CN2593500Y - 共享缓存式交互机顶盒 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种共享缓存式交互机顶盒,其结构是由信道解码电路B从有线电视网中实时接收数字视频数据,MPEG－2解码/CPU电路A将其缓存在存储电路E的缓冲池中，当缓冲池填满后，MPEG－2解码/CPU电路A从缓冲池中取出加密数据，通过智能卡接口电路F将加密密钥和授权信息传送至智能卡，智能卡解出密钥和授权信息，传送给MPEG－2解码/CPU电路A，解码后得到的MPEG－2数据通过外围接口电路C输出，该机顶盒采用接收/缓存/更新机制，实现了信道－本地缓存－解码器的实时交互，所有用户都能共享带宽，节省了有线电视的网络资源，大大降低了有线电视前端视频服务器压力，非常适合中国国情，具有很好的推广使用价值。
Description
1、技术领域
本实用新型涉及一种家用电器，具体地说是一种在不需要投入巨资改造网络的情况下，用户即可点播数字视频节目，同时还解决了盗看问题的共享缓存式交互机顶盒。
2、技术背景
传统的数字电视系统要实现视频点播，每个用户要占用一个独立的信道资源，因此随着用户的增加，用户占用更多的网络资源，网络带宽将成为视频点播的瓶颈，例如100Mbps以太网络仅能支持50个用户同时点播，一个有线电视模拟频道数字化后每秒约能传输38Mbit，仅能支持25个并发用户(均按每用户1.5Mbps码率计算)。用户点播一个NVOD节目后，平均需要等待15-20分钟才能收看到，而且播放的节目采用的加密技术不能很好地保护知识版权，有被破解的可能。
3、技术内容
本实用新型由信道解码电路B从有线电视网中实时接收数字视频数据，MPEG-2解码/CPU电路A将其缓存在存储电路E的缓冲池中，当缓冲池填满后，MPEG-2解码/CPU电路A从缓冲池中取出加密数据，通过智能卡接口电路F将加密密钥和授权信息传送至智能卡，智能卡解出密钥和授权信息，传送给MPEG-2解码/CPU电路A，解码后得到的MPEG-2数据通过外围接口电路C输出。采用接收/缓存/更新机制，实现了信道-本地缓存-解码器的实时交互，所有用户都能共享带宽，节省了有线电视的网络资源，大大降低了有线电视前端视频服务器压力，非常适合中国国情。本实用新型由于采用了接收/存储/更新机制，实现了信道-本地缓存-解码器的实时交互，从而确保了任一得到授权的用户在任一时间进行点播，在规定的时间内(低于1分钟)都能得到服务，同时所有用户都能共享带宽，充分利用了有线电视的网络资源，大大降低了有线电视前端视频服务器压力，解决了在单向网络(如有线电视网等)中用户只能被动接收数字视频节目，不能实现交互的问题。不需要投入巨资改造网络的情况下，用户即可点播数字视频节目，同时还解决了有线电视网的收费管理防止盗看的问题。
本实用新型采用伪随机序列将数字视频数据实时加密，只能缓存被加密的数据，动态更新，用户无法拷贝和分析，确保了数字视频数据的安全，只有合法用户通过智能卡进行实时解密，才能接收到点播的数字视频节目。
本实用新型还可应用于无线广播和卫星广播等领域，除可实现点播数字视频节目外，还可实现点播多媒体数据(如股票、教育信息、新闻、热门网站等)。目前国内大部分有线电视网络为单向网络，卫星和无线广播大部分也无法交互，采用本实用新型后即可实现数字视频和多媒体数据的点播，非常符合中国国情。
本实用新型采用SGS Thomson公司生产的STI5500单片MPEG-2解码芯片，内嵌32位微处理器，OS/20嵌入式操作系统和应用程序固化在2M字节FlashMemory中。操作系统、应用程序和MPEG-2数据缓存池占用了64M字节DRAM，缓存池分两部分，每部分各为30M字节，用于存在解码前的压缩数据，MPEG-2解码和OSD显示占用2M字节SDRAM。用户简单地通过遥控器操纵共享缓存式交互机顶盒，就可以完成点播操作。共享缓存式交互机顶盒的工作过程如下：
a.用户开机后，系统启动，电视屏幕出现多媒体信息点播主菜单。
b.用户可以查询收费信息。
c.用户可以选择菜单中的条目，逐层进入和退出子菜单，最后选中节目。
d.机顶盒根据该节目的索引取出节目标识符、被加密的密钥和授权信息，将被加密的密钥和授权信息送入智能卡解密，得到密钥和授权信息，根据节目标识符取出该节目的第一个索引。
e.根据索引从MPEG-2传送流中取出该节目传送流，并保存在DRAM的第一段缓冲池中。
f.然后利用密钥将加密的数据进行解密，然后解释(解码)并显示，若用户没有得到授权信息，否则无法解密，因而更无法解释(解码)。
