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南京大学硕士论文模板

研究生毕业论文

（申请工程硕士学位）

论文题目

基于××××的××××系统

设计与实现

作者姓名

张三

学科、专业名称

工程硕士（软件工程领域）

研究方向

软件工程

指导教师

金志权　教授

2006年5月19日

学号：

MG*******

论文答辩日期：

年月日

指导教师：

（签字）

基于××××的××××系统的

设计与实现

作者:

张三

指导教师:

金志权　教授

南京大学研究生毕业论文

（申请工程硕士学位）

南京大学软件学院

2006年5月

TheDesignandImplementationof××××Basedon××××

Zhang,San

SubmittedinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineering

Supervisedby

ProfessorJIN,Zhiquan

SoftwareInstitute

NANJINGUNIVERSITY

Nanjing,China

May,2006

摘要

机顶盒中间件系统是建立在数字电视接收设备驱动层之上，为交互应用提供完整的应用编程接口的软件平台。

为了实现数字电视交互式功能的标准化，同时使服务项目（以应用程序的形式通过传输信道）下载到用户终端机顶盒的数据量减小到最低限度，中间件平台的设计非常重要。

国内目前在数字电视中间件标准的技术研究方面公开的资料较少，且没有中国自己的数字电视中间件标准。

在这样的背景下，本文分析了国际上主流的中间件标准。

详细分析了DVB－MHP标准，包括MHP的概念和架构，应用层次，API接口的定义以及各API的功能和MHP采用的安全策略框架。

关键词：

数字电视机顶盒，机顶盒中间件，中间件标准，DVB－MHP

Abstract

Set－topBox,aMiddlewareSystem,isfoundedonDriverLayerofDigitalTVReceiverandprovidesacompleteAPIinterfaceformutualapplications.ThedesignofmiddlewareplatformisimportantforthestandardizationofMutualinteractionofDigitalTVandthedataminimizationdownloadingtotheuser－endset－topboxforservicesintheformofapplicationthroughtransmissionchannel.

Currently,theresearchonDTVmiddlewarestandardinlandislimitedandChinadoesn’thaveitsownDTVmiddlewarestandard.Thispaperanalysesmiddlewarestandardsnowpopularinternationally.ItelaboratesDVB－MHPstandard,includingtheconceptandarchitectureofMHP,itsapplicationlayers,APIfunctionsandthesecuremodel.

AccordingtothedevelopmentandpresenttechnologyavailableforDTVinChina,thepaperputsforwardtheSTB－MVplatformbasedontheimprovedmiddlewarestandardafteranalysisofweakpointsofMHPstandard.STB－MWplatformisbasedonJ2MEandiscompatiblewithHTML.ItusesresourcemanagerandsupportsChinesecharacter.Theplatformiscomposedofmiddlewareadaptivelayer,filemanipulationmodule,systemresourcemanagementmodule,SImodule,applicationmanagementmodule,graphicsmanipulationmodule,characterdatabaseenginemodule,CAmodule,AVmodule,debugmodule,JVMandEPGetc.layers.Thepaperanalysesthefunctionsandimplementationprinciplesofeverymoduleandimplementstheresourcemanagementmodule,applicationmanagementmoduleandaccesstoSIdatabaseofSTB－MWplatform.

STB－MWplatformcanprovidesfundamentalplatformsupportfortheinter－platformservicesofmanufacturersofDTV.ThemodulardesignmakestheSTB－MVplatformindependentofOSandhardware,andgoodportabilityandexpansibility.

.

Keywords：

DigitalTVSet－topBox,Set－topBoxMiddleware,MiddlewareStandard,DVB－MHP.

