浅析解码器终端的节能降耗

吴凯　杨军　陈拥军

摘要：本文系统的介绍了解码器终端的节能降耗的设计方案，针对不同功能模块，通过对模块电源的控制，改变CPU和GPU工作频率的高低，FPGA缓存和逻辑资源的有效分配等，实现解码器终端的绿色设计。

关键词：绿色设计模块节能低功耗

引言

随着电子产品的日益发展，绿色制造越来越被提倡，中国正在推进“中国制造2025”绿色制造重大战略项目部署。对于长时间工作的电子产品，如何能够使电子产品正常工作的情况下且工作功耗越来越低，是我们在产品开发的过程中，不可忽视的一环。解码器终端主要应用于广电行业的播控系统，接收有线/地面/卫星的信号并进行转发，通常是24小时不断电工作，且机器本身功耗较大，正常工作時，一般在40W左右。所以如果能让解码器做到节能，将会大大减少用电开支和辐射损耗。

1解码器终端的绿色设计思路

解码器终端的系统构架由一个信源接收解调模块，一个流处理模块和一个解码解密模块构成。信源接收模块负责接收卫星锅盖、地面覆盖、有线线缆传输来的电视广播信号，经过解调为TS流信号，送人流处理模块。流处理模块则主要负责进行TS流的分配和复用，TS流转换为IP信号，ASI信号，并传输到下一级设备。解码解密模块则将流处理模块送来的TS流进行解码和解密，回传解密后的TS流给流媒体中心，并且产生可观看的音视频信号。解码器节能，就要从这3个模块人手。

2技术实现方案

2.1信源接收解调模块节能

信源接收解调模块分为2个小模块，分别为卫星信号解调模块，有线地面信号解调模块。两个模块分别单独供电，由解码解密模块通过2个通用GPIO口控制供电的关断。解密解码模块通过I2C接口去读TUNER的状态，如果检测到已经锁频，则代表有信号输入，此时对DEMOD进行供电工作。如果没有检测到锁频，则带代表没有信号输入，则此时对DEMOD不供电。以避免当只有一种信号输入或没有信号输入时，造成的空转浪费。

2.2流处理模块节能

流处理模块由FPGA来实现，主要完成对卫星信号输入流、地面信号输入流、有线信号输入流进行预处理，同时完成整个设备各种输出接口数据封装工作，在解码器处理芯片的统一控制和调度下，完成对整个解码器的数据流预处理工作。整个系统详细设计框图如下图所示。

整个设计采用绿色节能理念，通过对各个模块输入状态的监测，来控制每一个模块的使能;同时通过对输入码流的大小监测，来控制整个系统的缓存、时钟等参数。可以根据用户的需求，对输出逻辑单元进行独立控制，以降低整个片内逻辑资源的占用。每一个模块有单独的使能控制接口，可以根据不同的应用场景和需求灵活的完成使能控制来达到整个系统资源最优、能效最优。

2.5解码解密模块节能

解码解密模块实现节能，主要通过两方面来实现。对于CPU运行，我们根据当前节目是高清或者标清节目，让CPU工作在不同的频率和工作电压下，已达到节能的目的。对于GPU的一些特效，我们通过开关来自动开启或者关闭，自动进行GPU的频率调整和工作电压的调整。

3结束语

综上所述，作为一个24小时不断电工作的解码器终端，在保证其功能正常工作，又能节能降耗。在设计该产品之初就应该考虑到该问题，预留电源关断接口，采用合理的CPU和GPU芯片，同时合理配置FPGA的资源，当每个细节做到节能降耗，整机的功耗最终才会大大的降低，达到绿色设计的全新理念。

参考文献

[1]李洪斌，李玮琪，专利技术“融合型机顶盒供电管理系统及其方法”（ZL201410786953.5）

[2]GB 25957-2010.数字电视接收器（机顶盒）能效限定值及能效等级.

[3]四川九州电子科技股份有限公司，“家庭网络终端行业绿色供应链系统集成”项目.2017年5月