基于STi7710的高清机顶盒方案简介

摘要： STi7710为意法半导体(ST)公司最新推出一款集成度最高的单片高清机顶盒(HD-STB)解决方案。该芯片集嵌入式CPU、传输流解复用/解码、视频解码、图像处理、音频解码、高速USB2.0接口、数字视频接口(DVI)、高清多媒体接口(HDMI)等功能于一体。采用该芯片设计的数字高清机顶盒性价比很高。

STi7710为意法半导体(ST)公司最新推出一款集成度最高的单片高清机顶盒(HD-STB)解决方案。该芯片集嵌入式CPU、传输流解复用/解码、视频解码、图像处理、音频解码、高速USB2.0接口、数字视频接口(DVI)、高清多媒体接口(HDMI)等功能于一体。采用该芯片设计的数字高清机顶盒性价比很高。

STi7710集成的CPU核心是一个高性能的ST20，工作频率为200MHz；支持目前机顶盒市场上所有的中间件，同时能够支持未来的软件升级；支持统一的存储器DDR SDRAM接口，提高了RAM芯片的利用率和性能；嵌入的高性能图像引擎支持图形密集型任务。

显示接口方面，STi7710具有数字视频接口(DVI)和高清多媒体接口(HDMI)，以确保STB以最小的系统成本获得最高的输出灵活性；通过嵌入的高级音频编码(AAC)解码器，提高了在低位率时的音频功能。

芯片集成了由SRS实验室开发的先进的音响技术SRS TruSurround XT，该技术通过两个扬声器的电视机或娱乐系统，可以再现影院级的虚拟环绕声。

内置的高速USB Host主控制器，数据传输速率可达480Mbps，比USB标准1.1版快40倍，使许多外设可以连接到一台基本型高清机顶盒上，提供更多的附加功能。如增加一个硬盘驱动器(HDD)，把机顶盒变成一个数字录像机(DVR)，允许机顶盒制造商为用户提供一个低成本的软件升级途径；连接数码相机或存储卡等多种外设。

为叙述方便，本文以数字高清有线机顶盒(HD-STB/DVB-C)的设计为例，其它高清卫星机顶盒(HD-STB/DVB-S)、高清地面机顶盒(HD-STB/DVB-T)的设计，在硬件上主要是前端高频头部分有一定的区别，而在软件部分整体架构基本是一致的。

整机方案架构

高频头的调谐模块接收射频信号并下变频为中频信号，然后进行A/D转换变为数字信号，再送入解调模块进行解调，输出MPEG传输流串行或并行数据。解复用模块接收MPEG传输流，从中解析出一个节目的PES数据，包括视频PES、音频PES。解复用模块中包含一个解扰引擎，可在传输流层和PES层对加扰的数据进行解扰。视频PES送入视频解码模块，对MPEG视频数据进行解码，然后输出到视频编码器，再经视频处理电路输出高清、标清格式的视频信号。音频PES送入音频解码模块，对MPEG音频数据进行解码，经音频输出处理电路输出模拟、数字音频信号。整机构成框图如图1所示。

前端单元：数字高清有线机顶盒前端单元支持Thomson公司DCF8728、Philips公司CU1216 DVB-C高频头，主要完成输入信号的下变频和QAM解调功能。如将前端单元更换为DVB-T或DVB-S的高频头，则可成为高清地面机顶盒、或高清卫星机顶盒。

存储器单元：该方案设计使用1片16MB FLASH、2片32MB DDR SDRAM以及1片8kB EEPROM。FLASH闪存用于存储机顶盒运行程序；EEPROM用于存储用户开机状态、频道参数；DDR SDRAM用于存储音视频解码数据、OSD位图，同时还存储应用程序运行时的数据。


图1. 数字高清机顶盒整机构成图

输出单元：基于STi7710的高清有线机顶盒的设计提供输出单元包括视频输出、音频输出、USB2.0接口、RS232接口等部分。具体见表2。

软件部分：软件开发是基于ST7710参考软件方案，STAPI软件包可以简化早期产品的软件移植工作。STAPI是ST开发的一个得到全面技术支持、说明详细的接口，在这个稳定的接口基础上创建应用程序。它将继续被保留在未来的芯片组上，使软件能够移植到下一代器件上。我们在稳定的高清基本型基础上，集成了国内主流的永新同方CAS2.1的条件接收技术,可以方便的接收加密节目；实现广播式的交互电视功能，为高清数字电视提供增值服务；支持电子节目指南(EPG)，方便用户收看节目。

主要技术指标

本方案的数字高清有线机顶盒主要技术指标见表2。

表2. 数字高清有线机顶盒主要技术指标

基于STi7710方案的高清标清兼容数字有线机顶盒，具有交互、个人录像PVR等扩展功能。HDTV现在已经在全球形成了发展热潮，其技术、运营、产品等方面都趋于成熟，能够满足在线升级，兼容多种音视频接口以及兼容新型DVI、HDMI接口。本设计方案与国内外同类产品相比具有方案新、集成度高、功能强、性能好、操作简单、价格低等特点。

文章作者：四川九州电子科技股份有限公司副总设计师、高级工程师　闫书元