟動，此處，將μCLinux編譯后燒寫到Flash上采用Flash內核啟動方式，避免了上述缺點。

  2.2應用軟件

  2.2.1電子節目指南

  電子節目指南是用戶獲取電視節目播出信息的直接途徑，從現有數字電視用戶的調查中發現，電子節目指南是當前最受用戶歡迎的功能，電子節目指南一般包括電視節目單、節目簡介、當前節目信息顯示、節目預定等多個環節，通常它的設計采用基于中間件或定制編寫軟件模塊的方式實現，過程復雜、靈活度差。此處采用基于瀏覽器的電子節目指南設計，電視節目信息以HTML方式或XML方式傳送，機頂盒接收后利用瀏覽器顯示給用戶觀看，其風格和瀏覽方式都具有很強的靈活性，由于其他類型的增殖業務如網絡瀏覽、電視購物等方式都需要瀏覽器，因此使用瀏覽器不會增加系統的額外開銷。

  2.2.2數字版權保護

  數字版權保護設計分為兩種，一種是針對已錄制節目的保護，另一種是針對實時播出節目的保護，由于機頂盒具有個人錄像機功能，用戶能夠方便地將實時播出的電視節目錄制到硬盤上，并通過USB接口拷貝出去進行散發。為防止這種盜版拷貝的情況發生，設計了嚴格的數字版權保護模塊，當用戶進行錄像時，對存儲到硬盤的節目進行加密處理，加密密鑰由每個機頂盒特有的硬件信息生成，這樣即使將節目拷貝到其他同類型機頂盒中也不能進行播放，從而實現了嚴格的版權保護功能，對于實時播出的加密節目，沿用了基于智能卡的工作方式，首先提取IP網絡傳送過來的密鑰數據流，通過UART接口送到智能卡中進行解密，解密后控制字存儲在內存中使用后即刻銷毀，防止盜取和破解。

  2.2.3圖形用戶界面

  為方便地對IDE硬盤及其他接口進行操作，此處為用戶提供了圖形用戶界面，它采用MiniGui引擎，界面啟動后，用戶可以通過遙控器或連接USB鼠標/鍵盤非常方便地進行操作。

  除了上述應用軟件外，還可支持各種Java、flash程序運行，便于實現電視購物、在線游戲等功能，此外其包括WMV9、Real等一系列多媒體播放程序，用于各種類型的網絡音視頻節目及本地的DVD光盤播放。