CN101409777A - 数字电视应用软件和硬件分离的机顶盒平台及其下载方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数字电视应用软件和硬件分离的机顶盒平台及其下载方法,该机顶盒平台由硬件平台和软件平台两部分组成。硬件平台是指通用的数字电视机顶盒,它包含机顶盒处理器芯片、随机存储器SDRAM、程序和数据存储器FLASH、高频头等机顶盒硬件设备;软件平台包括操作系统模块OS、硬件驱动模块Driver、系统软件模块System Software、软件下载升级模块Boot Loader和应用程序接口模块API。在软件平台中,操作系统模块OS和硬件驱动模块Driver和机顶盒硬件紧密关联,负责对硬件进行操作;系统软件模块System Software是运行在机顶盒上的基本软件,并可以调用在该软件平台之上开发的应用软件执行;软件下载升级模块Boot Loader负责软件的下载更新;应用程序接口模块API向应用程序提供功能一致的应用接口。
Description
技术领域
本发明涉及数字电视技术和移动多媒体领域,提供了一种数字电视应用软件和硬件分离的机顶盒平台及其下载方法。
背景技术
目前,数字电视技术的开发是一种非常封闭的开发模式:机顶盒芯片制造商提供芯片和软件开发环境给机顶盒厂家,再由机顶盒厂家在这个平台上开发应用软件。由于机顶盒平台软硬件紧密结合、密不可分,CA、数据广播等几乎所有的第三方应用软件的任何集成和改动都需要机顶盒厂家参与,其他专业的第三方软件公司很难插手,限制了应用软件的来源与选择,大大加重了机顶盒厂家的软件开发压力,增加了机顶盒厂家的软件开发成本,同时也造成了高度软硬件捆绑的技术开发模式。在这种情况下,机顶盒厂家要集成的CA、数据广播等应用软件越多,机顶盒的种类越多,面临的运营商客户越多,机顶盒厂家的软件开发压力就越大,软件开发成本也越高。不仅如此,在这种高度软硬件捆绑模式下,机顶盒软件的完善、升级工作变得非常的繁杂,机顶盒厂家提供的机顶盒仅仅能满足机顶盒发放之前的软件需求,机顶盒批量使用后,即使发现软件存在问题都很难改进,更不用说给机顶盒增加新的功能了。另外,高度的软硬件捆绑模式造成了机顶盒软件成熟的缓慢,制约了芯片的更新换代,进入市场最早的机顶盒芯片获得了大规模运用,但使用的却不是最先进的芯片技术,数字电视运营商付出更多的代价使用的却是3年甚至5年前落后的机顶盒芯片产品。
发明内容
本发明的目的就是为了打破目前数字电视领域软硬件高度捆绑模式下封闭的技术开发模式,实现数字电视的软硬件分离,提供一种开放的数字电视应用软件和硬件分离的机顶盒平台及其下载方法,使第三方软件开发公司和运营商可以单独开发应用软件并下载到机顶盒中执行,不必通过机顶盒厂家的集成,减小了机顶盒厂家的软件开发压力,降低了机顶盒软件的开发成本,缩短了机顶盒软件的成熟周期。另外,在机顶盒应用需求发展和增加时,运营商可以很方便的升级原有应用软件,并可以独自开发新的应用软件并下载到机顶盒中。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种数字电视应用软件和硬件分离的机顶盒平台,它由硬件平台和软件平台两部分组成;
硬件平台为通用的数字电视机顶盒,包含机顶盒处理器芯片、随机存储器SDRAM、程序和数据存储器FLASH、高频头及其他机顶盒硬件设备;
软件平台包括操作系统模块OS、硬件驱动模块Driver、系统软件模块System Software、软件下载升级模块Boot Loader和应用程序接口模块API;
其中,操作系统模块OS和硬件驱动模块Driver负责对机顶盒硬件进行初始化,并驱动机顶盒处理器芯片、随机存储器SDRAM、程序和数据存储器FLASH、高频头及其他机顶盒硬件进行工作,以实现程序所需的功能;
系统软件模块System Software是运行在机顶盒中的基本程序,完成传输流的接收和处理,音频流、视频流和数据流的解压缩、播放及其他处理,图形用户界面管理,并且在系统运行过程中调用应用软件执行;
软件下载升级模块Boot Loader负责机顶盒软件的下载更新,所述的机顶盒软件为系统软件或应用软件;
