基于DM6446的有线接收高清电视机顶盒的硬件平台设计与实现

论文摘要

达芬奇技术改变了传统数字视频应用的开发模式,它为开发人员提供了实现数字视频应用所需的全部工具,包括媒体处理器、开发工具、操作系统软件、媒体处理算法软件和相关的技术支持。特别是其提供的针对达芬奇处理器优化的、产品级质量的多媒体处理算法软件使开发人员能够摆脱数字视频的具体技术细节,将全部精力投入到开发可最大化附加值的产品上来,充分发挥开发人员的想象力和创造力。基于达芬奇处理器DM6446实现的有线接收高清电视机顶盒比采用专用芯片方案实现的机顶盒具有通用性强、可在线升级软件、兼容多种媒体标准等优势。本系统可通过软件实现MPEG2高清视频解码,解复用,MPEG2、MPEG4、H.264标清视频解码,AAC、MPEG2音频解码和H.264标清视频编码。本论文完成了整个有线接收高清电视机顶盒的硬件平台设计与实现,包括DDR2存储器、硬盘接口、EMIF接口、TS流捕获、高清视频模拟分量输出、数字DVI输出等模块。原理图采用Protel 99SE软件设计,系统PCB板采用PADS 2005软件设计,由于整个系统相当复杂,部分电路接口运行速度较高,其中涉及到了高速PCB设计的相关理论知识和技巧。除系统硬件电路的设计与实现外,为了用软件对整个系统进行调试,本人在阅读大量技术文档和应用手册的基础上编写了系统所有关键模块的驱动程序,并搭建了嵌入式Linux操作系统的开发环境。论文还对系统设计过程中的要点和出现的问题进行了总结,并对硬件平台的进一步改进提出了建议。

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ABSTRACT

第一章绪论

1.1 达芬奇技术简介

1.2 数字电视系统

1.2.1 数字电视的定义和分类

1.2.2 信源编码技术和相关标准

1.2.3 数字电视的信道编解码及调制解调

1.3 数字电视机顶盒

1.3.1 数字电视机顶盒概述

1.3.2 有线数字电视机顶盒的主要功能和特点

1.3.3 数字电视机顶盒产业的发展

1.4 基于达芬奇技术的高清电视机顶盒

第二章高性能达芬奇处理器

2.1 Davinci 处理器概述

2.2 有线接收高清电视机顶盒核心——DM6446 处理器

2.3 外部存储器

2.3.1 通用异步存储器接口

2.3.2 DDR2 存储器控制器接口

2.3.3 DDR2 内存技术标准

2.4 VPSS－视频处理子系统

2.5 小结

第三章有线接收高清电视机顶盒硬件系统设计与实现

3.1 电源管理和系统复位监控

3.1.1 电源管理芯片的选择

3.1.2 系统复位监控电路

3.2 DDR2 SDRAM 存储系统

3.3 硬盘接口电路设计

3.3.1 硬盘接口标准

3.3.2 DM6446 片上硬盘控制器

3.4 以太网接口电路设计

3.4.1 EMAC 控制模块

3.4.2 EMAC 模块

3.4.3 MDIO 模块

3.4.4 以太网收发器LXT971A 简介

3.4.5 以太网通信模块的电路连接

3.5 高清视频显示子系统

3.5.1 高清晰度电视光栅扫描标准

3.5.1.1 SMPTE274M

3.5.1.2 SMPTE296M

3.5.2 视频处理后端

3.5.2.1 OSD 模块

3.5.2.2 VENC 模块

3.5.2.3 数字LCD 控制器

3.5.3 高清视频编码器 THS8200

3.5.4 DVI 发送器TFP410

3.5.4.1 DVI 接口

3.5.4.2 TFP410

3.6 有线电视信号接收

3.6.1 TS 流输入方案设计

3.6.2 一体化前端DCF872X

3.7 PCB 板设计

3.7.1 PCB 层叠结构

3.7.2 PCB 设计注意事项

3.8 硬件系统的装配与调试

3.9 小结

第四章嵌入式LINUX 操作系统和驱动程序开发

4.1 达芬奇技术的软件架构

4.2 TMS320 DSP 算法标准和参考程序框架 RF

4.2.1 TMS320 DSP 算法标准

4.2.2 参考程序框架RF

4.3 嵌入式Linux 操作系统

4.3.1 安装开发工具软件

4.3.2 在硬件平台上运行Linux 操作系统

4.3.2.1 Bootloader

4.3.2.2 运行Linux 操作系统

4.4 驱动程序开发

4.5 小结

第五章总结和展望

5.1 系统性能指标

5.2 本人完成的主要工作

5.3 后续工作展望

5.3.1 硬件平台扩展与改进

5.3.2 基于更高性能达芬奇处理器DM6467 的有线接收高清机顶盒

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢

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