準機卡分離技術的實際應用——采用數字機頂盒適配器實現數字電視一體機

創維集團 白 驥 喬 木

引言

數字電視的整體轉換已經過了多年，我國大中城市的消費者大部分都使用了數字電視機頂盒，但是從消費者的消費習慣和體驗模式來分析，有較多消費者對目前機頂盒常見的幾個缺憾期待解決：

1.電視與機頂盒擁有兩個遙控器，操作不方便。

2.大多數家庭客廳里電視柜的位置已經擺放有DVD，音頻功放等，如果再放一個盒子，已經沒有位置了。

3.不方便掛墻，目前有數據統計平板電視有50%到60%的消費者會選擇掛墻收看的方式。

5.數字機頂盒出來的信號經過傳輸線一定會有損失。

于是，我們的政府主管部門順應需求，適時地提出了建立機卡分離的標準。目前在我國市場上，主要存在兩種機卡分離技術方案：基于PCMCIA接口和基于USB接口，PCMCIA是由深圳國微主持開發和推廣，基于USB接口的UTI是清華大學開發推廣。國內廠商已經研發的數字電視一體機，也都基本采用上述之一的機卡分離技術。從國外發展數字電視的經驗來看，這種技術是符合數字電視的發展潮流，符合消費電子的經濟規律，也符合廣大消費者的利益，這種方式的商業運作模式簡單的說：即運營商發行sim卡，電視整機設備生產采用獨立系統的電視整機設備，sim卡和電視整機設備之間定義一個標準接口電路，例如USB或PCMCIA接口，在此接口上形成一個可支持各種CA的模組或獨立器件，這種模式的發展，對企業標準化，提高質量，規模生產，降低成本，以及快速流通都起到一定的幫助。

但是除了CA的基本收視應用以外，各地的廣電運營商對機頂盒還有一些特殊要求，例如不同風格的UI界面，不同的綜合業務運作模式，不同的數據信息格式，以及各種各樣的中間件協議，等等這些都要求機頂盒制造商作一些定制服務，客觀上也限制了目前高度標準化的機卡分離一體機的推廣。

既然是這樣，我們在思考，有沒有一種方式？既能照顧到消費者的消費利益，又能適應中國目前現在的國情？

答案是有的，即采用數字機頂盒適配器實現數字電視一體機。

一、技術特征

我們開發的這種一體機，避開了傳統意義上的機卡分離技術，我們采用數字機頂盒適配器的技術，也就是適配器部分保持完整的，獨立的原數字電視機頂盒的所有功能，如果給他接上一個12v或者5v電源，就是一個數字機頂盒，它的研發，生產，測試與現行的過程完全一樣，繼續保持一個獨立的流程，它的廣電運營商認證，CA商的認證也都是獨立于電視設備，所以解決了目前市場上數字電視一體機認證的繁瑣，并保持了獨立的測試認證過程，使得研發和制造可以適應現有的各種CA。模擬電視解調部分與顯示部分組成電視設備，也是一個獨立的系統，與現有的模擬電視完全一樣，其研發生產認證測試過程與現有的模擬電視完全一樣。結構上我們把數字機頂盒適配器制作的非常便攜小巧，尺寸與現有3.5寸硬盤大小相仿，相當于一個數字SIM卡與電視之間的適配器，消費者只需將SIM卡插進數字機頂盒適配器，再將數字機頂盒適配器插進電視設備，即完成了一體機的SIM卡安裝過程。本解決方案的系統結構如圖1。

圖1 （系統框架圖）

表1 （硬件接口定義表）

表2 （交互協議設定的數據格式表）

圖2 （通信流程圖）

對消費者而言，購買到的產品與機卡分離一體機是完全一樣的。在UI和遙控操作等方面我們特別設計了符合消費者習慣的友好界面，設計了一個簡潔的，可完成數字電視機頂盒以及電視設備所有功能的一體化遙控器。

上文所述第一類體育領域譯員雖對譯文所涉語境的體育知識和文化、體育術語等專業詞匯掌握尚佳，但往往缺乏靈活運用的語言能力，尤其在專業文本翻譯過程中容易出現句式和語法等錯誤；對于第二類譯員，他們雖能擁有過硬的外語翻譯素質，但由于缺乏必要的體育專業知識，加之參考資料極度匱乏，這在無形中更增加了體育文本的翻譯難度。綜上所述，建立一個滿足體育譯員和學者學習、翻譯和交流需求的體育文本翻譯語料庫迫在眉睫。

