Linux软件技术标准研究IP机顶盒.docx

Linux软件技术标准研究IP机顶盒.docx

《Linux软件技术标准研究IP机顶盒.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Linux软件技术标准研究IP机顶盒.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

Linux软件技术标准研究IP机顶盒

基于IP机顶盒的Linux软件技术标准研究（草案）

一、前言

1.1目的

本方案是在IP机顶盒软件的基础上，拟定出一套规范的Linux软件技术标准，此标准可指导IP机顶盒相关产品的设计和开发过程；对经验的积累，基础平台的研发，有着至关重要的作用，此技术标准将解决IP机顶盒软件的兼容性问题。

1.2项目背景

IP机顶盒是数字信息时代发展的产物，从20世纪末开始，数字信息技术发展迅猛，最早应用到通信网络的改造，进而形成了覆盖全世界的主干网络，使人们生活跨入了互联网络时代----目前人们可供选择的网络有电信网络、有线电视网络、无线网络（GPRS、3G）；信息时代另一个重要的变化是电脑的普及，电脑的强大信息处理能力，促进了网络服务的发展，也渗透进人们生活、工作、学习的每一方面。

IP机顶盒是集成电脑和互联网的主要功能，并方便用户操作使用的一种低成本的解决方案。

Linux由于其开放性和安全性，是IP机顶盒软件系统的很好选择，本方案就是基于IP机顶盒开发的一套Linux软件系统方案。

1.2.1IP机顶盒定义：

能与运营商的IP网络连接，并能播放网络上的多媒体信息、交互式的访问网络上服务器的机顶盒产品。

目有IP机顶盒的形态有多种，按IP的功能分有智能型IP机顶盒和普通型IP机顶盒；按IP机顶盒与其它功能的组合分：

DVB-S&IP机顶盒、DVB-C&IP机顶盒、DVB-T&IP机顶盒、ATSC&IP机顶盒，按适用的IP网络分有：

HFC网络接入IP机顶盒、以态网接入IP机顶盒。

1.2.2电信运营商网络：

图1-1

图1-1

1.2.3广电运营商网络：

图1-2

1.3参考:

《普通型IP机顶盒产品规格书》，TCL家庭网络事业部；

《普通终端技术规范》中国电信；

《增强型IP机顶盒产品规格书》TCL家庭网络事业部；

《智能终端和电视转接终端技术规范》中国电信；

二、系统规格

2.1网络功能规格：

2.1.1信息浏览；

2.1.2音视频点播；

2.1.3网络电视；

2.1.4查询搜索；

2.1.5网络预录制；

2.1.6视频电话；

2.1.7VOIP；

2.1.8电视短信与彩信；

2.1.9电子邮件；

2.1.10即时聊天；

2.1.11家庭互联（DLNA、闪联）；

2.1.12基于浏览器互动；

2.1.13棋牌、益智类网络小游戏；

2.1.14支持的网络协议；

2.1.15上网方式和网络环境；

2.1.16网络自动升级更新；

2.1.17网络安全；

2.1.18网络存储共享；

2.2DVB数字电视；

2.2.1支持小卡CA处理；

2.2.2可选支持大卡CA处理；

2.2.3支持DVB-C；

2.2.4可扩展支持DVB-T；

2.2.5可扩展支持DVB-S；

2.2.6可扩展支持DMB-T；

2.2.7可扩展支持ATSC（不改变软件架构）；

2.2.8可扩展支持OpenCable（不改变软件架构）；

2.3本地功能：

2.3.1文件管理；

2.3.2本地文件播放；

2.3.3USB文件播放；

2.3.4硬盘和USB文件录制；

2.4硬件系统规格：

2.4.1支持H.264（高清）解码;