应用程序接口模块API负责封装操作系统模块OS和硬件驱动模块Driver中操作硬件及和硬件平台有关的操作,并向应用程序提供和硬件平台相关操作的应用接口,对于不同的硬件平台API向应用程序提供功能一致的应用接口,实现对不同硬件的兼容。
所述应用程序接口模块API采用固定形式的调用接口,应用程序在要实现所需功能时只需调用API提供的相应的应用接口即可,屏蔽了不同硬件平台的区别,实现了应用程序对不同硬件的兼容。
所述软件下载升级模块Boot Loader用以更新机顶盒中原有的系统软件和应用软件,或将新的应用软件下载到机顶盒中执行,其更新步骤如下:
(1)机顶盒上电开机,运行软件升级下载模块Boot Loader程序;
(2)软件升级下载模块Boot Loader程序接收数字电视网络中的数字信号数据,并检测是否有软件升级信息,如果有软件升级信息,则转向执行步骤(3),否则执行步骤(8);
(3)接收升级信息并检查其中的软件类型和软件版本信息,如果软件类型是新增加的应用软件,则转向步骤(4)执行,否则执行步骤(5);
(4)接收新的应用软件数据,并将接收到的应用软件保存到机顶盒中,然后转向步骤(7)执行;
(5)根据升级信息中的软件版本和软件类型,检查电视信号网络中的软件是否比机顶盒中相应软件的版本新,如果信号网络中的软件版本比机顶盒中相应软件的版本新,则执行步骤(6),否则转向步骤(8)执行;
(6)从信号网络中接收新版软件,并根据软件类型更新机顶盒中相应的旧版软件,然后转向步骤(7)执行;
(7)升级完成,重启机顶盒。
(8)运行机顶盒中的系统软件,初始化机顶盒硬件,并调用相应的应用软件运行。
本发明的数字电视应用软件和硬件分离的机顶盒平台,它包括硬件平台和软件平台两部分。其中,硬件平台是指通用的数字电视机顶盒,它包含机顶盒处理器芯片、随机存储器SDRAM、程序和数据存储器FLASH、高频头等机顶盒硬件设备;软件平台包括操作系统模块OS、硬件驱动模块Driver、系统软件模块System Software、软件下载升级模块Boot Loader和应用程序接口模块API。
软件平台中,操作系统模块bS和硬件驱动模块Driver和机顶盒硬件紧密关联,负责对硬件进行初始化,并驱动机顶盒处理器芯片、随机存储器SDRAM、程序和数据存储器FLASH、高频头等机顶盒硬件进行工作,随着硬件的变化而变化。
系统软件模块System Software是机顶盒的基本软件,独立于应用软件,类似于PC机上的操作系统,机顶盒上电后如果没有软件升级需求,则运行系统软件模块System Software,完成绝大部分的机顶盒工作,如传输流的接收和处理,音频流、视频流和数据流的解压缩、播放及其他处理,图形用户界面管理等。机顶盒运行过程中,根据需要,系统软件可以调用相应的应用软件执行,完成相应的功能。
软件下载升级模块Boot Loader可以动态的下载新的应用软件到机顶盒中,以及升级更新机顶盒中原有的系统软件和应用软件。数字电视运营商需要增加新的应用软件时,可以通过软件下载升级模块Boot Loader的在线下载功能很方便的将新增加的应用软件下载到机顶盒中执行。另外,当系统软件和应用软件有新版本时,也可以很方便的通过软件下载升级模块Boot Loader的在线升级功能对机顶盒中原有的系统软件和应用软件进行升级更新。
应用程序接口模块API调用操作系统模块OS和硬件驱动模块Driver中与硬件平台有关的操作,驱动硬件完成特定的功能。对于某一个特定的功能,应用程序接口模块API提供固定形式的调用接口,应用程序在要实现所需功能时只需调用API提供的相应的应用接口即可,不必关心不同硬件实现的区别。这样,API就屏蔽了不同硬件平台的区别,对于应用程序来说,所有的硬件平台都是一样的,在要实现所需功能的时候,只要调用API中实现相应功能的形式一致的接口即可。应用软件开发商在开发应用程序的时候,只需要使用应用程序接口模块API提供的功能一致的应用接口即可完成应用程序的开发,大大降低了应用软件开发商软件开发的工作量,同时也非常有效的解决了应用软件对于不同硬件平台的适用性问题。在一定意义上讲,应用程序接口模块API可以说是一种中间件,或者说是一种适配层软件,就像PC机上的基本输入输出系统BIOS,它屏蔽了不同硬件平台的区别,对应用程序提供一致的应用接口,实现了应用软件对不同硬件的兼容。
