CN101277377A - 无线数字机顶盒 - Google Patents

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赵岩
于忠清
程退安
卜祥峰
栾复磊
谭永哲
张帆
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Abstract

一种无线数字机顶盒，由微处理器(1)、FLASH模块(2)、SDRAM模块(3)、802.11模块(4)、网络接口(5)、Modem模块(6)、JTAG接口(7)、电源模块(8)、红外接口(9)、HDMI模块(10)、USB接口(11)、音频接口(12)、视频接口(13)、S端子接口(14)、TUNER接口(15)和系统总线扩展。本发明集成了嵌入式操作系统 —— uClinux，ARM结构CPU硬件平台、电视接收模块、家庭网关模块和802.11无线通讯模块等。具有成本低、操作简单，可在设备间进行无线通讯的特点。可用于替代或升级有线数字电视机顶盒及家庭网关。避免了用户对多种数字设备同时操控的不便，简化了各种设备之间的相互连接，大大方便了家庭用户的使用。

Description

无线数字机顶盒
技术领域
本发明属于网络及音视频数据处理技术领域，特别涉及一种具有无线网关功能的数字家庭机顶盒。
背景技术
机顶盒是一种将数字电视信号转换成模拟信号的变换设备。它对经过数字化压缩的图像和声音信号进行解码还原，输出模拟的视频和声音信号，通过电视显示器和音响设备给观众提供高质量的电视节目。机顶盒还是一种多媒体终端，有类似于家用电脑的硬件体系结构和专用的实时操作系统及应用软件，不仅具有数字信号的解码功能，还可以对用户授权信息进行解析、解密。
目前的情况是有线电视普及率最高，数字电视需要机顶盒接入有线电视网，将来还会有IPTV机顶盒、高清数字机顶盒，PC上网需要调制解调器，用户家庭内部终端和外网之间进行信息交互终端众多，界面不一，操作方式又各不相同，给用户带来众多不便。随着有线电视以及网络普及率的升高，同时使用机顶盒及家庭网关的用户逐渐增多。如何在低成本前提下，对各类繁杂的数字家庭设备进行整合，并且方便用户操作使用，成为各民用消费品生产企业迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种无线数字机顶盒，它不仅有普通机顶盒的功能，还能作为无线数字家庭网关，成为构建家庭网络的核心设备。
本发明由微处理器、FLASH模块、SDRAM模块、802.11模块、网络接口、Modem模块、JTAG接口、电源模块、红外接口、HDMI模块、USB接口、音频接口、视频接口、S端子接口、TUNER接口及系统总线扩展构成。其中FLASH模块的端口对应连接微处理器的PB_A[0…24]、PB_D[0…15]、PB_RD#、PB_WR#、PB_CS2、PB_IORDY端口，SDRAM模块的端口对应连接微处理器的DRAM_A[0…13]、DRAM_D[0…31]、DRAM_DM[0…3]、DRAM_DQS[0…3]、DRAM_WE#、DRAM_CAS#、DRAM_RAS#、DRAM_CS#、DRAM_CKE、DRAM_CK、DRAM_CK#端口，802.11模块的接口对应连接微处理器的U0_RXD、U0_TXD端口，网络接口对应连接微处理器的ETH_MDINT#、ETH_TXCLK、ETH_TX_EN、ETH_TXD[0…3]、ETH_RXCLK、ETH_RX_DV、ETH_RXD[0…3]、ETH_CRS、ETH_COL、ETH_MDC、ETH_MDIO端口，Modem模块对应连接微处理器的GPIO[24…28]端口，JTAG接口对应连接微处理器的JTAG、TDO、TDI、TCK、TRST#、TMS端口，红外接口对应连接微处理器的IR端口，HDMI模块对应连接微处理器的VD0_P[0…13]、VD0_HS、VD0_VS、VD0_VLD、HDMI_PD#、HDMI_MSEN、HDMI_DSCL、HDMI_DSDA、HDMI_HPD端口，USB接口对应连接微处理器的USB20_DM_0、USB20_DP_0、USB20_DM_1、USB20_DP_1端口，音频接口的端口对应连接微处理器的SO0_DATA5、SO0_MACLK、SO0_BCLK、SO0_LRCLK、GPIO[20]端口，视频接口的端口对应连接微处理器的CVBS、SO0_SPDIF、VO2_Y/G、VO2_U/B、VO2_V/R端口，S端子接口对应连接微处理器的VO1_Y/G/Y、VO1_V/R/C端口，TUNER接口的端口对应连接微处理器的I2CM_SCL、I2CM_SDA、TS0_CLK、TS0_IN_SYNC、TS0_IN_VLD、TS0_IN_D[0…7]端口。其中FLASH存储芯片中还固化有嵌入式软件。
本发明是将电视接收模块、家庭网关模块和802.11无线通信技术相结合的高性能无线数字机顶盒。它既可以作为普通的数字机顶盒应用，同时还具备家庭网关的功能，通过802.11无线通信技术，对家庭中的无线设备进行联网，通过中间软件的支持，既可以实现家庭设备间的无线通信，也可以作为代理实现家庭设备对互联网的访问。既避免了用户对多种数字设备同时操控的不便，又简化了各种设备之间的相互连接，大大方便了家庭用户的使用。
本发明集成了嵌入式操作系统——uClinux，ARM结构CPU硬件平台、电视接收模块、家庭网关模块和802.11无线通讯模块等。本发明成本低、操作简单，可设备间进行无线通讯，主要用于替代或升级有线数字电视机顶盒及家庭网关。集成流媒体播放器功能，可以在电视上共享播放PC机硬盘上的音频、视频等内容。网络家电控制功能，屏蔽掉各种品牌的不同，用户用同一个终端直接对无线数字机顶盒进行操作，避免因众多的家电不同而使用多个不同的遥控器、操作不同的麻烦。可以实时浏览网页，可以通过网络进行家庭控制和安全服务管理，也可以通过软件自动升级实现更多的功能。