2.4.2支持MP3解码；

2.4.3至少两个GRAPHIC层；

2.4.4支持MPEG2（高清）解码；

2.4.5支持MPEG4.2解码；

2.4.6支持WMV解码；

2.4.7支持编码（WMV/H264）可通过PCI或USB扩展；

2.4.8支持音频捕捉与压缩（MP3），可通过USB或PCI扩展；

2.4.9支持SMARTCARD接口；

2.4.10支持高清输出（VGA、HDMI、CVBS、SVIDEO、DVI、YPbPr）；

三、软件基本功能框图：

图3-1

如图3-1所示，软件系统架构分4层结构，操作系统层、适配层、中间层、应用层。

●操作系统层一般进行设备管理、文件管理、进程调度，并提供供应商SDK编程接口。

●适配层：

提供图形系统的图形引擎和输入引擎，并实现统一的媒体播放接口，数字电视控制接口（包括CA、DEMUX、FRONTEND、SEC）；

●中间层：

为应用层编程提供基础模块，方便快速的完成应用软件的开发。

一般由图形系统、图形控件、浏览器控件、网络应用协议（HTTP、DLNA、RTP等）、媒体播放内核（AVRender）、数据库管理、频道控制等模块；

●应用层：

用户化的应用界面，一般根据用户需要做较多的定制。

有媒体播放、VOD点播、浏览器、网络电视、系统更新、数字电视、本地游戏、网络游戏、电子邮件、聊天等。

四、系统结构：

适配层

OS层

应用层

中间层

图4-1

4.1如图4-1所示,系统分四层结构,OS层提供硬件的操作接口，主要由方案商提供；中间层构建了一个通用的图形界面编程平台和网络应用协议库及数字电视处理接口；适配层用于抽象底层硬件接口，供中间层调用；应用层主要是基于图形界面编程平台和应用协议库等中间层API接口，实现的上层应用功能。

4.2硬件功能框图如图4-2所示。

图4-2

五、主要模块详细功能介绍；

5.1网络应用协议模块

5.1.1HTTP1.1下载协议（支持RANGE），可通过该协议，访问互联网服务器或下载流媒体文件；

5.1.2HTTPS，支持安全认证的HTTP协议，一般用于电子商务；

5.1.3RTP/RTCP/RTSP，一种通用的流媒体传输协议。

5.1.4组播（网络电视），广播方式的网络电视一般是通过加入不同的组地址完成的；

5.1.5DLNA、闪联：

是目前世界上流行的设备互联协议，通过该协议，设备之间可以互联互通；

5.1.6VOIP协议，把麦克风来的声音进行压缩，传递给对方，并接收对话传来的压缩流，播放声音。

支持网络电话功能；

5.1.7视频电话协议，能管理用户、对音视频信息打包传输，一般使用了登录服务器，管理用户账号、动态管理用户IP地址、端口，并协助通信双方建立连接。

常用的软件如QQ和MSN具有这种协议。

5.1.8系统更新协议；

一般基于HTTP认证、并对传送的数据进行电子数字签名。

5.1.9网络游戏协议；

每种网络游戏一般具有特定的网络协议。

5.2网络安全

5.2.1电子签名；

5.2.2信息加密，MD5、DES对；

5.2.3密钥对管理，由服务端控制进行密钥的更新，保存在本地；

5.2.4SSL（OPENSSL）；

5.3图形控件

5.3.1静态框（STATIC）；

5.3.2编辑框；

5.3.3按钮；

5.3.4列表框；

5.3.5组合框、下拉列表框。

5.3.6多列列表；

5.3.7属性页；

5.3.8滚动条；

5.3.9进度条；

5.3.10旋钮；

5.3.11树形控件；

5.3.12菜单（支持多级）；

5.4数据库管理

管理EPG和节目信息，提供查询、搜索功能，具有记录的添加、删除、修改、排序功能；对常用表提供共享访问，数据按文件保存在指定位置；为减少对FLASH写的次数，应实现对FLASH的缓冲读写，或把经常修改的数据另外单独存放（如放在E2PROM中）；

5.5频道控制

提供对高频头、解复用模块的控制功能，完成如频道搜索（自动搜索、手动搜索）、频道切换、自动调整、天线控制等功能；相应的频道信息保存在数据库中进行管理。

5.6媒体解码播放

5.6.1对于硬件支持的媒体格式（h.264\MPEG2\MPEG4.2\VC1\DIVX\JPEG\MP3），通过硬件进行播放；

5.6.2对于硬件不支持的媒体格式，通过软件解码完成，一般如MP3和JPEG图片；

5.6.3内建有播放任务，从缓冲区读取数据，再送到硬件或软件解码模块解码。

5.6.4完成数字电视TS流的播放；

5.6.5实现字幕、语言选择功能；

5.6.6实现各路媒体的切换，如从模拟视频捕捉到数字电视TS流或内存缓冲区数据

5.6.7实现各种不同格式媒体的切换；

5.6.8完成声音采样率转换；

5.6.9支持音乐播放效果（环绕、立体、卡拉OK）；

5.6.10支持图片播放特效（融合、卷帘）；

5.7媒体播放器

5.7.1提供音乐厅功能

5.7.1.1支持本地硬盘或移动USB盘音乐播放;