g.在解释的过程中，根据下一索引从MPEG-2传送流中取出下一段节目传送流，并存在DRAM的第二段缓冲池中。
h.若已将第一段缓冲池信息解释完毕，则转至第二段缓冲池中，将第一段缓冲区清空，并取下一段索引，若不是最后一段，则转至(e)，若为最后一段，则结束。
4、附图说明
附图1为共享缓存式交互机顶盒的电路原理框图。
附图2为数据缓存电路。
附图3为智能卡接口电路。
附图4为电话拨号电路。
参照说明书附图对本实用新型作如下详细说明。
共享缓存式交互机顶盒，包括MPEG-2解码/CPU电路A，存储电路B、智能卡接口电路C、电话拨号电路D构成，存储电路B、智能卡接口电路C、电话拨号电路D与MPEG-2解码/CPU电路A并接，本实用新型在原数字MPEG-2解码/CPU的基础上，增加存储电路B、智能卡接口电路C、电话拨号电路D，从而实现了共享缓存和信息安全。
存储电路B是由集成电路IC6、集成电路IC7、电容C46、电容C47、电容C48、电容C49、电容C50和电容C56组成。集成电路IC6的P18-P21脚分别与地址线A1-A4相连，P24-P29脚分别与地址线A5-A10相连，P17-P16脚分别与地址线A11-A12相连，P2-P5脚分别与数据线D0-D3相连，P7-P10脚分别与数据线D4-D7相连，P35-P43脚分别与数据线D8-D15相连，P1、P6、P22脚连接3.3V电源，P23、P39、P44脚连接地，P14脚连接R/W信号，P15脚连接RAS0，P32脚连接CAS0，P31脚连接CAS1，P30脚连接F_OE信号，P11、P12、P13、P33、P34脚不连接信号，集成电路IC7的P18-P21脚分别与地址线A1-A4相连，P24-P29脚分别与地址线A5-A10相连，P17-P16脚分别与地址线A11-A12相连，P2-P5脚分别与数据线D0-D3相连，P7-P10脚分别与数据线D4-D7相连，P35-P43脚分别与数据线D8-D15相连。P1、P6、P22脚连接3.3V电源，P23、P39、P44脚连接地，P14脚连接R/W信号，P15脚连接RAS1，P32脚连接CAS0，P31脚连接CAS1，P30脚连接F_OE信号，P11、P12、P13、P33、P34脚不连接信号，电容C46-C49、C56两端分别连接3.3V电源和地。
智能卡接口电路C是由集成电路ICS1、REGSC1、发光二极管RSC1和RSC2、稳压二极管DSC8-DSC13、三极管QSC1和QSC2、电阻RSC1-RCS4、RCS8、RCS10、RCS11、RCS14-RCS16、RCS20、RCS22、RCS24、RCS25、电容CSC1-CSC4、CSC7、插座SCCON1构成，ICS1的P3脚连接SC_VPP_EN1信号，P4脚输出VPP_CTL1信号，连接到RSC25，另一端连接到QSC2的ICS1的基极，QSC2的发射极接5VSCS，QSC2的集电极接发光二极管DSC2，DSC2的另一端连接到RSC2，RSC2另一端接地，CSC3两端分别接QSC2的集电极和地，P1脚连接SC_POR_EN1信号，P2脚输出PWR_CTL1信号，连接到RSC24，RSC24另一端连接到QSC1基极，QSC1的发射极接5VSCS，QSC1的集电极接发光二极管DSC1，发光二极管DSC1另一端连接RSC1和ICS1的P13脚，RSC1另一端接地。ICS1的P12脚输出SC_PWR_ALARM1，CSC2两端分别接QSC1的集电极和地，RSC4两端分别接5VSCS和ICS1的P12脚。ICS1的P7脚接地，P14脚接5VSCS，CSC4两端分别接ICS1 P14脚和地。ICS1的P5、P6、P8-P11脚空。REGSC1 P1脚接12V_IN，P2脚接地，P3脚输出5VSCS，CSC1两端分别接REGSC1 P3脚和地，CSC7两端分别接REGSC1 P1脚和地。SDA和SC_DATA1分别接SSC1的1、3脚，SCL和SC_CLK1分别接SSC2的1、3脚，SSC1的第2脚输出DATA1，连接到DSC8的阴极、DSC9的阳极和RSC16、RCS3，RCS3另一端、DSC9阴极接5VSC1，DSC8阳极接地。RSC16另一端接SCCON1的P6脚。SSC2的第2脚输出CLK1，连接到DSC12阳极、DSC13阴极和RSC11，RSC11另一端和DSC12阴极接5VSC1，DSC13的阳极接地，CLK1连接到SCCON1的P5脚，SC_DETECT1连接到RSC20，RSC20另一端接SCCON1的P9脚和RSC22，RSC22另一端接地。SC_RST1接DSC10阳极、DSC11阴极、RSC10、RSC15，RSC15另一端接SCCON1的P3脚，RSC10另一端、DSC10阴极接5VSC1，DSC11阳极接地。
