基于CX2443x的数字电视机顶盒设计

 

　　当前，广播电视正处于模拟技术向数字技术，单向广播向双向交互式传输，基本业务向扩展和增值业务的过渡和发展阶段。数字有线电视机顶盒正是这一发展阶段的产物。借助机顶盒，人们不仅可以用原有的模拟电视收看数字电视节目，还可利用数字机顶盒交互式功能获得电子节目指南(EPG)、视频点播(VOD)、收发电子邮件、数据广播、远程教育等增值服务。具体操作上，需要在用户终端的模拟电视机上加装机顶盒以完成数字电视信号和数据的接入，并完成视音频信号的解码输出。本文介绍了机顶盒系统的硬件设计。

　　器件的选型

　　选择芯片时除了要满足基本的接收数字电视功能，还要能够使用户通过有线电视网络实现Internet的高速接入，即要具备STB和Cable Modem两种基本的应用模块。根据这一需求，本设计选择了CONEXANT(科胜讯)公司的交互数字电视机顶盒单芯片CX24430为核心来设计整个系统。

　　系统的整体结构

　　本系统以CX24430芯片为核心，还包括电缆调谐器(Tuner)、上行功率放大器、作为固化程序和存储节目参数用的闪存、配合CPU处理和存储数据使用的SDRAM、EEPROM、音频DAC及音视频输出电路和电源单元等，此外，还有用于软件调试的Multi-ICE接口和用于终端监控的RS23接口以及USB接口、1394接口和以太物理层RJ45接口等。系统结构框图如图1所示。

　　

 

　　图1 机顶盒终端系统结构框图

　　本系统设计的主要创新之处在于系统采用双CPU架构，各自独立地支持Cable Modem和系统的应用程序运行。基本工作流程是：数字电视信号从电视台经过有线电缆传输到用户后，若要恢复出原始的图像和声音，需要经过多个过程。首先进行信道解调和解码，然后对输出的传输流进行信源解码，包括解复用、音视频解码、图形处理、视频编码和音频DAC等。

　　主要模块的硬件设计

　　1 系统前端接入部分的设计

　　综合业务数字有线电视双模机顶盒的前端射频接入信号主要包含下行带内的数据流(包括音视频和IP网络)、下行带外的数据流和上行数据流(包括带内和带外);其中带内频率的通道用来传输音视频和IP网络的数据，带外频率的通道主要用来传输CATV网络头端的电缆调制解调终端系统(CMTS)和用户端的机顶盒的控制参数和交互信息，而且各种信息和数据在HFC网络上通过频分复用和时分复用得到并行的处理。

　　前端接入部分的设计如图2所示。其中，PMX1338C为集成模块，接收射频信号，包括LNA低噪放大器、同向双工器(将发射和接收的射频信号隔离)和信号分离器(将下行信号分发到相应的端口);MT1530包含反混频滤波和上行信号功率放大;CX2443x用做数字解码和编码以及输出到外部接口。

　　

 

　　图2 系统前端接入电路图

　　

 

　　图3 机顶盒接受系统后端电路图

　　音视频输出部分电路设计

　　在机顶盒接收系统中，CX2443x后端子系统的视频和音频解码器构成了系统音视频输出接口;解码后的音视频信号从半导体晶振输送到立体声DAC CS4335，或者从双重的音/视频信号开关输送到CX2161R。音视频信号输出部分的电路如图3所示。