????? 本文介紹了基于杭州國芯科技有限公司產品GX1121(ABS-S解調芯片)和GX3001（MPEG2解碼芯片）的直播衛星機頂盒完整解決方案.文中從芯片功能特征、系統方案設計和基于標準版本的機頂盒軟件架構等方面詳細闡述了該解決方案的功能特點.最后結合整機測試評估及市場推廣情況，綜合說明該方案為直播衛星接收機頂盒設計的最佳性價比選擇.

1．引言

　　直播衛星是中國創新型產業布局的一個重要組成部分，集中了衛星通信技術、微電子技術、計算機技術等諸多領域的最新成果，極大地提高我國廣播電視的覆蓋水平，增強廣播電視的服務能力，促進包括衛星設計與制造技術、節目傳輸技術、安全播出技術等在內的技術研究水平的提升，推動相關的產品制造、服務行業的發展與產業升級。預計會形成上千億的市場規模，從而最終實現對GDP拉動作用。當前中國存在著巨大的直播衛星收視需求，杭州國芯公司得到國家廣電總局的許可研發ABS-S解調芯片，并為縮短廠商的開發周期與降低整機bom考慮，推出GX1121(ABS-S解調芯片)和GX3001（MPEG2解碼芯片）的直播衛星機頂盒完整解決方案。

2．ABS-S機頂盒功能概述：

????? GX1121+GX3001方案ABS-S機頂盒是一款符合中國廣播電視直播衛星”村村通”軟件功能及硬件指標的數字衛星接收機.此方案接收機解調符合中國先進廣播系統(ABS-S)所規定的調制信號.方案帶有兩路視頻輸出,一路S-VIDEO輸出,一路左右聲道音頻輸出,能滿足不同用戶的音視頻輸出需求.以下是該方案機頂盒的一些補充說明:

????? 支持信息服務

????? 強大的節目管理功能

????? 可通過串口或衛星進行遠程升級

????? 軟件界面美觀且容易操作

3.基于GX1121和GX3001的DVB-C機頂盒設計

　　3．1系統硬件設計

????? 以下主要從系統的信道及信源兩方面介紹我們方案的設計。圖1為我們方案的系統應用框圖：

圖1 系統應用框圖

????? 3．1．1GX1121應用電路設計

????? GX1121是國內首款支持中國先進廣播系統（衛星）（ABS-S）的衛星信道接收芯片，采用0.13微米工藝，高度集成從基帶模擬信號采樣到MPEG碼流輸出的完整功能，實現ABS-S傳輸的數字視音頻及數據內容的解調與信道解碼，可用于衛星機頂盒和衛星調諧器集成。它按照國標ABS-S設計，由針對I路和Q路的雙10比特高精度A/D，QPSK/8PSK解調，信道均衡，LDPC解碼，TS輸出等部分構成，在惡劣條件下提供良好的接收性能，并提供靈活易用的用戶接口，能為直播星數字機頂盒及調諧器廠家提供優異的解決方案。GX1121的結構框圖如圖2所示。

圖2 GX1121結構框圖

　　外部晶振及PLL接口電路

圖3 接口電路

　　ADC外部電路

????? ADC部分對射頻模塊輸出的基帶信號I/Q進行采樣，把頻譜從模擬域映射到數字域。采樣時鐘為91.8MHz，I/Q信號可選擇差分輸入模式或單端輸入模式，以適應不同RF芯片設計方案。I/Q信號最佳穩定輸入幅度的選擇也可由寄存器配置，以充分利用ADC采樣精度。
AGC接口電路

????? AGC部分是根據ADC采樣后的數據，計算出輸入信號的平均功率，并將這個功率和設定的標準功率值AGC_STD相比較，調整AGC信號去控制射頻芯片的低噪聲增益。AGC控制采用脈沖密度調制波（PDM），抑制抖動性能遠遠超過PWM方式。

　　外圍電路只需簡單的RC濾波電路。其電壓控制范圍根據使用的RF芯片可以作出相應的調整，這里我們給出了一個通用的電路，如圖4所示：

圖4 GX1121 AGC電路?? 3．1．2GX3001芯片特點

????? GX3001是面向DVB-C/DVB-S/DVB-T市場推出的一款低成本高性能機頂盒解碼芯片，內部集成高性能32位RISCCPU、MPEG2解復用器、MPEG2視音頻解碼器、去隔行及后處理單元、真彩色的OSD及2D圖形加速、電視編碼及視頻DAC等功能模塊，提供優異的整機功能、性能和BOM成本。

