【数字电视机顶盒关键元器件及接口】数字电视机顶盒wifi

　　摘要:主要介绍了数字电视机顶盒的关键元器件、接口及其各部分的作用。 　　关键词:数字电视机顶盒 CPU 高频头 视音频接口 　　 　　1 CPU
　　 CPU是反映机顶盒性能的一个最主要的因素,CPU的性能、功能直接决定了机顶盒大部分的性能和功能。国际上几个机顶盒芯片的提供商主要有ST、broadcom、ATI、Fujitsu、NEC、Conexent等。CPU的主频,即CPU的运行频率,主要反映CPU的性能,目前一些主要型号的CPU主频如下:ST(意法半导体)公司 ST71xx系列:266MHz-400MHzST52Xxx:266MHzST5105:200MHzST5516:180MHzST5518:81Mhz;Fujitsu :86H20(A):130MHz86H25A:130.5MHz;NEC:180-216MHz。国内公司起步晚,CPU频率目前都在200M以上。
　　
　　2 高频头
　　 高频头是把调制好的模拟信号还原为基带信号的器件即执行信道解码和解复用功能。高频头是反映机顶盒信号接收能力的主要因素,高频头的性能直接反映的机顶盒的信号接收性能和抗干扰能力,优质的高频头可以接收更差、更弱的数字电视信号。目前主流的高频头为NXP(飞利浦)的CD1616,汤姆逊的DCT704X,汤姆逊的DCT70700系列,还有部分采用LG的高频头。目前在分体高频头方案中广泛采用的解调芯片有ST的0297E,杭州国芯的GX1001P,上海澜启的解调芯片及海思HI3130等。
　　
　　3 FLASH
　　 Flash是机顶盒的存储设备,Flash的两个主要参数是容量和读写速度,容量反映了存储空间,容量越大,存储的东西越多,读写速度反映Flash的性能,读写速度越快,占用CPU时间越少,则机顶盒处理速度也会越快。现在机顶盒应用的Flash以4MByte为多,现在更趋向于用8/16MByte,一些低端的机顶盒和卫星机顶盒也使用2MByte的Flash。机顶盒使用的Flash速度一般为90ns和70ns,并以90ns居多。最新的技术是PCM,即相变存储器,目前还处于研究和使用阶段。
　　
　　4 内存(RAM)
　　 内存是机顶盒运行程序和存储临时数据、进行数据交换的元件,机顶盒运行的程序,在运行时要从flash调入到内存进行,同时,因为flash写速度较慢,大部分的节目信息等都要临时放到内存使用,这些更新后,在合适的时机重新写回Flash。由于不是实时写入操作,因此可能会存在信息丢失的情况。目前较多使用的是16MByte和32MByte,低端的机顶盒也有采用8MByte的。高端的机顶盒可能采用更大的容量,更大的内存预示机顶盒可以处理更多的内容,在处理较大的程序和数据时更理想。机顶盒内的DDR内存一般采用DDR333,或者DDR400。在一些最新的芯片上已经开始采用DDR2和DDR3,以提高内存容量、降低价格。
　　
　　5 E²PROM(简称E²)
　　 E²PROM也是机顶盒内常用的一种存储数据的元件,它的特点是寿命长,读写次数可达到100万次,E²PROM的数据传输方式是采用串行方式的,并且容量比较小,一般有2Kbit-128Kbit。在机顶盒内,根据E²PROM和Flash的不同特点,存放不同类型的数据。对于存储量比较小并且经常变动的数据存储于E²PROM内,比如频道的音量信息,还有一些数据量非常小,又不常变动的数据,也会存储于E²PROM内,比如机顶盒的配置信息、序列号等;对于数据量比较大,变动小的数据,存储于Flash内,比如节目信息、字库、图片等等。为节省成本,部分机顶盒厂家运用E2P模拟技术,在Flash上面模拟E2P的存储,从而不再采用E2P,降低机顶盒成本。这项技术要求模拟算法,否则不能保证写入次数。
