IS1521 是由杭州晶圖微芯技術(shù)有限公司 ( ImageSilicon^TM ) 自主研發(fā)的一款針對數(shù)字電視機頂盒DVB-S/C/T 的大規(guī)模系統(tǒng)級 ( SoC ) 數(shù)字電視信源解碼芯片。

IS1521內(nèi)部集成有MPEG2音視頻解碼器、32 位高性能RISC CPU、TS流解復用器、OSD 控制器、電視信號編碼器等模塊。CPU時鐘頻率為108MHz，芯片功能強大，采用LQFP144封裝，占用PCB面積小。視頻解碼支持MPEG2 MP@ML，可實現(xiàn)任意大小的視頻縮放和16:9與4:3的模式轉(zhuǎn)換，支持多個OSD圖層的視頻疊加，可編程實現(xiàn)多級菜單。視頻輸出支持PAL或NTSC制式的CVBS、S-VIDEO、YCbCr、RGB模擬視頻接口。音頻解碼支持MPEG1、MPEG2 的 Layer I/Layer II/Layer III和AC3格式，可支持數(shù)字I2S/SPDIF 音頻格式輸出。TS流解復用器支持TS層、PSI和PES層的解復用。此芯片有I²C、UART、SmartCard、GPIO、irDA 、SDRAM、FLASH等接口。

　　1．基本硬件組成 

硬件的主要部分由高頻頭（包括RF、QAM解調(diào)器）、信源解碼主芯片、數(shù)據(jù)存貯器SDRAM和程序存貯器Flash等部件組成。本方案的Tuner采用Ximei的高頻頭、主芯片采用IS1521。系統(tǒng)原理框圖如下所示。

系統(tǒng)的工作原理為，有線數(shù)字電視信號輸入到高頻頭，經(jīng)高頻頭內(nèi)的RF芯片輸出到QAM解調(diào)器，QAM解調(diào)器解調(diào)后輸出TS流。該TS流輸入到主芯片IS1521內(nèi)置的TS流解復用器，過濾出特定PID號的TS包并解擾，輸出基本音視頻流ES、PSI等信息（也可選擇直接輸出某個PID的TS包），輸出的ES、PSI數(shù)據(jù)存放在外置SDRAM中，供解碼器進一步處理。IS1521內(nèi)置的音視頻解碼器接收解復用后的ES流，經(jīng)解碼后輸出音視頻信號。視頻解碼器采用快速算法及流水線操作，可大幅提高解碼速度和效率，解碼輸出的視頻信號可經(jīng)視頻疊加實現(xiàn)OSD功能。IS1521內(nèi)嵌有強大的32位CPU，可完成對系統(tǒng)功能的復雜控制和計算。本方案在功能上完全滿足DVB-C數(shù)字電視機頂盒的要求。

 

 2．軟件系統(tǒng)構(gòu)架

本機頂盒軟件系統(tǒng)能實現(xiàn)自動搜臺、EPG、NVOD、在線軟件升級、以及復雜的用戶界面顯示和控制的功能。其操作系統(tǒng)采用uC-OSII實時操作系統(tǒng)。在此系統(tǒng)上采用多任務機制實現(xiàn)了機頂盒的所有功能模塊，包括：TS/DVB PSI解復用模塊、數(shù)字電視的解碼和播放模塊、外圍控制電路的接口模塊、總線控制模塊，GUI界面生成與控制模塊等。各個模塊之間采用消息隊列或信號量進行通訊。下圖給出了系統(tǒng)架構(gòu)。

  2.1 底層模塊

Bootloader：高效的bootloader可快速的將FLASH上的壓縮程序映像取出放入內(nèi)存，并解壓運行。

設備驅(qū)動：系統(tǒng)獨立的設備驅(qū)動模塊能方便的移植于不同的操作系統(tǒng)上。能夠高效可靠并方便的實現(xiàn)對同一種設備的不同硬件的擴充支持。已經(jīng)實現(xiàn)的設備驅(qū)動有：看門狗、video與audio控制、串口、tuner、紅外線遙控、I2C總線控制、EEPROM、可編程傳輸流控制接口、OSD圖層控制、LED控制、Smartcard、FLASH，及DMA等。