附图说明
附图1为本发明实施例的功能结构框图
附图2为本发明实施例的逻辑原理框图
附图3为本发明实施例的FLASH模块原理图
附图4为本发明实施例的SDRAM模块原理图
附图5为本发明实施例的802.11模块原理图
附图6为本发明实施例的网络模块及USB接口原理图
附图7为本发明实施例的HDMI模块及视频接口原理图
附图8为本发明实施例的TUNER接口原理图
附图9为本发明实施例的电源模块原理图
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的实施例进行具体说明：
参考附图1、2，本发明实施例包括微处理器(1)、FLASH模块(2)、SDRAM模块(3)、802.11模块(4)、网络接口(5)、Modem模块(6)、JTAG接口(7)、电源模块(8)、红外接口(9)、HDMI模块(10)、USB接口(11)、音频接口(12)、视频接口(13)、S端子接口(14)、TUNER接口(15)和系统总线扩展；其中FLASH模块(2)的端口对应连接微处理器(1)的PB_A[0…24]、PB_D[0…15]、PB_RD#、PB_WR#、PB_CS2、PB_IORDY端口，SDRAM模块(3)的端口对应连接微处理器(1)的DRAM_A[0…13]、DRAM_D[0…31]、DRAM_DM[0…3]、DRAM_DQS[0…3]、DRAM_WE#、DRAM_CAS#、DRAM_RAS#、DRAM_CS#、DRAM_CKE、DRAM_CK、DRAM_CK#端口，802.11模块(4)的端口对应连接微处理器(1)的U0_RXD、U0_TXD端口，网络接口(5)的端口对应连接微处理器(1)的ETH_MDINT#、ETH_TXCLK、ETH_TX_EN、ETH_TXD[0…3]、ETH_RXCLK、ETH_RX_DV、ETH_RXD[0…3]、ETH_CRS、ETH_COL、ETH_MDC、ETH_MDIO端口，Modem模块(6)的端口对应连接微处理器(1)的GPIO[24…28]端口，JTAG接口(7)的端口对应连接微处理器(1)的JTAG、TDO、TDI、TCK、TRST#、TMS端口，红外接口(9)的端口对应连接微处理器(1)的IR端口，HDMI模块(10)的端口对应连接微处理器(1)的VD0_P[0…13]、VD0_HS、VD0_VS、VD0_VLD、HDMI_PD#、HDMI_MSEN、HDMI_DSCL、HDMI_DSDA、HDMI_HPD端口，P2.16～P2.23和P2.28～P2.30端口，USB接口(11)的端口对应连接微处理器(1)的USB20_DM_0、USB20_DP_0、USB20_DM_1、USB20_DP_1端口，音频接口(12)对应连接微处理(1)的SO0_DATA5、SO0_MACLK、SO0_BCLK、SO0_LRCLK、GPIO[20]端口，视频接口(13)对应连接微处理器(1)的CVBS、SO0_SPDIF、VO2_Y/G、VO2_U/B、VO2_V/R端口，S端子接口(14)对应连接微处理器(1)的VO1_Y/G/Y、VO1_V/R/C端口，TUNER接口(15)的端口对应连接微处理器(1)的I2CM_SCL、I2CM_SDA、TS0_CLK、TS0_IN_SYNC、TS0_IN_VLD、TS0_IN_D[0…7]端口。
参考附图3～9，在本发明实例中，FLASH模块(2)用于存放启动代码、存储内置软件及存放文件系统；SDRAM模块(3)给软件提供运行时所需的内存空间；802.11模块(4)可与其他无线设备通信，并通过串行接口、SPI或SDIO接口将无线网络通信数据与微处理器(1)进行交互；网络接口(5)用来与其它有线网络设备进行连接；Modem模块(6)支持AT指令，可外接电话线作为调制解调器实现拨号上网；JTAG接口(7)可对软件运行状态进行实时跟踪调试；电源模块(8)为微处理器(1)、FLASH模块(2)、SDRAM模块(3)、802.11模块(4)等提供必要的电源管理措施；红外接口(9)实现与红外遥控器间的短距离传输，使用户可通过遥控器对机顶盒及相关电器进行实时操作；HDMI模块(10)用来提供与高清电视间的接口，为高清电视输出对应的视频数据流；USB接口(11)可连接移动存储设备；音频接口(12)、视频接口(13)、S端子接口(14)可分别输出音频、视频数据流；TUNER接口(15)实现有线电视信号的接收；系统总线扩展引出了数据总线、地址总线和必须的控制总线，便于用户根据自身的特定需求，扩展外围电路。红外遥控器通过红外接口对应连接微处理器(1)的IR端口；复位电路输出端连接在微处理器(1)的RESET#端口上，为整个电路提供复位信号。
本发明实施例所采用的元器件型号如下表所示：
  元器件名称   型号   封装
  CPU   SMP8634   BGA820
  FLASH   S29GL512N   TSOP56
  SDRAM   HY5DU121622CTP-D43   TSOP66
  复位芯片   AAT3526-3.08   SOT143
  电源管理芯片   SP6201-1.8   SOT23-5
  电源管理芯片   SP6201-3.0   SOT23-5
  电源管理芯片   MP1583   SOIC8-THER
  电源管理芯片   AAT1154-1.0   SOIC8
  RJ45网络芯片   RTL8201CP   TQFP48
本发明实施例已达到的功能和目标：
(1)数字电视信号接收功能；
(2)集成流媒体播放器功能；
(3)支持TCP/IP、GPRS、CDMA、Home PAN、802.11、802.15等协议；
(4)通过软件自动升级实现对新协议的支持；
(5)系统的自动更新及远程维护功能；
(6)多外设、多终端的支持功能；
(7)无线网关功能；
(8)集成红外模块，用遥控器实现对无线数字机顶盒的控制；
(9)网络家电控制功能；
(10)硬件扩展功能。