综上所述,所述软件平台屏蔽了不同机顶盒硬件平台的区别,向应用软件提供功能一致的应用接口,使得应用软件不依赖于具体的硬件平台,利用该机顶盒平台,第三方软件开发商和数字电视运营商可以单独开发应用软件并下载到机顶盒中执行,以及升级更新机顶盒中原有的系统软件和应用软件,实现了机顶盒的软硬件的分离。
本发明的有益效果是:实现了数字电视应用软件和硬件平台的分离,打破了封闭的数字电视技术开发模式,减轻了机顶盒厂家软件开发的压力,降低了机顶盒软件开发的成本,缩短了机顶盒软件的成熟周期,增强了应用软件的硬件兼容性和安全性。
附图说明
图1是本发明所述实现数字电视应用软件和硬件分离的机顶盒平台的结构图;
图2是本发明所述系统软件和应用软件的关系图;
图3是本发明所述软件升级下载模块Boot Loader升级下载机顶盒软件的流程图;
图4是运营商利用本发明软硬件分离机顶盒平台开发新应用程序的基本流程;
其中,1.硬件平台,11.机顶盒处理器芯片,12.随机存储器SDRAM,13.高频头14.程序和数据存储器FLASH,2.软件平台,21.操作系统模块OS,22.硬件驱动模块Driver,23.软件升级下载模块Boot Loader,24.应用程序接口模块API,25.系统软件模块SystemSoftware,3.应用软件,31.CA程序,32.数据广播程序,33.股票程序,34.浏览器程序。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
图1是本发明所述实现数字电视应用软件和硬件分离的机顶盒平台的结构图,其中硬件平台1包括机顶盒处理器芯片11、随机存储器SDRAM 12、高频头13、程序和数据存储器FLASH14等硬件设备,是所有软件运行的基础平台;软件平台2包括操作系统模块OS21、硬件驱动模块Driver22、软件升级下载模块Boot Loader23、系统软件模块Software25、应用程序接口模块API24等,它屏蔽了不同硬件平台的区别,使应用软件的开发不需考虑不同硬件平台的差异,只需要调用应用程序接口模块API24提供的能够完成相应功能的固定形式的应用接口即可。硬件平台1和软件平台2共同构成了软硬件分离的机顶盒平台。应用软件3是指运行在机顶盒中的CA程序31、数据广播程序32、股票程序33、浏览器程序34等程序,在软硬件分离机顶盒平台基础上,这些应用软件可以由第三方软件开发公司和数字电视运营商单独开发,通过调用应用程序接口模块API24中功能一致的应用接口而不需考虑不同硬件平台的差异,并通过软件升级下载模块Boot Loader23下载应用软件到机顶盒中执行,实现了应用软件开发不依赖于特定的硬件平台,提高了应用软件的硬件兼容性,实现了应用软件和具体硬件平台的分离。
图2是本发明所述系统软件和应用软件的关系图。机顶盒系统软件和应用软件都是单独的可执行程序,存放在机顶盒程序和数据存储器FLASH中不同的位置。机顶盒上电开机后,如果不需要进行软件的升级下载,则直接运行系统软件,初始化机顶盒上相关的硬件,并配置软件运行变量,在需要实现某些功能时调用具有相应功能的应用软件执行即可。
图3是本发明所述软件升级下载模块Boot Loader23升级下载机顶盒软件的流程。通过软件升级下载模块Boot Loader23,数字电视运营商可以很方便的将开发的新应用软件下载到机顶盒中执行,也可以很方便的更新机顶盒中原有的旧版本的系统软件和应用软件。软件升级下载模块Boot Loader23升级下载机顶盒软件的流程为:
(1)机顶盒上电开机,运行软件升级下载模块Boot Loader23程序;
(2)软件升级下载模块Boot Loader23程序接收数字电视网络中的数字信号数据,并检测是否有软件升级信息,如果有软件升级信息,则转向执行步骤(3),否则执行步骤(8);
(3)接收升级信息并检查其中的软件类型和软件版本信息,如果软件类型是新增加的应用软件,则转向步骤(4)执行,否则执行步骤(5);
(4)接收新的应用软件数据,并将接收到的应用软件保存到机顶盒中,然后转向步骤(7)执行;
