佘新平 武汉化中科技大学电信系（430074）王宏远

     来源：《电子技术应用》

     摘要：提出了catv网络环境下视频点播（vod）机顶盒的设计。机顶盒由五大模块组成：数字调谐器，qam数字解调芯片，mpeg-2解复用芯片，i2c总线控制器和接口电路。它由一块pc机插卡实现，该插卡运行在windows

     95环境下。作为其软件支持的虚拟设备驱动程序完成插卡与微机之间的通信。通过多次调试和试验，它能够成功地实现视频业务的正常接收。

     关键词：机顶盒

     qam解调 mpeg-2解复用 接口电路 虚拟设备驱动程序

     机顶盒是视频点播（vod）系统的终端设备，是用户与vod服务器之间的智能接口。它用于视频业务的接收和用户请求的发送。因此，vod系统中的数据传输被分成两个通路：下行通路用于把视频信息传送到用户；上行通路用于把用户的点播需求传送到发送端。基于pc机的机顶盒是将机顶盒的功能做成普通的pc插卡形式，利用计算机实现视频点播的所有功能。这样做有几点好处：

     （1）充分利用微机的软、硬件资源，从而降低了用户终端设备的成本；

     （2）兼容性好，可适应不同的接入网和不同类型的业务；

     （3）软件维护和或级方便，适应未来发展；

     （4）可设计易操作、美观和基于windows95/98的用户界面。

     该机顶盒由两块普通pc机插卡构成，它们分别完成下行数据的接收和上行数据的发送。上行数据的发送由一块内置modem卡通过电话线完成，下行数据的接收则由另一块插卡通过catv网实现。

     本文研究的主要内容是在微机上如何实现下行数据的正常接收。为此，提出了一种以数字调谐器、最新qam数字解调芯片和高性能mpeg-2解复用芯片为核心的机顶盒设计方案。在机顶盒的硬件设计中，采用了先进的i2c总线技术、qam数字解调技术、mpeg-2解复用技术、fifp存储器技术以及通用的isa总线接口技术；在软件设计中，采用了vc++编程技术和windows95/98环境下利用vtoolsd开发虚拟设备驱动程序（即vxd）的技术。

     1 机顶盒的硬件设计

     机顶盒的主要功能是为人们提供的个访问vod业务的途径，为合法用户提供一个友好的界面，其接收部分的总体硬件框图如图1所示。

     在图1中，来自catv网的下行数据经数字调谐电路实现频点选择，某一频点上的数据流中包含了十几路节目的数据，这些数据在发送端经过了mpeg-2标准的系统复用。该电路输出中频信号，然后由模/数转换电路输出数字信号，作为qam解调电路的输入。上述过程中的频点选择和qam解调均由微处理器经i2c总线控制。

     qam解调后的数字信号送到mpeg-2解复用电路，实现通道选择，即选出用户点播的一路节目。该节目的数据为mpeg-1标准的压缩形式。为了节约成本和简单电路，并考虑到目前微机的速度很高、且为windows95操作系统，本设计中不采用硬件解压缩方式，而是将数据经主机接口电路以dma传输方式传送到计算机的内存中，用软件方法对该路节目进行实时解压缩处理并播放出来。

     上述整个电路可分为几个相对独立的模块，下面分别对它们进行介绍。

     1.1 数字调谐电路[1]

     数字调谐电路实际上就是是一个高频头，它的作用是接收来自catv网的下行数据，根据微处理器的指令，实现频点选择（与模拟电路相似）。某一选定频点的数据流中仍含有多路节目的数字信号，每个用户只收看某一频点中的路节目。频点选择由微处理器通过i2c总线控制。数字调谐电路与后级电路的连接如图2所示。

     1.2 a/d视频转换电路[2]

     高频头输出的模拟中频信号的幅值已满足a/d转换器的输入要求，因此将它直接送给a/d转换器数字化，以供后续的数字电路进一步处理。该模/数转换器采用philips公