基于ARM和STi5x数字网络机顶盒的设计
３.2 解复用及音视频处理本数字网络机顶盒CPU采用ST公司的专用解复用和音视频处理器芯片STi5518, STi5518是一款32位的高性能的CPU，专门用于DVB数字电视信号的解复用、解扰和MPEG-2音视频解码的专用芯片。其指令Cache和数据Cache分设各2KB，另带4KB SRAM可以设置为数据Cache。它支持PAL/NTSC/&SECAM编码输出，音视频解码器的支持多种编码格式。前端接口兼容DVD、VCD、SVCD、和CD-DA，硬件TS解复用器支持串/并输入，集成了丰富的外围接口，它支持ANSI C编译器和库，给开发带来极大的方便。
STi5518以串行或并行的方式接收来自前端输出的传输流，其内部解复用器解调出不同的节目频道，提取相应的音视频流和数据流，其输出为MPEG-2音视基本流及一些数据净荷。MPEG-2解码器和相应的解析软件用数字信息的还原。对于加密的电视节目，条件接收模块可以通过智能卡对音视频进行解扰。MPEG-2解码器用于音视频解压缩，经过视频编码器和音频编码器还原模拟音视频信号。解复用及音视频解码STi518扩展功能模块如下图所示：
图３ 解复用、音视频解码模块
在STi5518模块中，E2PROM用于存放工作过程中的配置参数，同步存储器SDRAM用来运行程序，Flash用于烧写启动程序，智能卡接口用于完成条件接收功能。同时该扩展模块输出数字电视和VGA显示器所需要的信号，双口RAM用于完成STi5518和ARM板之间的通信。
３.3中央处理器ARM9模块
S3C2410是三星公司设计开发的基于精简指令集的ARM9核的CPU,工作频率可以达到了203MHz，且具有丰富的外围组件，其中主要包括：存储器管理单元MMU，16KB的指令缓冲器和16KB数据缓冲器[3]，存储器控制器（SDRAM控制器）、NAND Flash 和NOR Flash 控制器，4通道的外部DMA请求控制，3个串行口，SD存储卡读取接口，2个USB接口（1个USB主机接口和1个USB设备接口），5个脉宽调制定时器，看门狗定时器，117个通用I/O端口（其中24可用于中断请求）。正因为S3C2410有如此强大的外围控制组件，所以在电子产品中的应用十分广泛。其ARM9扩展板的逻辑结构如下图４所
图４ ARM9扩展板的逻辑结构
ARM9扩展板中由S3C2410CPU、64M闪存、64M的同步存储器、键盘和USB接口；处理数字电视信号的部件主要由硬盘、互联网接口、红外线发送与接收和双口RAM组成。该模块的主要功能是完成数字电视节目的存储，连接到互联网，红外线的控制,通过I2C接口控制前端调谐器，通过双口RAM完成与STI5518的数据交换。系统中的64M闪存用来存放CPU的启动程序和Linux操作系统；64M的同步存储器用来运行操作系统和应用程序；键盘用来输入数字；USB接口用来外接USB设备，如USB 移动硬盘、USB打印机等等；硬盘用来存储数字电视节目和其它信息、数据；互联网接入模块用于宽带接入互联网；红外线模块控制遥控器的发送与接收，选择电视节目或实现其它功能；双口RAM用来实现与STI5518的数据交换。
４ 数字网络机顶盒的软件和功能
由于嵌入式系统软件和微处理器密切相关，所以通常采用分层模型来描述，软件层次结构自底而上分为固件层、驱动层、中间件、应用层，这样，一旦硬件模块发生变化，软件的修改只发生在和硬件相关的固件层，中间件和应用层可以保持不变，能够减少编程工作量，缩短软件开发时间。层次构建遵循的原则：某一层的模块可调用下层模块，同时又能被上层调用，同层之间一般不能调用。
数字网络机顶盒的硬件组成相当于一台奔Ⅲ的计算机和数字机顶盒，所以其功能既能够完成计算机的功能又能够完成数字机顶盒的功能。该数字网络机顶盒的能完成主要功能是：
1)数字电视节目的接收
２)DVB公共解扰算法和条件接收
３)支持PAL/NTSC/SECAM
4)支持MPEG-2图像和MP3、杜比5.1音质
５)远程教育
６)按次付费电视收看
７)电子节目指南
８)互联网的接入[4]
９)数字电视节目存储
10)视频点播（VOD）
11)交互式电视游戏等等，可以看出，数字网络电视机顶盒的功能十分强大。
５ 总结
本文作者的创新点是完成了基于ARM9和STi5518的数字网络机顶盒硬件平台的设计。文中对传统的数字机顶盒和数字网络机顶盒作了比较，同时给出了数字网络机顶盒的硬件逻辑方框图，以及软件模型和功能。该设计实现后，不仅能够完成传统数字机顶盒的功能，还能够完成电视节目的存储和连上互联网的功能，有理由相信，随着数字电视时代的到来，该设计能得到广泛的应用。