基于安卓系统的模拟智能机顶盒的设计与实现

文/岑文通

基于安卓系统的模拟智能机顶盒的设计与实现

文/岑文通

基于安卓系统的模拟智能机顶盒可以利用安卓自带的组件对模拟信号进行播放，实现了底层C语言、上层应用(JAVA)的无缝衔接，具有较高的商用价值，但也存在一些问题，本文主要针对这些问题进行研究和探讨，并提出了相应的解决措施。

安卓系统 3D图形界面 智能机顶盒

数字广播电视的每一个机顶盒都要为特定的智能卡缴费，增加了旅馆、酒店等多房间场所的运营成本。而设计基于安卓系统的模拟智能机顶盒不仅可以对传统的模拟电视进行接收，而且可以实现观看电影、浏览网页、游戏购物等功能，降低酒店、旅馆城所的运营成本。

1 对系统设计的总要求

因为Android系统具有开放性特征，各网络和各平台之间可以相互连接，3D图形界面的硬件也可以应用，这样用户就可以体验到更加迅速便捷的网络。因此，可以设计的Android系统智能模拟机顶盒。在原始的Android系统机顶盒上进行设计的智能模拟机顶盒系统，目的是为了让模拟信号的功能在搭载Android系统的机顶盒上得到支持。

1.1 硬件要求

（1）在设计中，要满足模拟信号输入的接口要求，从而达到模拟信号接收和处理功能的目的。

（2）音频模拟信号的解码功能要在设计中实现。

（3）视频模拟信号的解码功能要在设计中完成。

（4）起到对音频视频和其他系统指令、信号的管理功能。

（5）输出接口要安装适合音视频线（白红黄三线）、HDMI、USB2.0 IO和RJ45以太网的接口。

硬件部分不仅要安装上述接口，同时也应该安装红外模块，电源模块等。红外模块的主要作用是完成红外遥控器的接收，以及指令控制工作；电源模块的主要工作是将市电（220V）转换成稳定、纯净、连续的电流通向机顶盒，而这转换的过程是将市电经过稳压、滤波、变压。

1.2 软件要求

1.2.1 节目搜索功能

具备自动搜索、全频搜索和手动搜索功能。

1.2.2 节目管理功能

删除节目、节目分类、节目排序和加锁节目等作用。

1.2.3 通知消息功能

利用网络获得相关的消息通知，以循环滚动播出方法在系统首界面快速更换消息通知。

1.2.4 参数调整功能

屏幕分辨率和显示比调整，屏显出现的时间和电视视频输出格式的整理，窗口的透明度调整，机顶盒系统语音调整。

1.2.5 播放视频功能

完成视频、音频的播放、暂停功能和音量大小的调节。

2 整体系统框架

为达到Android系统机顶盒对模拟信号的接受和播放功能以及除此之外的系统功能，应该编写系统是以Android机顶盒为前提的，可以利用增加支持模拟信号的硬件模块，同时修正或重新编写Android系统和完成系统镜像的烧写。天津铂创国贸科技发展有限公司提供给智能模拟机顶盒以技术和资金的资助，同时公司也在其他方面给予了很大帮助。

软件部分的主要功能是模拟信号播放器客服端，硬件部分的主要功能是增加硬件模块来支持模拟信号接收，软件和硬件部分主要是依据总体设计的准则。硬件部分和软件部分是组成整个系统的两大方面；电视信号处理模块、整理视频模块、调节音频模块、信号整体处理模块、红外模块、显示模块是硬件构成的几个模块；软件功能的几大部分分别是搜索节目，整理参数，通知消息，播放视频和管理节目，而软件功能的作用还是通过Android的系统平台来发挥，作用发挥是利用Android来移植。

2.1 设计硬件系统

该产品在硬件层次的基础上，对HI3716C平台进行了扩大。HI3718C是该产品的核心芯片，该芯片适用于机顶盒，高清多媒体播放器，同时也可以用于家庭娱乐和视频通信。

2.2 设计芯片

ARM公司的Cortex A9处理器是主要应用的芯片，该处理器拥有内置丰富的外围接口，可以使用多种连接方式，从而满足多媒体播放的需求。同时可以供应视频和音频的输出输入接口。其作用如下:

（1）选用高性能的Correx A9架构，具有硬件JAVA的加速功能，可容纳32bit位宽、最大1G容量的DDR2或DDR3的内存，同时Android机顶盒的音频视频播放功能可以利用超强的解码能力和音频视频编码来支持。

（2）可以满足96个硬件PID过滤器，为了给用户带来最佳的体验，全硬件采用增强型2D图形加速引擎和3D图形处理器加速引擎。

（3）适用于三种视频制式进行强制转换和制式输出，这三种制式分别是NTSE、SECAM、PAL，并且具有两种画幅比4:3/16/9，同时画幅比之间具有无级缩放和强制变换的功能，在遇到不同视频制式和格式转换的问题，这一功能正好解决了针对不同种类视频播放的需求。

