基于SAA7214与SAA7215机顶盒的系统设计

随着信息技术的不断发展，通信技术、电视技术以及计算机技术已进入了相互结合的新时代。交互式电视（ITV）正是这种结合的具体体现。所谓交互式电视，是一种受用户控制的电视，在节目间和节目内用户能够作出选择和决定，是一种非对称双工通信模式的新型电视技术。其中，数字机顶盒（STB）是实现交互功能的关键技术之一。作为ITV系统中的用户终端，它是普通电视与宽带传输网络之间的桥梁。通过STB用户坐在家中的电视机前，可以实现视频点播（VOD）、家庭购物、家庭办公、电子游戏等多种服务，而且还能在普通电视机上收看到高清晰度的数字电视节目。  

1 SAA7214与SAA7215功能特点及结构  

SAA7214和SAA7215是PHILIPS公司推出的一套STB解决方案。前者负责实时性要求较高的硬件解复用、视频音频源解码，并分离出视音频数据流，以及与解码相关联的外围I/O设备控制等。后者负责音频、视频和图形的解码、编码，并将解码后的数据流分成音频信号和视频信号输出。  

1.1 SAA7214的功能特点及接口  

SAA7214主要用来传输MPEG—2格式信息的源解码器。SAA7214内含一个MIPS PR3001芯片，该芯片是一个通过扩展设计能够实现内置控制的32位每秒百万条指令的RISC规格的CPU，该芯片工作主频为40.5MHZ。SAA7214还包含有通用异步收发器（UART）、I2C单元和IEEE1284接口。SAA7214的串行通信控制器包括三个UART。它具有两个UART特性的TxD和RxD管脚，并且通过两条数据线RTS和CTS来支持自动的数据流控制。另一UART是唯一的双工接口(TXD、RXD)且支持RTS、CTS数据流控制。UART也能工作在双线方式,且在这种方式下他们通过RXD和TXD简单接收和发送数据。SAA7214的I2C控制器包括2个串行接口，它适合I2C总线规格，并且支持标准和快速I2C总线模式。在相同的总线情况下，通过不同的编程I2C逻辑可以在主发送器模式、主接受器模式、从发送器模式、从接受器模式中任选一个进行操作。  

1.2 SAA7215的功能特点和结构  

SAA7215是一个包括音频解码和视频解码的MPEG-2格式的源解码器。除了一些基本的MPEG功能外，SAA7215还提供像编码输出视频一样的增强图表﹑背景显示和满屏显示的方法。由于对音频和视频解码有着最佳的结构，因此能够在外部存储器和CPU处理能力方面最大限度地支持图表处理功能。  

SAA7215有着完善的存储器结构，用于低端设备的16Mbits和用于中高端设备的32Mbits，因此它能很好地进行MPEG数据流和图表的处理和控制。当访问图表寄存器时，其还为CPU提供了高的带宽和短的等待时间。SAA7215内部集成了带有Y/C，CVBS和RGB输出的视频编码器。SAA7215具有以下几个特征：  

（1）有单个或两个外部同步DRAM。由于在MPEG解码器中有效地使用了存储器，因而有超过1Mbit的存储空间用于图表处理，而在双SDRAM配置中可用的存储空间为17Mbit。  
（2）在以字节宽度或串行位格式的PES或ES中，有专用于压缩音频和视频的输入设备，并用选通信号来区分视频和音频数据。  
（3）灵活的存储器分配能最好地区分不同任务的存储器。  
（4）支持边界扫描测试和外部SDRAM自检。  

2 基于SAA7214与SAA7215的系统硬件设计  

根据SAA7214和SAA7215的功能特点，该系统硬件电路采用模块化结构设计，主要由四部分组成：通信模块、主控模块、控制面板模块、IC卡模块。各模块可各自独立更换。   

2.1 通信模块  

通信模块具体包括：QAM解调板和电话板（或双向模块）。  

QAM解调板可将HFC网传送来的经QAM调制的信号，经调谐频率变换，QAM解码、解交织、解RS码、解扰等处理后，输出MPEG—2解复用前的标准码流（即TS流）。这部分主要由一片VES1820X芯片完成。  

电话板采用DTMF方式调制上行信号，以电话网作为上行通道，下行采用64QAM的数字调制方式。有线电视网进行双向改造后，可选用双向模块实现交互功能，双向模块采用BPSK方式调制上行信号，以有线电视网作为上行通道。  

2.2 主控模块  

主控模块：具体指主板。主要有SAA7214、SAA7215、UDA1320A芯片和存储器组成。  

SAA7214芯片能将TS流进行MPEG-2源解码，并分离出视频和音频数据流，以及与解码相关联的外围I/O设备的控制等。  

SAA7215负责音频、视频以及图形的解码、编码，并将解码后的数据流分成音频信号和视频信号，视频信号由SAA7215输出。SAA7215还具有完善的存储器结构，采用了DRAM、SDRAM、FLASH等，通过这些存储芯片使软件的运行速度大大加快。  

音频信号由UDA1320A输出。UDA1320A是一个具备位数据流转换技术的单芯片正相立体DAC，它具有低功率消耗和低电压工作模式；具有256、384和512三种不同频率的系统时钟；通过静态管脚控制可以选择不同的频率；支持16KHZ至48KHZ的抽样频率；集成了数字滤波和正相DAC。