电话拨号电路D是由集成电路UR2、UR4、UR5、晶体YR1和YR2、二极管DR1、整流桥B1、三极管QR1、QR2、电阻RR1-RR12、RV1、电容CR4-CR8、电话插座JR1构成，JR1的P3-P4分别接整流桥B1的1、3脚，B1的4脚分别连接UR2的P4脚，B1的2脚连接RR2和QR1的发射极，RR2的另一端与QR1的基极连接，QR1的集电极连接RR3，RR3的另一端与DR1的阴极连接，DR1的阳极与地连接。UR2的P2脚接地，P1脚接RR5，RR5的另一端接QR2的发射极，QR2的集电极与RR6连接，RR6的另一端接VDD，QR2的基极连接RR7和CR1，RR7的另一端连接VDD，CR1的另一端连接RR8，RR8的另一端接UR4的P8脚，UR2的P5脚连接RR4，RR4的另一端连接RR1，RR1的另一端连接UR4的P2脚，UR4的P1和P4短接，P2和P3脚间接RR9，P5脚接地，P6和P7脚接YR1，P9脚接UR5的P8脚，P10脚接地，P11脚接UR5的P8脚，P12脚接UR5的P6脚，P13脚接UR5的P10脚，P14-P17分别接UR5的P7、P8、P1、P2脚，P18脚与P19脚间接RR10，P19和P20脚间接CR4，P20脚接VDD，CR5的两端分别接VDD和地，RR10两端分别接VDD和UR4的P13脚。UR5的P4脚接CR6和RR11，RR11另一端接VDD，CR6的另一端接地，UR5的P3脚接地，UR5的P15和P16脚分别接YR2和CR7、CR8，CR7、CR8的另一端接地，UR5的P11和P12脚输出SCL和SDA信号。
5、实施方式：
本实用新型共享缓存式交互机顶盒的加工制作比较简单，按说明书附图所示加工制作即可。电路中使用的集成电路型号分别为：IC6、IC7为KM416V1204BT，ICSC1为74F07，REGSC1为MC7805T，UR2为4N25，UR4为MT8888CC，UR5为PIC16C54，其它电阻、电容、二极管、三极管等元器件均为通用电子器件。
一个8MHz带宽有线电视模拟频道数字化后(64QAM)，传输率可达到40Mbps，约可传输3套共享缓存式视频节目(MPEG-1质量)，使用10个模拟频道，可传输30套视频节目，基本满足绝大部分用户需要。
本实用新型具有如下特点：
1、解决了网络带宽瓶颈问题
传统的数字电视系统要实现视频点播，每个用户要占用一个独立的信道资源，因此随着用户的增加，用户占用更多的网络资源，网络带宽将成为视频点播的瓶颈，例如100Mbps以太网络仅能支持50个用户同时点播，一个有线电视模拟频道数字化后每秒约能传输38Mbit，仅能支持25个并发用户(均按每用户1.5Mbps码率计算)。
共享缓存式机顶盒不会随用户增加而增加网络带宽，一个有线电视模拟频道约能提供三套实时视频点播节目，能同时支持数百万用户，彻底解决了网络带宽瓶颈问题。
2、解决了视频服务器瓶颈问题
传统的数字电视系统要实现视频点播，每个用户要占用一个独立的信道资源，用户越多，视频服务器负载越大，传统的视频服务器一般能支持100-200并发用户，随着用户增加，要增加视频服务器，从而造成整套系统造价很高，严重影响了系统的推广。
共享缓存式机顶盒采用全新的接收/存储机制，从而确保了任一得到授权的用户在任一时间内都得到服务，所有用户都共享带宽，共享缓存式视频服务器可支持任意多用户，因而对视频服务器的软硬件性能要求不高，可大大降低了软硬件成本。
3、确保了信息的安全
传统的视频点播系统没有对视频数据进行加密，在开放的网络环境中很容易被非法截取，很难保护视频信息的安全。
共享缓存式视频点播系统采用伪的随机序列将多媒体(视频等)数据进行加密，确保了信息的安全，只有合法用户才能解密。另外共享缓存式交互机顶盒采用大容量DRAM存储被加密的多媒体数据，动态更新，用户无法拷贝，保护了知识版权。
下表是现有技术与本实用新型产品的经济效益对比：
在现有技术中有线电视网络改造设备投资约5000万元；
网络使用费用20000万元(400个频道)/年500万元(10个频道)/年；
视频服务器20000万元(200台视频服务器)500万元(5台视频服务器)；
用户需购置设备费用2500元；
