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1、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The Design and Implementation of Based on Zhang, SanSubmitted in partial fulfillment of the requir

2、ements for the degree of Master of EngineeringSupervised by Professor JIN, Zhiquan Software InstituteNANJING UNIVERSITYNanjing, ChinaMay, 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

3、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DVBMHP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，DVBMHP AbstractSettop Box, a Middleware System, is founded on Driver Layer of Digital TV Receiver and provides a complete API interface for mutual applications. The design

4、of middleware platform is important for the standardization of Mutual interaction of Digital TV and the data minimization downloading to the userend settop box for services in the form of application through transmission channel. Currently, the research on DTV middleware standard inland is limited a

5、nd China doesnt have its own DTV middleware standard. This paper analyses middleware standards now popular internationally. It elaborates DVBMHP standard, including the concept and architecture of MHP, its application layers, API functions and the secure model. According to the development and prese

6、nt technology available for DTV in China, the paper puts forward the STBMV platform based on the improved middleware standard after analysis of weak points of MHP standard. STBMW platform is based on J2ME and is compatible with HTML. It uses resource manager and supports Chinese character. The platf

7、orm is composed of middleware adaptive layer, file manipulation module, system resource management module, SI module, application management module, graphics manipulation module, character database engine module, CA module, AV module, debug module, JVM and EPG etc. layers. The paper analyses the fun

8、ctions and implementation principles of every module and implements the resource management module, application management module and access to SI database of STBMW platform. STBMW platform can provides fundamental platform support for the interplatform services of manufacturers of DTV. The modular

9、design makes the STBMV platform independent of OS and hardware, and good portability and expansibility.Keywords：Digital TV Settop Box, Settop Box Middleware, Middleware Standard, DVBMHP. 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

10、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

11、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(STB Driver Layer)此层的功能由系统移植接口定义，提供MPEG2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(Core System Modules)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（TCPIP、PPP、HTTP）等。

12、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(Service Information Engine)SI模块用于管理服务信息（SI）数据库，负责提取事件信息表（Event Information Table ，EIT）、节目映射表（Program Map Table ，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

13、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DVBMHP标准。第三章 分析了DVBMHP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STBMW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STBMW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

14、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。2.2 DVBMHP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（STBMW）3.1 DVBMHP标准分析3.1.1 MHP的Java 平台3.1.2 DVBHTML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ResourceContentio

15、nHandle，ResourceContentionManager定义如下：public class ResourceContentionManager public static ResourceContentionManager getInstance(); public void setResourceContentionHandler( ResourceContentionHandler handler) throws SecurityException; public void setResourceFilter( org.DVB.application.AppsDatabaseFi

16、lter filter, Java.lang.String resourceProxy) throws SecurityException;图4.1 ResourceContentionManager定义4.2 SI模块4.2.1 SI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

17、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。4.3.1 JVM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

18、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4.1 Java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

19、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 STBMW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STBMW平台的资源

20、，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

21、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: Clarke et al., 1991 E. M. Clarke, O. Grumberg, and D. A. Peled, Model Chec

22、king, Cambridge: MIT Press, 2001.IEEE, 1991 IEEE, IEEE Standard 829-1991: Standard for Software Test Documentation. New York: IEEE Press, 1991.说明: 英文文献作者名的写法：First name采用首字母缩写,Last Name 使用全拼，放置在First name 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 (Journals or Magazines)析出文献责任者，析出文献其

23、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, An axiomatic basis for computer programming, Communication of ACM, 1969, 12(10): 576583. 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

24、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(NASAC2006)，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, and L. G. Votta, Specification-based testing of reactive software: Tools and experiments, In Proceedings of International Confe

25、rence on Software Engineering (ICSE1997), pages 525535, 1997. Owre, 1996 S. Owre, S. Rajan, J. Rushby, N. Shankar, and M. Srivas, PVS: Combining specification, proof checking, and model checking, In Proceedings of Computer-Aided Verification, CAV96, volume 1102 of LNCS, pages 411-414, Berlin: Spring

26、er-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 (Technical Reports)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。Milner et al., 1986 R. Milner, J. Parrow and D. Walker，A Calculus of Mobile Processes，Laboratory for Foundations of

27、 Computer Sciences (Part 1 & 2), University of Edinburgh, ECS-LFCS-89-85 and ECS-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 (Theses or Dissertations)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, Towards composition

28、al CSL model-checking, PhD thesis, Laboratory for Foundations of Computer Sciences, University of Edinburgh, 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 Spin Model Checker maintained by G. J. Holzmann, 2000. DASE, 2002 http:/www.atsc.org/standards.html，DASE规范，DTV Applic

29、ation Software Environment, 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