基于CX2443x的數字電視機頂盒設計

當前，廣播電視正處于模擬技術(shù)向數字技術(shù)，單向廣播向雙向交互式傳輸，基本業(yè)務(wù)向擴展和增值業(yè)務(wù)的過(guò)渡和發(fā)展階段。數字有線(xiàn)電視機頂盒正是這一發(fā)展階段的產(chǎn)物。借助機頂盒，人們不僅可以用原有的模擬電視收看數字電視節目，還可利用數字機頂盒交互式功能獲得電子節目指南(EPG)、視頻點(diǎn)播(VOD)、收發(fā)電子郵件、數據廣播、遠程教育等增值服務(wù)。具體操作上，需要在用戶(hù)終端的模擬電視機上加裝機頂盒以完成數字電視信號和數據的接入，并完成視音頻信號的解碼輸出。本文介紹了機頂盒系統的硬件設計。

　　器件的選型

　　選擇芯片時(shí)除了要滿(mǎn)足基本的接收數字電視功能，還要能夠使用戶(hù)通過(guò)有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )實(shí)現Internet的高速接入，即要具備STB和Cable Modem兩種基本的應用模塊。根據這一需求，本設計選擇了CONEXANT(科勝訊)公司的交互數字電視機頂盒單芯片CX24430為核心來(lái)設計整個(gè)系統。

　　系統的整體結構

　　本系統以CX24430芯片為核心，還包括電纜調諧器(Tuner)、上行功率放大器、作為固化程序和存儲節目參數用的閃存、配合CPU處理和存儲數據使用的SDRAM、EEPROM、音頻DAC及音視頻輸出電路和電源單元等，此外，還有用于軟件調試的Multi-ICE接口和用于終端監控的RS23接口以及USB接口、1394接口和以太物理層RJ45接口等。系統結構框圖如圖1所示。

　　圖1 機頂盒終端系統結構框圖

　　本系統設計的主要創(chuàng )新之處在于系統采用雙CPU架構，各自獨立地支持Cable Modem和系統的應用程序運行?；竟ぷ髁鞒淌牵簲底蛛娨曅盘枏碾娨暸_經(jīng)過(guò)有線(xiàn)電纜傳輸到用戶(hù)后，若要恢復出原始的圖像和聲音，需要經(jīng)過(guò)多個(gè)過(guò)程。首先進(jìn)行信道解調和解碼，然后對輸出的傳輸流進(jìn)行信源解碼，包括解復用、音視頻解碼、圖形處理、視頻編碼和音頻DAC等。

　　主要模塊的硬件設計

　　1 系統前端接入部分的設計

　　綜合業(yè)務(wù)數字有線(xiàn)電視雙模機頂盒的前端射頻接入信號主要包含下行帶內的數據流(包括音視頻和IP網(wǎng)絡(luò ))、下行帶外的數據流和上行數據流(包括帶內和帶外);其中帶內頻率的通道用來(lái)傳輸音視頻和IP網(wǎng)絡(luò )的數據，帶外頻率的通道主要用來(lái)傳輸CATV網(wǎng)絡(luò )頭端的電纜調制解調終端系統(CMTS)和用戶(hù)端的機頂盒的控制參數和交互信息，而且各種信息和數據在HFC網(wǎng)絡(luò )上通過(guò)頻分復用和時(shí)分復用得到并行的處理。

　　前端接入部分的設計如圖2所示。其中，PMX1338C為集成模塊，接收射頻信號，包括LNA低噪放大器、同向雙工器(將發(fā)射和接收的射頻信號隔離)和信號分離器(將下行信號分發(fā)到相應的端口);MT1530包含反混頻濾波和上行信號功率放大;CX2443x用做數字解碼和編碼以及輸出到外部接口。

　　圖2 系統前端接入電路圖

　　圖3 機頂盒接受系統后端電路圖

　　音視頻輸出部分電路設計

　　在機頂盒接收系統中，CX2443x后端子系統的視頻和音頻解碼器構成了系統音視頻輸出接口;解碼后的音視頻信號從半導體晶振輸送到立體聲DAC CS4335，或者從雙重的音/視頻信號開(kāi)關(guān)輸送到CX2161R。音視頻信號輸出部分的電路如圖3所示。