（4）该处理器适用USB接口，一方面有利于键盘，鼠标等外接设备使用，另一方面也提高了Android系统机顶盒的可操控性。视频解码器TVP5150A和音频解码器PCM1808信号整理后的音频视频，主要是由硬件系统中设计的Hi3716C芯片负责，并且将整理后的信号输出给显示屏，从而形成电视节目的播放功能。

2.3 视频编码器

视频编码器是一款高性能的解码器，应用tvp5150A，功耗极低，NTSC/PAL/SECAM等格式同样适合。可以收到1路S2Video和2路复合视频信号(CVBS)。内部寄存器利用I2 C总线设置，可以将656信号(同步信号内嵌)，8位4:2:2的ITU2RBT输出，同时也可以输出8位4:2:2的 ITU2RBT . 601信号(分离同步信号，输出单独引脚)。

2.4 电子调谐器

别称Tuner的电子调谐器，具有信号的放大，选择和频率改变的功能，信号放大是指相对于不强烈的高频信号进行放大，信号的选择是指选出所需要的信号在众多不同频率的高频信号中，频率的改变是对放大后的高频信号进行中频放大，这三种功能的目的是将电视机的接收性能进行提升和巩固。以上海子高科技的ZG-9885W为例子，它的配件有混频器、锁相环、低噪声前置放大器、振荡器等，首先高频放大器放大编入的射频电视信号，自动增益操纵电路把握其增益大小，跟踪滤波器除掉后镜像（假象）信号，中频信号是利用混频器和本地振荡器得到的，最后，滤波是利用中频滤波器进行消除。制式PAL B/ G、I、D/K；SECAM B/G、D/K；NTSC M/ N；都可以被ZG-9885W接收。当编入阻抗为75ΩUnbalance时，ZG-9885W就可以起到滤出中频信号的作用，同时将中频信号给视频处理芯片TVP5150A和音频处理芯片PCM4808传输。

2.5 音频编码器

利用低成本、立体声模数转换器、单芯片、高性能、支持单端模拟电压输入的PCM1808音频编码器，是一件高端的设备。PCM1808可以抵挡输入信号的直流因素，达到这一效果的原因是PCM1808利用delta-sigma调制器以64倍过采样，同时包含一个数字抽取滤波器和高通滤波器。

3 设计软件系统

电视节目的播出、换节目、搜索和调换参数是软件系统主要的实现的作用。利用Android系统的Media Player播放器和遥控器驱动框架的分析，设计软件系统，分层结构是软件框架设计采取的方法，该层主要分成四层，最下边是驱动层，接着是系统运行层，框架层，应用层。

4 叙述重要功能实现过程

打开机顶盒，选择播放器应用后，播放器会在本地数据中自动选择上次退出时播放的频点，调谐器也会存储该频点，在这个频点上选取视频和音频的数据，这些数据会被视频和音频解码器进行解码，同时将这些数据传给处理器，处理器这时会对VO、AVPLAY、Disp、Snd进行初始化，打开两个线程，数字视频和数字音频会分别放在相对应的缓冲区，然后音视频的播放交给海思自动的播放库函数完成。

当选择固定的节目播放时，可以在遥控器上选择上下键或者是ok键，这时候，调谐器就会锁定固定的节目播放，同时将数据传入处理器中，进行播放。当用户要进行节目搜索可以在遥控器上寻找到F4键，然后按下就会出现在系统界面里，调谐器就会从刚开始的频点处进行锁频，然后查询相一致的频点里是否有相对应的音视频信息，如果有信息，这个频点就会编入相对应的数据资料，从而保存频点。

Android系统在移植的过程中，系统的四层架构有如下四种主要功能：

（1）系统播放库有关的函数主要由系统运行层进行调取；

（2）模拟信号播放器客服端的功能主要是由应用层负责达到；

（3）遥控器或其他传输设施的硬件驱动主要由Linux核心层负责；

（4）遥控器或其他传输设施命令由应用框架负责响应。

5 结束语

综上所述，本次研究设计采用安卓智能机顶盒，可以实现观看视频、浏览网页、游戏购物、办公聊天等功能，而且可以对传统模拟电视进行接收，降低运营成本，具有非常广阔的应用前景。

[1]魏冲,李智浩,于华.浅淡Android系统机顶盒的前景[J].有线电视技术,2012(03)：97-99.

[2]高志寅,高志平.双模智能机顶盒的关键技术研究[J].电视技术,2012(22)：27-28.

作者单位 广东九联科技股份有限公司 广东省惠州市516000

岑文通（1988-），男，广东省湛江市人。大学本科学历。从事软件项目开发管理工作。