多媒體機頂盒結構設計及其關鍵技術

俞勇

摘要：隨著數字網絡電視的不斷普及，多媒體機頂盒已經得到了廣泛的應用，并且呈現出非常廣闊的發展前景。所以，本文將對多媒體機頂盒結構設計以及其關鍵技術進行深入的探索分析。

關鍵詞：多媒體；機頂盒；結構設計；關鍵技術

一、引言

現階段，隨著我國現代化信息技術的不斷發展，全球范圍內的通信基礎設施建設逐漸完善，越來越多的用戶開始接入寬帶，所耗費的成本也逐漸降低。在這樣的時代背景下，多媒體技術也開始不斷成熟，其將多媒體平臺、寬帶網絡平臺以及數字終端平臺三者進行有效的融合，已經成為全球范圍內一項具有良好發展前景的產業。多媒體機頂盒具有智能水平較高、豐富的功能、交互性較好等優勢，已經受到了廣泛額好評。所以，本文將對多媒體機頂盒結構設計及其關鍵技術進行深入的探索研究。

二、多媒體機頂盒的主要功能介紹

多媒體機頂盒最為主要的功能在于接收數字電視廣播節目，除此之外，其還具有以下幾個方面的功能和作用：第一，為用戶提供了電視節目的導航界面，能夠實現與用戶之間的良好交互性，操作起來較為簡便，界面也較為友好，用戶可以在較短的時間內獲得自己想看的節目；第二，具有網絡性特征，即實現數據的高速廣播，同時，為用戶提供有關于報紙雜志、熱門網絡信息以及票務服務等功能，更好的滿足用戶的實際需求；第三，自動對軟件進行更新，當有新版本的軟件上線時能夠自動接收到有關的最新軟件并及時進行更新；第四，用戶可以通過多媒體機頂盒與互聯網進行相連，從而實現接收電子郵件等功能。

三、多媒體機頂盒的結構設計

對于多媒體機頂盒而言，其主要由硬件和軟件兩方面的內容所構成。根據多媒體機頂盒的質量、檔次水平等區別，其基于的平臺也存在著非常明顯的差異性，所采用的軟件架構非常豐富多樣。不同多媒體機頂盒所能夠實現的功能也不盡相同?？傮w而言，多媒體機頂盒的硬件結構主要以以下三種類型的結構設計為主：基于專用芯片架構、基于多媒體信號處理架構以及基于處理器架構。在軟件方面，一般情況下采用模塊化結構、中間件結構以及層次化結構三種類型。以下將對多媒體機頂盒的硬件結構和軟件結構兩者進行詳細的、深入的說明：

（一）多媒體機頂盒的硬件結構

一般情況下，多媒體機頂盒的硬件結構主要由媒體處理單元、核心控制單元以及各類不同接口所構成。

1.核心控制單元。核心控制單元以嵌入式系統處理芯片為主，保證操作系統能夠正常的、穩定的運行，實現對機頂盒相關活動以及資源的有效管理。在操作系統中，ROM包含著不同的服務程序，操作系統、服務程序以及數據將會共享一個RAM。

2.媒體處理單元。根據機頂盒的檔次水平不同，成本高低將會直接決定是使用芯片還是數字信號處理器。媒體處理單元的主要作用是實現對傳輸的視頻和音頻等進行相應的解碼處理。

3.圖形控制與媒體播放接口

圖形控制系統的主要作用在于生成能夠供用戶使用的服務界面。圖形系統中的相關信息輸出后，將會與其他信號等相互疊加，從而將其輸出至電視機上面。

4.網絡接口

機頂盒需要配置相應的網絡接口，包括上行網絡接口和紅外遙控網絡接口，實現與互聯網之間的有效銜接。

5.控制接口

控制接口主要是實現用戶對機頂盒進行有效控制和操作的接口，一般情況下，以紅外接口為主，也會有WiFi技術實現的接口。

6.外圍設備控制接口

為了不斷豐富機頂盒的功能和作用，多媒體機頂盒上還包括一系列的外設統戰接口，實現與錄像機、U盤以及硬盤之間的通信，從而將其他儀器設備上的電視節目等傳輸至多媒體機頂盒上面。

（二）機頂盒的軟件結構

機頂盒本質上屬于一個客戶端系統，其除了需要配置良好的硬件平臺之外，還需要不同功能的軟件系統實現支撐，從而能夠保障各項功能和任務的順利完成。根據多媒體機頂盒的軟件功能不同，可以將其分為應用層、中間層以及資源層。在每一層中均包含了各種各樣的程序以及接口。

1.資源層

機頂盒硬件的模塊處理程序、接口的驅動程序以及操作系統共同構成了資源層，該層次軟件的主要作用在于能夠順利實現對硬件設備的有效控制和操作。

2.中間層

中間型的主要功能和作用在于將應用程序的相關指令解碼成為CPU能夠有效識別的指令，從而將指令傳達至驅動層去有效控制硬件設備以完成有關的動作。雖然中間層為軟件的更好使用帶來了非常大的益處，但是，其所需要的費用較為昂貴，同時，對于硬件的要求以及相關技術的要求也非常高，因此，在我國國內在多媒體機頂盒中使用中間層較少。隨著用戶的需求日益多樣化和豐富化，在未來在多媒體機頂盒中運用中間層將是有效的解決方案。

3.應用層

應用層主要由內置插件、瀏覽器以及下載插件所構成。根據軟件系統的設計理念的不同，在應用層中所使用的應用程序也存在著較大的差異性。目前，我國國內多媒體機頂盒中的應用軟件較少，主要以股票、電視廣播以及簡單的游戲為主。對于數字廣播電視而言，其最為主要的特征不是在于電視，而是基于這種數字電視平臺的業務應用。目前，隨著互聯網技術的不斷發展，交互式應用的不斷普及，各種交互性軟件也日益增加，這將會為運營商帶來非常大的創收。

四、多媒體機頂盒的關鍵技術

在多媒體機頂盒中的關鍵技術主要包括數字視頻編解碼技術、中間件技術、嵌入式操作系統以及圖形和圖像顯示技術。以下將對這四項技術進行介紹。

（一）視頻編解碼技術

視頻編碼技術是數字網絡電視發展的根本前提，如何提高畫質的清晰度是視頻編解碼技術首要考慮的問題。利用視頻編解碼技術可以對圖像進行壓縮解碼處理，提高數字傳輸的便捷性。

（二）中間件技術

中間件技術是位于機頂盒底層系統資源與應用程序之間的通用服務。這些服務具有非常標準的開發接口，能夠適應不同操作系統和硬件平臺。通過充分發揮中間件技術，可以實現將機頂盒中的硬件與應用程序兩者之間進行有效的分離。

（三）操作系統

機頂盒有硬件和軟件兩部分內容所構成。對于機頂盒產品而言，軟件操作系統的性能將會直接決定多媒體機頂盒是否優良。目前的多媒體機頂盒的操作系統主要有嵌入式Linux、WinCE以及VxWorks三種所構成。

五、結束語

綜上所述，多媒體機頂盒產業將會是一個充滿互動性的廣闊市場，加快多媒體機頂盒技術的發展與進步，將會實現我國數字網絡電視的繁榮景象。

參考文獻

[1]朱杰. 基于瀾起M88CS6001-U芯片的數字機頂盒的軟件設計[D]. 蘇州大學，2016.

[2]王玨. 數字電視機頂盒網絡瀏覽器模擬器的設計與實現[D]. 華中科技大學，2008.

（作者單位：南京熊貓電子股份有限公司）