除设备外，平均每用户承担费用 500元/年。
按10万用户规模计算，每500用户需要一台视频服务器和两个模拟频道，每台视频服务器100万元，每个模拟频道使用费为50万元/年，现有技术的同类产品成本为2500元，而采用本实用新型的机顶盒为1500元，有线电视改造费为500元/用户。
本实用新型的共享缓存式机顶盒和现有技术相比，具有如下优点：
1、有线电视网不需要双向改造，可节省大量资金
2、不受用户数量限制，用户越多，成本越低
3、对视频服务器的软硬件要求较低，大大降低了整套系统的成本。
4、机顶盒与数字电视兼容，成本低，易推广，风险小。
5、采用完善的数字加密技术，确保了信息的安全，防止非授权用户的盗看，防止信息的非法复制。
6、节省大量的网络资料。
因而，具有很好的推广使用价值。
Claims (4)
1.共享缓存式交互机顶盒，包括MPEG-2解码/CPU电路A、存储电路B、智能卡接口电路C、电话拨号电路D，其特征在于MPEG-2解码/CPU电路A与存储电路B、智能卡接口电路C、电话拨号电路D并接。
2.根据权利要求1所描述的共享缓存式交互机顶盒，其特征在于存储电路B是由集成电路IC6、集成电路IC7、电容C46、电容C47、电容C48、电容C49、电容C50和电容C56组成，集成电路IC6的A18-A21脚分别与地址总线相接，A24-A29脚分别与地址线A5-A10相连，P17-P16脚分别与地址线A11-A12相连，P2-P5脚分别与数据线D0-D3相连，P7-P10脚分别与数据线D4-D7相连，P35-P43脚分别与数据线D8-D15相连，P1、P6、P22脚连接3.3V电源，P23、P39、P44脚连接地，P14脚连接R/W信号，P15脚连接RAS0，P32脚连接CAS0，P31脚连接CAS1，P30脚连接F_OE信号，P11、P12、P13、P33、P34脚不连接信号；集成电路IC7的P18-P21脚分别与地址线A1-A4相连，P24-P29脚分别与地址线A5-A10相连，P17-P16脚分别与地址线A11-A12相连，P2-P5脚分别与数据线D0-D3相连，P7-P10脚分别与数据线D4-D7相连，P35-P43脚分别与数据线D8-D15相连。P1、P6、P22脚连接3.3V电源，P23、P39、P44脚连接地，P14脚连接R/W信号，P15脚连接RAS1，P32脚连接CAS0，P31脚连接CAS1，P30脚连接F_OE信号，P11、P12、P13、P33、P34脚不连接信号，电容C46-C49、C56两端分别连接3.3V电源和地。
3.根据权利要求1所描述的共享缓存式交互机顶盒，其特征在于智能卡接口电路C是由集成电路ICS1、REGSC1、发光二极管RSC1和RSC2、稳压二极管DSC8-DSC13、三极管QSC1和QSC2、电阻RSC1-RCS4、RCS8、RCS10、RCS11、RCS14-RCS16、RCS20、RCS22、RCS24、RCS25、电容CSC1-CSC4、CSC7、插座SCCON1构成；ICS1的P3脚连接SC_VPP_EN1信号，P4脚输出VPP_CTL1信号，连接到RSC25，另一端连接到QSC2的ICS1的基极，QSC2的发射极接5VSCS，QSC2的集电极接发光二极管DSC2，DSC2的另一端连接到RSC2，RSC2另一端接地，CSC3两端分别接QSC2的集电极和地；P1脚连接SC_POR_EN1信号，P2脚输出PWR_CTL1信号，连接到RSC24，RSC24另一端连接到QSC1基极，QSC1的发射极接5VSCS，QSC1的集电极接发光二极管DSC1，发光二极管DSC1另一端连接RSC1和ICS1的P13脚，RSC1另一端接地。ICS1的P12脚输出SC_PWR_ALARM1，CSC2两端分别接QSC1的集电极和地，RSC4两端分别接5VSCS和ICS1的P12脚，ICS1的P7脚接地，P14脚接5VSCS，CSC4两端分别接ICS1 P14脚和地。ICS1的P5、P6、P8-P11脚空。REGSC1 P1脚接12V_IN，P2脚接地，P3脚输出5VSCS，CSC1两端分别接REGSC1 P3脚和地，CSC7两端分别接REGSC1 P1脚和地；SDA和SC_DATA1分别接SSC1的1、3脚，SCL和SC_CLK1分别接SSC2的1、3脚，SSC1的第2脚输出DATA1，连接到DSC8的阴极、DSC9的阳极和RSC16、RCS3，RCS3另一端、DSC9阴极接5VSC1，DSC8阳极接地，RSC16另一端接SCCON1的P6脚；SSC2的第2脚输出CLK1，连接到DSC12阳极、DSC13阴极和RSC11，RSC11另一端和DSC12阴极接5VSC1，DSC13的阳极接地，CLK1连接到SCCON1的P5脚，SC_DETECT1连接到RSC20，RSC20另一端接SCCON1的P9脚和RSC22，RSC22另一端接地。SC_RST1接DSC10阳极、DSC11阴极、RSC10、RSC15，RSC15另一端接SCCON1的P3脚，RSC10另一端、DSC10阴极接5VSC1，DSC11阳极接地。