图目录

表目录

第一章引言

1.1数字电视系统

数字电视被称作继黑白电视和彩色电视之后的第三代电视，是电视技术发展史上的一个重大进步。

数字电视是数字技术、微电子技术、网络技术和软件技术等高新技术的综合应用，在信息化社会中占有重要的地位。

数字电视系统[陈熙霖等，2001]的构成如图1.1所示，视、音频信号经编码器编码后与数据广播信号及条件接收系统产生的信息一起送入复用器，再经过调制器调制后进入传输通道。

在用户接收端，数字机顶盒[姜秀华等,2003]完成解调、解复用和解码的工作，利用本机存储的应用和可下载的应用程序，实现了机顶盒的各种功能。

数字机顶盒理论上可以支持所有的广播和交互式多媒体应用。

随着数字电视收费业务推广和互动电视的成熟，条件接收系统技术和数字机顶盒中间件技术的研究和开发就得到了越来越多的重视。

图1.1数字电视系统主要构成

随着数字电视技术的发展，开放式业务系统成为数字电视发展的主流，互动电视是数字电视技术发展引发的一场革命，是数字电视发展的产业方向，而其核心技术之一就是中间件技术。

1.2中间件的概念

1.3中间件系统的主要模块和功能

中间件系统一般包含下列模块[廖洪涛,2003]。

1.3.1机顶盒驱动层及CA接口（STBDriverLayer）

此层的功能由系统移植接口定义，提供MPEG－2表格数据提取、条件接收和智能卡控制、信道参数设定、音／视频流控制、Modem管理、Flash存储管理以及其他功能。

1.3.2核心系统模块（CoreSystemModules）

核心管理模块由一系列模块组成，包括内存管理、线程调控、事件管理、安全性控制、数据下载管理及网络协议管理（TCP／IP、PPP、HTTP）等。

在核心模块中，典型的有图像与多媒体处理模块以及SI引擎模块。

●图像与多媒体模块（Graphics＆AVsystem）

图像与多媒体模块与下层平台接口，提供高级函数用于绘图、多视窗管理以及音／视频控制等。

●SI引擎（ServiceInformationEngine）

SI模块用于管理服务信息（SI）数据库，负责提取事件信息表（EventInformationTable，EIT）、节目映射表（ProgramMapTable，PMT）等常用SI表格数据，并且具有监察功能。

可提供频道搜寻时已储存的数据，如频道名称等。

1.4本文的工作

国内目前在数字电视中间件标准的技术研究方面公开的资料很少，且没有中国自己的数字电视中间件标准。

本文正是在这样的背景下，首先分析了国际上主流的中间件标准。

………

本文的组织结构如下：

第一章引言部分，对数字电视系统，数字电视中间件以及中间件系统的主要模块和功能做了一个简单的介绍。

第二章分析了国际上主流的中间件标准，深入分析了DVB－MHP标准。

第三章分析了DVB－MHP标准的弱点，并且提出了解决方案，依据改进的中间件标准设计了STB－MW平台，并对平台的各组成模块进行了功能和实现原理的分析。

第四章对STB－MW平台的资源管理模块，应用管理模块以及SI库的访问做了更进一步的实现。

第五章对论文期间所做工作进行了总结，分析了下一步的工作，对数字电视机顶盒中间件未来作了一个展望。

第二章数字电视中间件标准

2.1国际相关标准

正文部分：

小四字体，1.5倍行距。

2.2DVB－MHP

下面的篇幅省略，作者根据自己的论文采用与上文类似的方式排版。

第三章基于J2ME的机顶盒中间件平台（STB－MW）

3.1DVB－MHP标准分析

3.1.1MHP的Java平台

3.1.2DVB－HTML标准

下面的篇幅省略，作者根据自己的论文采用与上文类似的方式排版。

………….

3.4小结

第四章实现

4.1资源管理模块

4.1.1客户端资源

4.1.2接收端资源

4.1.3资源管理器和监控程序

监控程序通过ResourceContentionManager类完成ResourceContentionHandle，ResourceContentionManager定义如下：

publicclassResourceContentionManager{

publicstaticResourceContentionManagergetInstance（）;

publicvoidsetResourceContentionHandler（

ResourceContentionHandlerhandler）

throwsSecurityException;

publicvoidsetResourceFilter（

org.DVB.application.AppsDatabaseFilterfilter,

Java.lang.StringresourceProxy）

throwsSecurityException;