系統(tǒng)API接口：供程序員方便實現(xiàn)各個應用層任務間的通訊交互以及任務與驅(qū)動的耦合。

   2.2 中間件與中間件

uClib庫：移植好的uClib庫能幫助程序員利用標準的C庫函數(shù)接口快速的開發(fā)出應用程序，并且可使應用程序便于移植。

DVB協(xié)議庫：能全面快速的分析DVB標準的PSI表和描述符信息，如PAT表,PMT表,SDT表,EIT表等及各種描述符，可供程序員快速的開發(fā)應用程序。

GUI庫：提供常用的GUI控件，如按鈕，列表，對話框等，提供中文點陣字體庫，支持GB2312漢字庫與Unicode字庫，窗口管理系統(tǒng)可使各個控件進行消息傳遞，完成復雜的控制。GUI庫可幫助程序員完成漂亮的用戶界面設計，實現(xiàn)復雜的用戶控制。

解復用模塊：處理TS通道、過濾器、緩沖區(qū)管理，包括設置TS包的PID、PSI表（如PAT,PMT,EIT等）的過濾條件，管理通道緩沖區(qū)。

CA與解擾模塊：管理解擾器，解擾特定PID的TS流，此模塊便于實現(xiàn)對各種CA系統(tǒng)的支持。

數(shù)據(jù)庫模塊： 實現(xiàn)對節(jié)目信息的存儲和操作管理，如添加搜索的頻道列表，節(jié)目列表，頻點列表等。

頻道轉(zhuǎn)換模塊：解復用并解擾TS流，完成頻道轉(zhuǎn)換和播放功能。

EPG與預約管理模塊：實現(xiàn)EPG信息的處理和顯示，如顯示當前頻道的正在播放節(jié)目和即將播放節(jié)目的名稱、播放時間，一周節(jié)目列表等，并可預定節(jié)目。

音視頻操作模塊：控制音頻解碼器，調(diào)節(jié)音頻播放/停止、音量設置、靜音設置、聲道設置。對視頻解碼器的控制包括視頻信號判斷、PAL/NTSC 判斷與轉(zhuǎn)換、節(jié)目播放與暫停等。

用戶界面控制模塊：實現(xiàn)與用戶操作相關(guān)的控制，其中包括了電源、前面板按鍵及LED顯示；紅外線遙控器處理；圖形顯示等。圖形控制模塊負責處理OSD操作界面顯示和用戶操作，該模塊還包括遙控器消息分發(fā)和處理、GUI系統(tǒng)的實現(xiàn)和管理等功能。

系統(tǒng)升級模塊：可通過在線接收打包好的特定TS流實現(xiàn)程序更新，滿足升級應用程序的需求。

      3．開發(fā)環(huán)境

IS1521的開發(fā)語言采用標準的C語言，開發(fā)環(huán)境可在Unix/Linux下采用跨平臺的gcc編譯器，也可在win2000/winXP下的Cygwin環(huán)境中使用跨平臺的gcc，編譯器支持C89,C99標準的C語言。移植好的Binutils工具可幫助系統(tǒng)工程師完成系統(tǒng)級的調(diào)試。目標板的程序調(diào)試可通過兩種方式進行：一種方式是使用JTAG接口將程序映像到目標板上的FLASH再啟動運行，另一種方式是通過串口將程序映像到目標板的內(nèi)存中直接運行，此方式很適合應用程序的調(diào)試。

我們的系統(tǒng)軟件采用模塊化設計，各種基本功能都已經(jīng)穩(wěn)定高效的實現(xiàn)，能幫助機頂盒設計者快速的開發(fā)出各種應用程序。隨著數(shù)字電視平移的開展，各地方欲實現(xiàn)的業(yè)務和功能也有所不同，采用我們的軟硬件方案能快速的實現(xiàn)所需要的終端產(chǎn)品即機頂盒。與其他方案提供商的機頂盒方案相比，我們的開發(fā)方案不僅能幫助機頂盒開發(fā)商快速開發(fā)出可靠的產(chǎn)品上市，更能節(jié)約大量成本。