4.根据权利要求1所描述的共享缓存式交互机顶盒，其特征在于电话拨号电路D是由集成电路UR2、UR4、UR5、晶体YR1和YR2、二极管DR1、整流桥B1、三极管QR1、QR2、电阻RR1-RR12、RV1、电容CR4-CR8、电话插座JR1构成，JR1的P3-P4分别接整流桥B1的1、3脚，B1的4脚分别连接UR2的P4脚，B1的2脚连接RR2和QR1的发射极，RR2的另一端与QR1的基极连接，QR1的集电极连接RR3，RR3的另一端与DR1的阴极连接，DR1的阳极与地连接。UR2的P2脚接地，P1脚接RR5，RR5的另一端接QR2的发射极，QR2的集电极与RR6连接，RR6的另一端接VDD，QR2的基极连接RR7和CR1，RR7的另一端连接VDD，CR1的另一端连接RR8，RR8的另一端接UR4的P8脚，UR2的P5脚连接RR4，RR4的另一端连接RR1，RR1的另一端连接UR4的P2脚，UR4的P1和P4短接，P2和P3脚间接RR9，P5脚接地，P6和P7脚接YR1，P9脚接UR5的P8脚，P10脚接地，P11脚接UR5的P8脚，P12脚接UR5的P6脚，P13脚接UR5的P10脚，P14-P17分别接UR5的P7、P8、P1、P2脚，P18脚与P19脚间接RR10，P19和P20脚间接CR4，P20脚接VDD，CR5的两端分别接VDD和地，RR10两端分别接VDD和UR4的P13脚。UR5的P4脚接CR6和RR11，RR11另一端接VDD，CR6的另一端接地，UR5的P3脚接地，UR5的P15和P16脚分别接YR2和CR7、CR8，CR7、CR8的另一端接地，UR5的P11和P12脚输出SCL和SDA信号。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN02255936U CN2593500Y (zh) | 2002-12-16 | 2002-12-16 | 共享缓存式交互机顶盒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN2593500Y true CN2593500Y (zh) | 2003-12-17 |
Family
ID=33724326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN02255936U Expired - Fee Related CN2593500Y (zh) | 2002-12-16 | 2002-12-16 | 共享缓存式交互机顶盒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN2593500Y (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100384251C (zh) * | 2004-08-02 | 2008-04-23 | 华为技术有限公司 | 用户授权方法及其授权系统 |
| CN100459700C (zh) * | 2004-11-16 | 2009-02-04 | 南京大学 | 基于协作缓存实现视频点播系统的方法 |
-
2002
- 2002-12-16 CN CN02255936U patent/CN2593500Y/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100384251C (zh) * | 2004-08-02 | 2008-04-23 | 华为技术有限公司 | 用户授权方法及其授权系统 |
| CN100459700C (zh) * | 2004-11-16 | 2009-02-04 | 南京大学 | 基于协作缓存实现视频点播系统的方法 |
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