為實現以上功能我們定義了具有創維自主知識產權的硬件接口，驅動協議以及機頂盒適配器和電視設備系統之間的通信協議。

電視設備和機頂盒適配器各自設置有控制芯片，根據數模一體機的特點，定義物理接口，設計一套數字機頂盒適配器與電視整機設備的接口驅動程序，定義同樣的UI界面，共享一個遙控器，將數字機頂盒適配器模塊的視頻以數字流傳輸給電視整機設備，從而實現數字電視地觀看。

二、硬件接口定義

其中，數字機頂盒適配器的物理接口采用公座接口，而電視設備的物理接口采用與公座接口完全吻合的母座接口。物理接口采用32位接口，其每位定義如表1所示。

由此可知，物理接口的第1、2、32端口為視頻分量Y/Pb/Pr信號接口；第5、7端口為串行通信接口；第6端口為紅外遙控IR接口；第8、25端口為5v電源接口；第9端口為12v電源接口；第11-14、19-22端口為LVDS信號傳輸接口；第16、17端口為I2C通信接口；第24端口為數字機頂盒適配器的檢測接口；第29、30端口為音頻左右聲道信號接口或IIS信號接口；其余端口均為地線。

三、通信流程以及通信協議

數字機頂盒適配器和電視設備之間的物理接口之間采用本方案獨特的接口驅動程序，即：數字機頂盒適配器與電視設備在通訊過程中由令牌傳遞確定當前的工作權限；物理接口中串行通信接口用于傳輸指令和數據；數字機頂盒適配器與電視設備共享遙控器，數字機頂盒適配器的接口處理器與電視設備的接口處理器均接收紅外遙控IR信號，使紅外遙控IR信號不在物理接口中傳遞，但是只有握有令牌的一方去執行遙控命令；并且，握有令牌的一方在需要對方協助時向對方發送命令，對方接收后回復確認；在切換操作時，握有令牌的一方將令牌交給對方，另一方收到后回復確認。

表3 （數據交互協議規定的指令Command信息）

表4 （數據交互協議規定的數據（Data）信息）

具體來說，令牌狀態及傳遞信息包括字節，大致含義如下：

Token=00：令牌查詢；Token=01：未握有令牌者回復給握有令牌者的信息；

Token=10：轉讓令牌；Token=11：握有令牌者發送給未握有令牌者的信息，并發送“心跳”。

開機流程結合圖2所示。其中，DTV表示數字機頂盒適配器，而ATV表示電視設備。當電視設備開機初始化后，電視設備取得令牌并顯示開機畫面；然后，電視設備通過物理接口中第24端口檢測數字機頂盒適配器是否存在；當數字機頂盒適配器存在時，進一步檢測開機通道是否為電視狀態，以及檢測上次關機是否為數字電視狀態。而當數字機頂盒適配器開機初始化后，數字機頂盒適配器的接口處理器通過物理接口發送令牌查詢指令（Token=00），若電視設備沒持有令牌，則由數字機頂盒適配器取得令牌。當電視設備和數字機頂盒適配器之間需要交換令牌時，則由目前持有令牌的一方向另一方發送令牌轉讓指令（Token=10），收到令牌的一方會回復對方，從而完成令牌的傳遞，從而完成信號通道的切換操作。

物理接口中串行通信接口采用數據交互協議進行信息交互，如表2所示，由數據交互協議設定交互信息的數據格式包括：數據頭（Lead code）信息、令牌（Token）狀態及傳遞（Length）信息、指令（Command）信息、數據（Data）信息和奇偶（Parity）校驗值信息。

數據頭信息固定為字符0xADDA；

令牌（Token）占2個bit；

傳遞（Length）信息占6個bit，定義本條交互信息的數據格式的長度；

指令或命令（Command）固定為一個1字節，并且，不同字符代表的指令的描述含義如下表3所示：

數據交互協議規定的數據（Data）信息，其可以為固定字節長度，也可以為不固定字節長度，但通常不會超過62字節。其中，不同字符代表的數據描述信息如表4所示：

最后是奇偶（Parity）校驗值信息，長度不定。

本解決方案已進入量產階段，已得到了一些廣電運營商的支持，相信在不久的將來，一定會成為數字電視一體機市場上強有力的競爭產品。

[1]廖洪濤,徐征編著.數字電視業務支撐系統[M].電子工業出版社.

涉及專利：

采用機頂盒適配器實現的數字電視一體機及其方法專利ZL 200810067833.4

用單個遙控器遙控多個獨立CPU系統的方法

專利ZL 200510021039.2

電視機遙控信號轉發裝置及其方法

專利ZL 200610032838.4

接口轉換裝置及其方法

專利ZL 200610032837.X