Claims (3)

1.一种无线数字机顶盒，其特征在于：包括微处理器(1)、FLASH模块(2)、SDRAM模块(3)、802.11模块(4)、网络接口(5)、Modem接口(6)、JTAG接口(7)、电源模块(8)、红外接口(9)、HDMI模块(10)、USB接口(11)、音频接口(12)、视频接口(13)、S端子接口(14)、TUNER接口(15)；其中FLASH模块(2)的端口对应连接微处理器(1)的PB_A[0…24]、PB_D[0…15]、PB_RD#、PB_WR#、PB_CS2、PB_IORDY端口，SDRAM模块(3)的端口对应连接微处理器(1)的DRAM_A[0…13]、DRAM_D[0…31]、DRAM_DM[0…3]、DRAM_DQS[0…3]、DRAM_WE#、DRAM_CAS#、DRAM_RAS#、DRAM_CS#、DRAM_CKE、DRAM_CK、DRAM_CK#端口，802.11模块(4)的端口对应连接微处理器(1)的U0_RXD、U0_TXD端口，网络接口(5)的端口对应连接微处理器(1)的ETH_MDINT#、ETH_TXCLK、ETH_TX_EN、ETH_TXD[0…3]、ETH_RXCLK、ETH_RX_DV、ETH_RXD[0…3]、ETH_CRS、ETH_COL、ETH_MDC、ETH_MDIO端口，Modem接口(6)的端口对应连接微处理器(1)的GPIO[24…28]端口，JTAG接口(7)的端口对应连接微处理器(1)的JTAG、TDO、TDI、TCK、TRST#、TMS端口，红外接口(9)的端口对应连接微处理器(1)的IR端口，HDMI模块(10)的端口对应连接微处理器(1)的VD0_P[0…13]、VD0_HS、VD0_VS、VD0_VLD、HDMI_PD#、HDMI_MSEN、HDMI_DSCL、HDMI_DSDA、HDMI_HPD端口，P2.16～P2.23和P2.28～P2.30端口，USB接口(11)的端口对应连接微处理器(1)的USB20_DM_0、USB20_DP_0、USB20_DM_1、USB20_DP_1端口，音频接口(12)对应连接微处理(1)的SO0_DATA5、SO0_MACLK、SO0_BCLK、SO0_LRCLK、GPIO[20]端口，视频接口(13)对应连接微处理器(1)的CVBS、SO0_SPDIF、VO2_T/G、VO2_U/B、VO2_V/R端口，S端子接口(14)对应连接微处理器(1)的VO1_Y/G/Y、VO1_V/R/C端口，TUNER接口(15)对应连接微处理器(1)的I2CM_SCL、I2CM_SDA、TS0_CLK、TS0_IN_SYNC、TS0_IN_VLD、TS0_IN_D[0…7]端口。
2.根据权利要求1所述的一种无线数字机顶盒，其特征在于：还包括红外遥控器和复位电路；其中红外遥控器通过红外接口对应连接微处理器(1)的IR端口，复位电路输出端连接在微处理器(1)的RESET#端口上。
3.根据权利要求1所述的一种无线数字机顶盒，其特征在于：FLASH存储芯片中还固化有嵌入式软件。
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