通過采用USB接收技術(shù)實現(xiàn)DVB-T地面數(shù)字電視接收系統(tǒng)的設(shè)計方案

本文所介紹的DVB -T地面數(shù)字電視接收系統(tǒng)基于USB2. 0接口，采用DVB-T電子調(diào)諧器DT6034、通用串行總線接口器件ISP1581和計算機軟件解碼播放技術(shù)，描述了系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)。所設(shè)計的系統(tǒng)使用方便、結(jié)構(gòu)簡單、便于實現(xiàn)、成本低，且具有良好的市場前景。

廣播技術(shù)正迅速走向數(shù)字時代，廣播電視、電信、計算機技術(shù)領(lǐng)域也在不斷相互滲透、融合，這些都使原有的廣播電視系統(tǒng)和技術(shù)發(fā)生了根本性的變化。數(shù)字電視信號的傳輸和接收及視頻解碼技術(shù)是目前研究與產(chǎn)品化的熱點。DVB - T移動數(shù)字電視接收系統(tǒng)可以接收DVB - T數(shù)字電視節(jié)目，實現(xiàn)在個人電腦上或嵌入式系統(tǒng)中解碼并實時播放高清或標清電視畫質(zhì)的MPEG - 2視頻信號和音頻信號，適合運用微電腦收看電視節(jié)目，并可以移動接收，這對促進數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)化具有重要意義，在商業(yè)領(lǐng)域有其突出的作用，市場前景看好。本文介紹基于USB2. 0的DVB - T地面數(shù)字電視接收系統(tǒng)原理和設(shè)計，該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、實現(xiàn)方便、成本低等優(yōu)點。

系統(tǒng)簡介

我們設(shè)計的系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。從DVB- T的Tuner和解調(diào)模塊輸出TS碼流，經(jīng)過ALL422存儲器緩存，再經(jīng)USB2. 0接口送入計算機，由軟件對TS碼流解碼和顯示。CPLD （ EPM7128SQC100）控制電路主要完成同步時序控制。

系統(tǒng)主要部分設(shè)計

DVB - T數(shù)字電子調(diào)諧器DT6034

DVB -T系統(tǒng)采用開路的NIM 模式， 內(nèi)置COFDM解調(diào)芯片， 接收頻率范圍： VHFC5 ～C12（174 ～ 230 MHz） ， UHF C21 ～ C69 （ 470 ～ 863MHz） ，波段選擇及調(diào)諧由PLL芯片控制， PLL 芯片則受COFDM解調(diào)芯片控制。

USB2. 0接口

USB2. 0接口芯片ISP1581的特點

根據(jù)TS碼流的傳送要求，對于標清或高清電視，傳送速率應(yīng)該大于40 Mb / s，系統(tǒng)采用PH IL IPS公司的ISP1581作為USB2. 0接口芯片，可滿足要求。ISP1581是一種價格低、功能強的通用串行總線（USB）接口器件，它完全符合USB2. 0規(guī)范，并為基于微控制器或微處理器的系統(tǒng)提供了高速USB通信能力。ISP1581與系統(tǒng)的微控制器/微處理器的通信是通過一個高速的通用并行接口來實現(xiàn)的。ISP1581實現(xiàn)了高速USB和最初USB規(guī)范的物理層和數(shù)據(jù)協(xié)議層的任務(wù)，并且實現(xiàn)了連同端點EP0設(shè)置用于訪問設(shè)置緩沖器在內(nèi)的16個USB 端點的共同協(xié)作。USB的Chap ter9有關(guān)USB協(xié)議的處理是由外部固件來完成的。ISP1581支持USB2. 0 系統(tǒng)運作的自動檢測。USB1. 1的返回工作模式允許器件在全速條件下正常工作。

ISP1581是一個通用的USB 接口器件，它符合現(xiàn)有的大多數(shù)器件的分類規(guī)格，譬如成像類、海量存儲器件、通信器件、打印設(shè)備以及人機接口設(shè)備。內(nèi)部通用DMA 模塊使得數(shù)據(jù)流很方便地集成，另外，多種結(jié)構(gòu)的DMA模塊實現(xiàn)了海量存儲的應(yīng)用，這種實現(xiàn)USB接口的標準組件使得使用者可以在各種不同類型的微控制器中選擇出一種最合適的微控制器，通過使用已有的結(jié)構(gòu)和減少固件上的投資縮短了開發(fā)時間，減少了開發(fā)風險和費用，從而用最快捷的方法實現(xiàn)了最經(jīng)濟的USB外設(shè)的解決方案。ISP1581內(nèi)部由幾大主要模塊組成：集成了串行接口引擎（ SIE） 、P IE、F IFO存儲器、數(shù)據(jù)收發(fā)器、高速的DMA處理控制接口、微控制器處理機接口和3. 3 V的電壓調(diào)整器，其內(nèi)部方框圖如圖2所示。

