- ABS-S機頂盒功能概述
- ABS-S機頂盒系統硬件設計
- ABS-S機頂盒系統軟件設計
- ABS-S機頂盒基于“GX1121+GX3001”方案
直播衛星系統ABS-S是具有中國自主標準和創新研發的新一代衛星數字電視傳輸系統。當前中國市場存在巨大的直播衛星收視需求，杭州國芯科技得到國家廣電總局的許可研發ABS-S解調芯片，為縮短廠商的開發周期，降低整機BOM成本，我們推出“GX1121(ABS-S 解調芯片)和GX3001（MPEG2 解碼芯片）”的套片解決方案，并為直播星機頂盒生產廠商提供“TurnKey式”的服務。
ABS-S機頂盒功能概述
基于“GX1121+GX3001”方案的ABS-S機頂盒是一款完全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， 此方案接收機解調信道接收符合中國直播星接收系統(ABS-S)所規定的所有調制模式信號，方案兩路視頻輸出，一路CVBS輸出，一路S-VIDEO輸 出，并輸出兩路左右聲道音頻信號，各項性能指標完全符合廣電總局的入網測試要求。該機頂盒方案的其他功能包括：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。
ABS-S機頂盒設計
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該方案的設計。圖1為本方案的系統應用框圖，圖2為應用方案主板。
圖1 系統應用框圖
圖2 系統方案板
1.1 GX1121芯片特點
GX1121是中國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0.13mm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。該芯片按照國標ABS-S 設計，由針對I路和Q路的雙10位高精度ADC、QPSK/8PSK解調、信道均衡、LDPC解碼、TS輸出等部分構成，在惡劣條件下能夠提供良好的接收性能，并提供靈活易用的用戶接口，可為直播星數字機頂盒及調諧器廠家實現優異的解決方案。GX1121的結構框圖如圖4所示。
圖3 GX1121芯片外觀
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圖4 GX1121結構框圖
GX1121主要技術特性：
> 支持ABS-S廣播模式(QPSK/8PSK)和LDPC信道糾錯碼
> 內部集成高精度雙10位ADC，IQ不平衡補償
> 支持ABS-S定義的所有滾降因子:0.20/0.25/0.35
> 支持如下LDPC碼率：
QPSK: 1/4,2/5,1/2,3/5,2/3,3/4,4/5,5/6,13/15,9/10
8PSK: 3/5,2/3,3/4,5/6,13/15,9/10
> 支持導頻模式，導頻長度自動識別
> 高性能的均衡器，有效消除回波干擾
> 先進的電源管理，典型功耗<200mW
> 準確的信號強度和信號質量指示，方便衛星天線調整
> 靈活可配的TS輸出端口
> 支持DiSEqC 2.2
> LQFP100封裝
> 3.3V/1.2V供電
圖5 GX3001芯片外觀
圖6 GX3001內部結構框圖
1.2 GX3001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RISC CPU、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。
GX3001內嵌高性能的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。
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GX3001主要技術特性：
> 32位RISC CPU，8Kbytes的指令Cache和8Kbytes的數據Cache，最高主頻216MHz，支持JTAG調試
> 支持條件接收和數據廣播
> 33個PID過濾器，每個PID過濾最多支持32個通用通道數，每個通道過濾深度為16Byte
> 四層圖形顯示：背景層、靜態圖片層、視頻層、OSD層
> 真彩色OSD及強大的2D圖形加速，支持抗閃爍濾波
> 靈活的抓屏功能，支持各種多畫面瀏覽及連拍功能
> 高性能的視頻縮放及去隔行性能，支持逐行輸出
> 支持各種PAL（包括PAL-M/N/Nc）、NTSC電視制式，及其相互轉換。
> 集成四路視頻DAC，支持如下輸出接口模式：2CVBS/S-Video、CVBS/YCbCr、CVBS/RGB、YPbPr、RGB（逐行）；
> 工藝：0.18mm
> 封裝：144LQFP
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AS（Application Software）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。
2.1 系統的應用軟件架構
圖7 軟件架構示意圖
在直播星的硬件平臺上實現了圖7所示的應用軟件架構,各模塊 功能描述如下：
> PSI/SI engine：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/SI engine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。
> Information service：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。
2.2 系統的應用軟件界面
國家廣電總局對直播星的軟件界面有著嚴格的設計要求，基于“GX3001+GX1121”平臺的軟件方案已經通過廣電總局的入網測試，完全符合測 試標準。系統應用軟件界面如圖8所示。
圖8 應用軟件界面
本文小結
面對直播星良好的市場前景和激烈的競爭，機頂盒廠商需要采取更加靈活的技術策略應對各種新的市場挑戰，基于GX1121和GX3001的整體解決 方案是理想選擇。“GX1121+GX3001套片”方案具有高性價比優勢，杭州國芯同時還提供全套開發工具，并擁有一支由芯片設計人員組成的現場支持小 組，協助客戶完成從方案設計、現場調試、軟件整合一直到整機量產等所有環節的技術支持，幫助客戶在最短的時間內迅速實現量產。