　　
　　6 音频DAC
　　 机顶盒内部处理的音频信号为数字信号,要输出到普通电视机,需要转换为模拟信号,这就需要音频DAC来完成。许多CPU已经把这部分集成到CPU内部,比如ST5105,QAMi5516等,如果没有集成,就需要外置音频DAC,一般采用CS4334来完成,当然还有其它型号,只是用量较少。
　　
　　7 音频放大器(运放)
　　 经过音频DAC转换出来的模拟信号还比较微弱,要匹配电视机等音频设备,还需要把信号进行放大,这个工作就有音频放大器来完成,一般采用音频专用运算放大器,比如4558,833等,也有采用普通运算放大器的,比如LF(M)358等。更高级的NE5532运算放大器,只有在发烧级的设备上才使用。音频放大器的主要性能在于带宽和幅频特性,如果带宽更宽,我们听到的音频频率范围就更大,还原更真实。
　　
　　8 音视频输出接口
　　 音视频接口多种多样,所以机顶盒也要提供各种接口来适应各种设备。对于机顶盒的主要输出设备电视机来讲,一般采用下面这些类型的接口:
　　8.1音频
　　 普遍采用的是RCA(莲花头)的接口,一般为立体声(左右声道各一,左声道一般为白色,右声道一般为红色)。很多机顶盒也开始采用多声道输出,比如5.1声道等。现在一些音响都有SPDIF的数字音频信号接口(标为SPDIF或者数字音频),所以一些高级一点的机顶盒都带有这个接口,接口形式一般采用RCA接头的同轴电缆或者光纤接口。
　　8.2视频
　　 (1) S-Video(S端子,Y/C):现在高级一些的电视都带有分量输入接口,分量接口尤其是模拟分量接口并没有国际统一的标准,目前最为常见的是日本的D端子、欧洲的SCART端子和美国的三线端子。我国目前采用的是美国的三线端子。
　　 (2) VGA接口:该接口输出模拟的RGB信号,目前仅在高清机顶盒上面附带,可以将视频输出到电脑显示器。
　　 (3) HDMI(High Definition Multimedia Interface,高清多媒体接口)接口:HDMI接口只有在最新的高清机顶盒和最新的平板电视上才会有。这个接口是一个新标准,同HDCP配合,可以防止拷贝等。
　　 (4) Display Port:Display Port是一个开放的接口,他的接口速率比HDMI更高,并且适用于电脑及家电,并兼容HDMI,因此,Display Port将来可能取代HDMI接口成为主流。
　　
　　9 其它接口
　　 除了音视频接口以外,机顶盒还存在一些其他形式接口,主要包括:高频头输入接口:IEC阳性(直插,针式);F型(螺纹连接射频同轴连接器)接头(英制、公制),大部分采用英制。高频头环出接口(IEC阴性(直插,孔式))、串口接口(一般为DB9)、电话线接口(RJ11)、网络接口(RJ45)、USB接口。
　　
　　10 电源技术
　　 在目前机顶盒中,广泛采用内置的开关电源,开关电源的优点是效能高、体积小,缺点是可能造成干扰,对电源设计者要求较高。设计较差的电源,电压不稳定的地区,长时间工作后可能出现失效问题,造成机顶盒重新启动、不开机等问题。目前大部分机顶盒为假待机,即待机后功率基本不变,实际上仍然处于运行状态,只是显示关闭。最新技术为真待机电源,系统待机后,只有电源部分和指示灯在工作,耗电量大约在0.4W-1W之间。电源还有一个趋势是电源外置,相对于机顶盒的其它元件,电源还属于相对易损部件,当电源模块损坏时,采用内置电源,需拆开维修,带来很多麻烦;而采用外置电源,直接更换外置电源即可,设置用户可以根据指标要求,自行采购标准电源,从而降低维修复杂程度。相比而言,采用外置电源将增加一定的成本。
　　
　　参考文献:
　　 [1] 廖雄涛.数字电视机顶盒从原理到维修.人民邮电出版社,2009.