斷開總線的GDMA從機模式

ISP1581有一個快速通用接口，利用它可以實現(xiàn)與大部分類型的微控制器/處理器的通信，這個微控制器的接口由管腳BUS_CONF、MODE1和MODE0共同設(shè)置，適用于大部分類型的接口。ISP1581 內(nèi)部含有兩種總線結(jié)構(gòu)配置，上電時由BUS_CONF輸入管腳進行選擇：

（1）通用處理器工作模式BUS_CONF = 1

AD ［ 7∶0 ］8位地址總線選擇目標寄存器；DATA ［ 15∶0 ］16位數(shù)據(jù)總線處理器和DMA共享；控制信號R /W和DS或RD和WR （由MODE0選擇） 、CS；DMA接口僅用在通用從機工作模式下， DATA ［ 15∶0 ］為數(shù)據(jù)總線，D IOR和D IOW為讀/寫選通信號。

（2）斷開總線工作模式BUS_CONF = 0

AD ［ 7∶0 ］ 8位本地微處理器總線多路復(fù)用地址/ 數(shù)據(jù)；DATA ［ 15∶0 ］16位DMA數(shù)據(jù)總線；控制信號CS、ALE或A0 （由MODE1選擇） ， R /W和DS或RD和WR （由MODE0選擇）；DMA接口主機或從機模式D IOR和D IOW為讀/寫選通信號。

ISP1581和外部存儲器或外部設(shè)備之間的高帶寬數(shù)據(jù)傳輸是通過集成的DMA控制器來控制完成的，高速的DMA接口傳輸速率達12. 8 M字/ s。根據(jù)芯片的特點，設(shè)計時采用斷開總線工作模式，其典型接口電路（從機模式）如圖3所示。

TS碼流經(jīng)過DMA總線DATA［ 15∶0 ］傳送到ISP1581，再送入到計算機， DREQ、DACK、D IOW、D IOR是控制信號，在8051單片機上運行固件對該芯片進行初始化和配置。圖4是GDMA從機模式時序圖（BURST =00H，MODE =00H）。

ISP1581固件

USB是一種主機到從機的結(jié)構(gòu)， 圖5 所示為ISP1581的固件結(jié)構(gòu)。

表1 對內(nèi)部的各種文件進行了描述。設(shè)備是不能啟動任何傳輸過程的，它只能對主機的請求做出響應(yīng)，在這種結(jié)構(gòu)下，固件總是一直在等待主機命令，再根據(jù)命令去執(zhí)行相應(yīng)的程序。mainloop. c文件跟蹤USB的中斷事件，中斷發(fā)生時引導(dǎo)它們?nèi)?zhí)行相應(yīng)的程序。

系統(tǒng)軟件

DVB - T數(shù)字電視接收機軟件系統(tǒng)由若干個模塊組成，由主控模塊調(diào)用各個功能模塊。DVB - T數(shù)字電視接收系統(tǒng)軟件模塊圖如圖6所示?？紤]到軟件流程邏輯，將軟件系統(tǒng)劃分為5個大模塊： （1）人機界面（主控）模塊；（2 ） 視頻MPEG-2解碼軟件模塊；（3）圖像顯示程序模塊；（4）MPEGLayer Ⅱ音頻解壓縮模塊；（5）驅(qū)動程序模塊；（6） Tunner初始化和選臺。

人機界面（主控）模塊提供人機界面，控制其他各模塊的運行，視頻MPEG -2解碼模塊、MPEG Layer Ⅱ音頻解碼模塊完成碼流解壓縮，實現(xiàn)音視頻的實時播放，該軟件在具體實現(xiàn)時采用現(xiàn)成的播放器和編制的接口程序與驅(qū)動程序來完成。

總結(jié)

本文主要針對DVB - T碼流基于計算機的接收技術(shù)開展研究，在數(shù)字電視蓬勃發(fā)展的今天具有重要意義。我們完成的基于USB2. 0的DVB - T移動數(shù)字電視接收系統(tǒng)設(shè)計為后續(xù)的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)，在具體實現(xiàn)中，驗證了所設(shè)計方案的正確性。該系統(tǒng)涉及到DVB - T解調(diào)、USB2. 0接口、軟件解碼播放等關(guān)鍵技術(shù)，具有應(yīng)用方便、實現(xiàn)簡單、易于升級和可移植性好等優(yōu)點，有著廣闊的市場前景。