}

图4.1ResourceContentionManager定义

4.2SI模块

4.2.1SI库的访问

4.2.2缓存模块的实现

4.3应用管理器

应用分为两种：

Java应用和HTML应用。

Java应用是用Java语言实现的过程性应用；HTML应用是文档类内容的集合，文档内容由标记语言书写。

接收机中间件系统中包含的应用程序管理器，负责启动应用程序，管理所有应用程序的生命周期，包括彼此之间的相互操作，便于各种应用程序能够协调地执行。

应用以数据广播的形式传送到接收端，其运行状态由广播信令和用户干预两方面决定，但实施均通过应用程序管理器来完成。

4.3.1JVM应用的状态机

就绪状态：

JVM被加载并开始初始化（采用init方法初始化），每个Java应用必须实现统一的接口。

如果init方法并未产生任何异常，成功返回，则进入就绪状态。

如果init抛出了某种异常，应用应该进入删除状态并被丢弃。

运行状态：

JVM正在正常运行和提供服务。

在就绪状态和等待状态，应用管理器调用方法start使应用程序进入运行状态。

等待状态：

当资源得不到或者其他因素的影响，本来在运行中的应用会进入等候状态，其本身占有的资源会临时释放出去。

运行中的应用程序通过调用wait程序进入等待，并通过start重新进入运行。

删除状态：

应用释放掉所有资源，然后终止退出。

可导致应用改变状态的各种因素包括：

●应用程序管理器使用API去通知应用改变状态；

●许多因素促使应用管理器改变，比如：

通过用户界面，用户选择了一个新的应用。

●应用自身决定改变状态：

应用使用应用上下文对象（Context）通知或者请求应用管理器改变自己的状态。

●一个应用通过调用特定API来改变另一个应用的状态。

典型的Java应用执行的序列如表4.1所示：

表4.1Java应用执行序列

应用管理器

Java应用

应用管理器创建的新的应用实例

应用缺省构造器（无任何参数）被调用

应用管理器为Java应用的运行创建必要的上下文对象，同时初始化应用。

Java应用使用上下文对象去初始化自身，使处于就绪状态

当应用管理器判断出合适的时机时，即通知应用进入运行状态，并使应用提供服务

Java应用获得任何它所需的资源，开始运行服务

应用管理器不再需要Java应用提供服务时，通知它终止运行

Java应用停止运行它的业务，同时可能会选择释放掉当前占用的某些资源

应用管理器认为Java应用已不在需要，或需要为拥有更高权限的应用腾出资源，将Java应用标记为候选删除

Java应用保存状态或用户选择，并做清理工作

4.3.2多应用支持

STB－MW平台允许同时运行多个Java应用。

允许多个Java应用同步运行意味着这些Java应用共享STB－MW平台的资源，特别是它们共享输入焦点和输出焦点。

第五章总结和展望

5.1论文小结

正文部分：

小四字体，1.5倍行距。

5.2工作展望

参考文献

[陈焕经等,2003]陈焕经，王振强，数字电视中间件综述，中国有线电视，2003，（11）：

15-17。

[郑志航,2001]郑志航，数字电视原理与应用，北京：

中国广播电视出版社，2001.

[张三,2002a]张三，文章名称1，期刊名1，期刊期号1，2002（年份）。

[张三,2002b]张三，文章名称2，期刊名2，期刊期号2，2002（年份）。

参考文献的前置标识采用作者加年份的方式,中文文献与英文文献分开排序,中文文献按照作者名的拼音字母顺序排列,英文文献按照作者名的字母顺序排列,中文文献排在英文文献的前面,正文中引用文献时需写出文献的前置标识。

参考文献的段落设置采用首行缩进10字符。

第1类、专著著录格式（含教材，专著，标准等）

主要责任者，其他责任者，书名（斜体），版本，出版地：

出版者，出版年

例：

[徐家福等,1992]徐家福，王志坚，翟成祥，对象式程序设计语言，南京：

南京大学出版社，1992。

[孙钟秀等,2003]孙钟秀，费翔林，骆斌，谢立，操作系统教程，第3版，北京：

高等教育出版社，2003。

例:

[Clarkeetal.,1991]E.M.Clarke,O.Grumberg,andD.A.Peled,ModelChecking,Cambridge:

MITPress,2001.

[IEEE,1991]IEEE,IEEEStandard829-1991:

StandardforSoftwareTestDocumentation.NewYork:

IEEEPress,1991.