5.7.1.2支持DLNA和闪联服务器上音乐媒体的播放

5.7.1.3支持对服务端搜索出的音乐媒体播放；

5.7.1.4支持播放列表的管理。

5.7.1.5提供上一曲、下一曲、列表循环、随机播放、暂停、播放、单曲循环功能；

5.7.1.6提供音乐背景图片显示；

5.7.1.7支持MP3、WMV、WAV文件格式播放；

5.7.2提供家庭影院功能

5.7.2.1支持本地硬盘、移动USB盘、DLNA服务或闪联服务器上电影的播放；

5.7.2.2支持营运商服务端电影媒体的播放（由服务端协议可选）。

5.7.2.3支持H264、WMV、VC1、MPEG2、MPEG4。

2、DIVX格式的视频媒体播放；

5.7.2.4支持快进、快退、暂停、播放功能；

5.7.2.5支持声道选择、字幕选择；

5.7.2.6支持单个节目的循环播放；

5.7.2.7可全屏播放，也可小窗口播放；

5.7.3提供相册功能；

5.7.3.1支持本地硬盘、移动USB盘、DLNA服务或闪联服务器上图片的播放；

5.7.3.2支持营运商服务器上图片的播放，图片列表可通过查询或交互选择产生；

5.7.3.3支持相集的管理；

5.7.3.4支持JPEG、GIF、PNG、BMP图片的播放；

5.7.3.5支持图片播放时的特效处理如淡入、淡出、卷帘等；

5.7.3.6支持幻灯片播放；

5.7.3.7支持上一张、下一张、暂停、继续、放大、缩小、移动功能。

5.8信息浏览器

5.8.1支持HTML4。

01中常用TAG；

5.8.2持JAVASCRIPT。

5.8.3支持视频点播；

5.8.4支持音乐点播；

5.8.5支持表单提交；

5.8.6支持CSS2.0;

5.8.7支持GOOGLE查询。

5.9网络电视

5.9.1支持网络电视节目指南，类似于数字电视EPG；

5.9.2具有网络预录制功能，录制的节目可通过媒体播放器播放；

5.9.3具有搜台功能，搜索出能接收的所有网络电视组地址及端口号。

5.9.4支持对网络电视节目信息进行保存，检索和查询。

5.10数字电视应用界面

5.10.1实现数字电视的节目管理功能；

5.10.2实现数字电视的节目搜索功能；

5.10.3实现数字电视的喜爱频道功能；

5.10.4支持数字电视EPG查询，可查询当前节目信息、本周节目信息、所有电视台正播放节目、当天节目信息；

5.10.5支持数字电视运营商常用管理信息的显示。

5.11电子邮件

5.11.1具有收发服务商提供的电子邮件的功能；

5.11.2能显示常用文字和图片；

5.11.3遵从简单邮件传送协议（SMTP）；

5.11.4遵从POP3邮件接收协议；

5.11.5具有用户身份验证功能；

5.12视频电话/VOIP

5.12.1支持QQ或MSN或自定义协议；

5.12.2支持视频压缩传输和解压缩显示；

5.12.3支持声音压缩传输和解压缩发声。

5.13音视频点播

5.13.1基于浏览器实现与用户交互；

5.13.2服务端提供交互式网页；

5.13.3用户点击音视频信息后，向AVRender发送播放命令；

5.13.4支持HTTP、RTP连接的音视频；

5.14音视频编码

5.14.1一般由外置USB设备完成音视频的编码；

5.14.2该模块通过与USB外设的交互完成编码，并提供统一接口给应用。

5.14.3如果主芯片组提供有硬件编码功能，则利用主芯片组的功能；

5.14.4对于音频的编码可采用软件完成。

5.15数字电视处理

5.15.1Demux模块

5.15.2FrontEnd模块（高频头及demultiplexer）;

5.15.3SEC（天线控制，DVB-S专用）；

5.15.4CA（条件接收）；

5.16系统设置：

5.16.1对网络参数进行设置；

5.16.2显示参数进行设置（输出分辨率、输出通道、亮度、色度、对比度调整）；

5.16.3声响参数设置（环绕、立体声、重低音、左右均衡）；

5.17本地文件管理：

对本地硬盘和移动USB盘中的文件进行管理的功能，提供类似于WINDOW资源管理器的操作界面。

5.18图形系统（GUI）

5.18.1支持窗口管理；

5.18.2支持消息管理；

5.18.3支持多进程多窗口管理；

5.18.4支持控件编程；

5.18.5支持常用浏览器；

5.18.6支持硬件图形加速功能；

5.18.7支持USB键盘鼠标输入；

5.18.8支持串口输入设备；

5.18.9支持红外输入设备；

5.18.10支持FRAMEBUFFER图形引擎；

六、小结

本方案采用的软件系统架构的优点在于通过适配层和中间层对底层的抽象，向应用层提供了统一的接口，从而屏蔽了硬件改变对应用层的影响，为应用层编程提供了基础模块，方便快速的完成应用软件的开发，大大的增强了软件系统的可扩展性，是一种开放性的软件系统架构，以此为基础形成的Linux软件技术标准可为IP机顶盒软件的开发提供参考。