????? 其高性能的32位CPU可以提供強大的軟件處理能力，支持各種高級應用。成熟的實時操作系統和API庫可以顯著縮短用戶開發周期。

????? 真彩色的OSD及2D圖形加速可以提供絢麗的界面效果，支持數據廣播中的各種瀏覽器需求。專有的視頻處理算法可以完成視頻去隔行和縮放效果，提供視頻逐行輸出。同時靈活的抓屏功能可以提供各種快拍和多畫面瀏覽功能。

????? 電視編碼支持所有的PAL和NTSC制式，內部集成的四路視頻DAC可以滿足各種視頻輸出需求，包括SCART接口。

????? 同時GX3001可外掛以太網芯片，支持簡單交互應用。另外GX3001具有業界極小的LQFP144封裝，降低了整機PCB復雜度和BOM成本。

????? 綜上所述，利用靈活的配置和外設，GX3001可以滿足DVB-C/DVB-S/DVB-T市場高性價比的需求。

????? 3．2系統軟件設計

????? 直播星機頂盒軟件主要包含下載器（Loader）和應用軟件（ApplicationSoftware,AS）兩個部分。下載器實現系統啟動和空中升級應用軟件。AS實現機頂盒所有基本應用功能。本節具體介紹系統的應用軟件架構。

????? 在直播星的硬件平臺上實現了如下應用軟件架構:

圖5 軟件架構圖??? 各模塊描述：

????? PSI/SIengine：在應用軟件中，節目搜索和EPG信息都需要獲取PSI、SI中各個表的詳細數據信息，另外有些表中的數據是需要軟件實時獲取或者監控的，因此如何對這些表進行過濾和解析需要一定的方式組織起來。PSI/SIengine有效組織起PSI/SI表的監控，過濾和解析，增強了軟件功能實時性和代碼的可讀性。

????? UI系統：搭建一個機頂盒界面開發平臺，提供豐富的控件種類和強大功能，提高了界面開發效率。

????? NODE：管理機頂盒數據存儲，減少flash的碎片，保證數據的有效存儲和快速提取。

????? Search：相關表的接收機制建立在PSI/SI引擎之上，完成機頂盒的節目搜索，排序和保存。節目搜索包括單頻點搜索和自動搜索。

????? EPG：相關表的接收機制建立在PSI/SI引擎之上，當解復用沒過濾到EPG數據，EPG模塊處于睡眠狀態，當有數據時，EPG模塊才有效快速的解析存儲數據。這樣可以在不浪費系統資源的情況下，達到實時更新新的數據和刪除過期數據的目的。

????? Book：實現預約節目功能，預約時間到自動切換到用戶預約的節目上。

????? Time：實現兩個功能，一是為機頂盒提供系統時間，二是為上面應用和同層的其他模塊提供定時器功能。

????? AV：主要是對音視頻的一些操作。包括播放節目，聲道的設置和讀取、音量的調整和讀取、音量等級的設置和讀取、電視廣播制式的讀取和設置。

????? Dbase：調用NODE實現對于機頂盒數據的存儲，讀取，刪除，修改，增加。

????? Informationservice：實現了信息服務數據的過濾，整理，XML的解析和界面的菜單處理這些部分。

????? 目前國內很多STB生產廠商采用GX1121+GX3001方案通過了廣電的直播星入網認證測試，同時其方案整體性能及公司的貼近式服務得到國內STB生產廠家的一致認可。

????? 由于市場競爭日益激烈，STB廠商感到上市時間的壓力越來越大，要求芯片供應商提供更全面高效的技術支持，因此芯片供應商的技術支持水平已經成為STB廠商選擇方案時考慮的重要因素。以往國外芯片廠商大都采取委托國內代理商進行技術支持的方式，但是現在這種模式已經難以滿足整機廠商對差異化設計和上市時間的雙重要求。作為本土企業，杭州國芯在技術支持方面具有得天獨厚的優勢，除了提供全套的GX1121、GX3001開發套件（包括樣片，評估板，應用手冊，評估軟件，標準C語言驅動程序）之外，還提供由芯片設計人員組成的現場支持小組，完成從差異化設計、現場調試、軟件整合一直到整機量產測試方案等所有環節的技術支持，確保客戶在最短的時間內實現量產。

????? 總之，面對美好的前景和激烈的競爭，STB廠商需要采取更加靈活的技術策略應對各種新的設計挑戰，基于GX1121和GX3001的直播衛星機頂盒完整解決方案是您的理想選擇。

參考文獻：

????? [1]GX1121datasheet，HangzhouNationalchipScience&TechnologyCo.,Ltd;

????? [2]GX3001datasheet，HangzhouNationalchipScience&TechnologyCo.,Ltd;

????? [3]鄧圻貴等，數字機頂盒原理、應用與維修，人民郵電出版社；

????? [4]中華人民廣播電視標準GB/T233-2008；

????? [5]JohnG.Proakis，現代通信系統，電子工業出版社；