多媒体机顶盒结构设计及其关键技术

俞勇

摘要：随着数字网络电视的不断普及，多媒体机顶盒已经得到了广泛的应用，并且呈现出非常广阔的发展前景。所以，本文将对多媒体机顶盒结构设计以及其关键技术进行深入的探索分析。

关键词：多媒体；机顶盒；结构设计；关键技术

一、引言

现阶段，随着我国现代化信息技术的不断发展，全球范围内的通信基础设施建设逐渐完善，越来越多的用户开始接入宽带，所耗费的成本也逐渐降低。在这样的时代背景下，多媒体技术也开始不断成熟，其将多媒体平台、宽带网络平台以及数字终端平台三者进行有效的融合，已经成为全球范围内一项具有良好发展前景的产业。多媒体机顶盒具有智能水平较高、丰富的功能、交互性较好等优势，已经受到了广泛额好评。所以，本文将对多媒体机顶盒结构设计及其关键技术进行深入的探索研究。

二、多媒体机顶盒的主要功能介绍

多媒体机顶盒最为主要的功能在于接收数字电视广播节目，除此之外，其还具有以下几个方面的功能和作用：第一，为用户提供了电视节目的导航界面，能够实现与用户之间的良好交互性，操作起来较为简便，界面也较为友好，用户可以在较短的时间内获得自己想看的节目；第二，具有网络性特征，即实现数据的高速广播，同时，为用户提供有关于报纸杂志、热门网络信息以及票务服务等功能，更好的满足用户的实际需求；第三，自动对软件进行更新，当有新版本的软件上线时能够自动接收到有关的最新软件并及时进行更新；第四，用户可以通过多媒体机顶盒与互联网进行相连，从而实现接收电子邮件等功能。

三、多媒体机顶盒的结构设计

对于多媒体机顶盒而言，其主要由硬件和软件两方面的内容所构成。根据多媒体机顶盒的质量、档次水平等区别，其基于的平台也存在着非常明显的差异性，所采用的软件架构非常丰富多样。不同多媒体机顶盒所能够实现的功能也不尽相同。总体而言，多媒体机顶盒的硬件结构主要以以下三种类型的结构设计为主：基于专用芯片架构、基于多媒体信号处理架构以及基于处理器架构。在软件方面，一般情况下采用模块化结构、中间件结构以及层次化结构三种类型。以下将对多媒体机顶盒的硬件结构和软件结构两者进行详细的、深入的说明：

（一）多媒体机顶盒的硬件结构

一般情况下，多媒体机顶盒的硬件结构主要由媒体处理单元、核心控制单元以及各类不同接口所构成。

1.核心控制单元。核心控制单元以嵌入式系统处理芯片为主，保证操作系统能够正常的、稳定的运行，实现对机顶盒相关活动以及资源的有效管理。在操作系统中，ROM包含着不同的服务程序，操作系统、服务程序以及数据将会共享一个RAM。

2.媒体处理单元。根据机顶盒的档次水平不同，成本高低将会直接决定是使用芯片还是数字信号处理器。媒体处理单元的主要作用是实現对传输的视频和音频等进行相应的解码处理。

3.图形控制与媒体播放接口

图形控制系统的主要作用在于生成能够供用户使用的服务界面。图形系统中的相关信息输出后，将会与其他信号等相互叠加，从而将其输出至电视机上面。

4.网络接口

机顶盒需要配置相应的网络接口，包括上行网络接口和红外遥控网络接口，实现与互联网之间的有效衔接。

5.控制接口

控制接口主要是实现用户对机顶盒进行有效控制和操作的接口，一般情况下，以红外接口为主，也会有WiFi技术实现的接口。

6.外围设备控制接口

为了不断丰富机顶盒的功能和作用，多媒体机顶盒上还包括一系列的外设统战接口，实现与录像机、U盘以及硬盘之间的通信，从而将其他仪器设备上的电视节目等传输至多媒体机顶盒上面。

（二）机顶盒的软件结构

机顶盒本质上属于一个客户端系统，其除了需要配置良好的硬件平台之外，还需要不同功能的软件系统实现支撑，从而能够保障各项功能和任务的顺利完成。根据多媒体机顶盒的软件功能不同，可以将其分为应用层、中间层以及资源层。在每一层中均包含了各种各样的程序以及接口。

1.资源层

机顶盒硬件的模块处理程序、接口的驱动程序以及操作系统共同构成了资源层，该层次软件的主要作用在于能够顺利实现对硬件设备的有效控制和操作。

2.中间层

中间型的主要功能和作用在于将应用程序的相关指令解码成为CPU能够有效识别的指令，从而将指令传达至驱动层去有效控制硬件设备以完成有关的动作。虽然中间层为软件的更好使用带来了非常大的益处，但是，其所需要的费用较为昂贵，同时，对于硬件的要求以及相关技术的要求也非常高，因此，在我国国内在多媒体机顶盒中使用中间层较少。随着用户的需求日益多样化和丰富化，在未来在多媒体机顶盒中运用中间层将是有效的解决方案。

3.应用层

应用层主要由内置插件、浏览器以及下载插件所构成。根据软件系统的设计理念的不同，在应用层中所使用的应用程序也存在着较大的差异性。目前，我国国内多媒体机顶盒中的应用软件较少，主要以股票、电视广播以及简单的游戏为主。对于数字广播电视而言，其最为主要的特征不是在于电视，而是基于这种数字电视平台的业务应用。目前，随着互联网技术的不断发展，交互式应用的不断普及，各种交互性软件也日益增加，这将会为运营商带来非常大的创收。

四、多媒体机顶盒的关键技术

在多媒体机顶盒中的关键技术主要包括数字视频编解码技术、中间件技术、嵌入式操作系统以及图形和图像显示技术。以下将对这四项技术进行介绍。

（一）视频编解码技术

视频编码技术是数字网络电视发展的根本前提，如何提高画质的清晰度是视频编解码技术首要考虑的问题。利用视频编解码技术可以对图像进行压缩解码处理，提高数字传输的便捷性。

（二）中间件技术

中间件技术是位于机顶盒底层系统资源与应用程序之间的通用服务。这些服务具有非常标准的开发接口，能够适应不同操作系统和硬件平台。通过充分发挥中间件技术，可以实现将机顶盒中的硬件与应用程序两者之间进行有效的分离。

（三）操作系统

机顶盒有硬件和软件两部分内容所构成。对于机顶盒产品而言，软件操作系统的性能将会直接决定多媒体机顶盒是否优良。目前的多媒体机顶盒的操作系统主要有嵌入式Linux、WinCE以及VxWorks三种所构成。

五、结束语

综上所述，多媒体机顶盒产业将会是一个充满互动性的广阔市场，加快多媒体机顶盒技术的发展与进步，将会实现我国数字网络电视的繁荣景象。

参考文献

[1]朱杰. 基于澜起M88CS6001-U芯片的数字机顶盒的软件设计[D]. 苏州大学，2016.

[2]王珏. 数字电视机顶盒网络浏览器模拟器的设计与实现[D]. 华中科技大学，2008.

（作者单位：南京熊猫电子股份有限公司）