说明:

英文文献作者名的写法：

Firstname采用首字母缩写,LastName使用全拼，放置在Firstname后面，多个作者之间使用逗号格开，最后两个作者名之间使用and链接,书名使用斜体。

第2类、期刊中析出的文献著录格式（JournalsorMagazines）

析出文献责任者，析出文献其他责任者，析出题名，刊名，年份，卷号，期号，页码。

例：

[任丰原,2003]任丰原,黄海宁,林闯，无线传感器网络，软件学报,2003,14（7）:

1282-1291。

[Hoare,1969]C.A.R.Hoare,Anaxiomaticbasisforcomputerprogramming,CommunicationofACM,1969,12（10）:

576–583.

说明:

期刊名使用斜体。

第3类、会议论文集的单篇文献中析出的文献著录格式（Proceedings）

析出文献责任者，析出文献其他责任者，析出题名，会议论文集名称，页码，出版者，年份。

例：

[彭龙根,2006]彭龙根，吴志兵，陈忠平，基于分布式中间件的传感器网络软件体系结构研究，2006年全国软件与应用学术会议（NASAC’2006），计算机工程与科学，2006，28（z2）:

6-8.

[Jagadeesan,1997]L.J.Jagadeesan,A.A.Porter,C.Puchol,J.C.Ramming,andL.G.Votta,Specification-basedtestingofreactivesoftware:

Toolsandexperiments,InProceedingsofInternationalConferenceonSoftwareEngineering（ICSE’1997）,pages525–535,1997.

[Owre,1996]S.Owre,S.Rajan,J.Rushby,N.Shankar,andM.Srivas,PVS:

Combiningspecification,proofchecking,andmodelchecking,InProceedingsofComputer-AidedVerification,CAV’96,volume1102ofLNCS,pages411-414,Berlin:

Springer-Verlag,1996.

说明:

会议论文集名称使用斜体。

第4类、技术报告中析出的文献著录格式（TechnicalReports）

析出文献责任者，析出文献其他责任者，析出题名，大学院系或者研究机构名称,技术报告编号,年份。

例：

[吕建等,2003]吕建，陶先平，马晓星等，基于Agent的多模式软件协同技术研究，技术报告，南京大学计算机软件研究所，2003。

[Milneretal.,1986]R.Milner,J.ParrowandD.Walker，ACalculusofMobileProcesses，LaboratoryforFoundationsofComputerSciences（Part1&2）,UniversityofEdinburgh,ECS-LFCS-89-85andECS-LFCS-89-86,1986.

说明:

技术报告题名使用斜体。

第5类、学位论文中析出的文献著录格式（ThesesorDissertations）

析出文献责任者，析出文献其他责任者，析出题名，大学院系或者研究机构名称,年份。

例：

[黄罡,2003]黄罡，反射式软件中间件原理与技术研究，博士论文，北京大学信息科学技术学院，2003。

[Ballarini,2004]P.Ballarini,TowardscompositionalCSLmodel-checking,PhDthesis,LaboratoryforFoundationsofComputerSciences,UniversityofEdinburgh,2004.

说明:

学位论文题名使用斜体。

第6类、网站URL中析出的文献著录格式

析出URL，网站主题简介，维护人或者公司。

例：

[Spin,2000]SpinModelCheckermaintainedbyG.J.Holzmann,2000.

[DASE,2002]http:

//www.atsc.org/standards.html，DASE规范，DTVApplicationSoftwareEnvironment,2002。

致谢

首先感谢自己的指导老师，感谢与本文相关的其他工作人员，感谢他们在本文工作过程中提供的帮助与鼓励。

附录

非必须成分。

列出与本文内容相关的附录文档，一般为篇幅较长的技术规范或者数据表。

参与项目

列出在攻读硕士论文期间参与的项目。

版权及论文原创性说明

任何收存和保管本论文的单位和个人，未经作者本人授权，不得将本论文转借他人并复印、抄录、拍照或以任何方式传播，否则，引起有碍作者著作权益的问题，将可能承担法律责任。

本人郑重声明：

所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写的作品成果。

本文所引用的重要文献，均已在文中以明确方式标明。

本声明的法律结果由本人承担。

作者签名：

日期：

年月日