(5)根据升级信息中的软件版本和软件类型,检查电视信号网络中的软件是否比机顶盒中相应软件的版本新,如果信号网络中的软件版本比机顶盒中相应软件的版本新,则执行步骤(6),否则转向步骤(8)执行;
(6)从信号网络中接收新版软件,并根据软件类型更新机顶盒中相应的旧版软件,然后转向步骤(7)执行;
(7)升级完成,重启机顶盒。
(8)运行机顶盒中的系统软件,初始化机顶盒硬件,并根据需要调用相应的应用软件运行。
图4是运营商利用所述的软硬件分离机顶盒平台开发新应用程序的基本流程。以股票程序为例,运营商开发股票程序的基本流程如下:
(1)机顶盒厂家提供软硬件分离机顶盒平台给运营商;
(2)运营商利用软硬件分离机顶盒平台中应用程序接口模块API提供的应用接口开发股票程序,并将开发的股票程序下载到机顶盒中测试;
(3)运营商将测试通过的新开发的股票程序打包程TS流,并通过数字电视前端设备(调制器、码流播放器等)下发到数字电视网络中,并在数字电视网络中发送软件升级信息;
(4)用户手中的机顶盒在开机后检测到数字电视网络中的软件升级信息,则通过机顶盒中的软件升级下载模块Boot Loader将网络中的股票程序下载到机顶盒中,这样就完成了运营商单独开发应用程序并下载到客户端机顶盒的目的。
Claims (3)
1、一种数字电视应用软件和硬件分离的机顶盒平台,其特征在于,它由硬件平台和软件平台两部分组成;
硬件平台为通用的数字电视机顶盒,包含机顶盒处理器芯片、随机存储器SDRAM、程序和数据存储器FLASH、高频头及其他机顶盒硬件设备;
软件平台包括操作系统模块OS、硬件驱动模块Driver、系统软件模块System Software、软件下载升级模块Boot Loader和应用程序接口模块API;
其中,操作系统模块OS和硬件驱动模块Driver负责对机顶盒硬件进行初始化,并驱动机顶盒处理器芯片、随机存储器SDRAM、程序和数据存储器FLASH、高频头及其他机顶盒硬件进行工作,以实现程序所需的功能;
系统软件模块System Software是运行在机顶盒中的基本程序,完成传输流的接收和处理,音频流、视频流和数据流的解压缩、播放及其他处理,图形用户界面管理,并且在系统运行过程中调用应用软件执行;
软件下载升级模块Boot Loader负责机顶盒软件的下载更新,所述的机顶盒软件为系统软件或应用软件;
应用程序接口模块API负责封装操作系统模块OS和硬件驱动模块Driver中操作硬件及和硬件平台有关的操作,并向应用程序提供和硬件平台相关操作的应用接口,对于不同的硬件平台API向应用程序提供功能一致的应用接口,实现对不同硬件的兼容。
2、如权利要求1所述的数字电视应用软件和硬件分离的机顶盒平台,其特征在于,所述应用程序接口模块API采用固定形式的调用接口,应用程序在要实现所需功能时只需调用API提供的相应的应用接口即可,屏蔽了不同硬件平台的区别,实现了应用程序对不同硬件的兼容。
3、如权利要求1所述的数字电视应用软件和硬件分离的机顶盒平台下载方法,其特征还在于,所述软件下载升级模块Boot Loader用以更新机顶盒中原有的系统软件和应用软件,或将新的应用软件下载到机顶盒中执行,其更新步骤如下:
(1)机顶盒上电开机,运行软件升级下载模块Boot Loader程序;
(2)软件升级下载模块Boot Loader程序接收数字电视网络中的数字信号数据,并检测是否有软件升级信息,如果有软件升级信息,则转向执行步骤(3),否则执行步骤(8);
(3)接收升级信息并检查其中的软件类型和软件版本信息,如果软件类型是新增加的应用软件,则转向步骤(4)执行,否则执行步骤(5);
(4)接收新的应用软件数据,并将接收到的应用软件保存到机顶盒中,然后转向步骤(7)执行;
(5)根据升级信息中的软件版本和软件类型,检查电视信号网络中的软件是否比机顶盒中相应软件的版本新,如果信号网络中的软件版本比机顶盒中相应软件的版本新,则执行步骤(6),否则转向步骤(8)执行;
(6)从信号网络中接收新版软件,并根据软件类型更新机顶盒中相应的旧版软件,然后转向步骤(7)执行;
(7)升级完成,重启机顶盒。
(8)运行机顶盒中的系统软件,初始化机顶盒硬件,并调用相应的应用软件运行。
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