基于Davinci的IP机顶盒的研究与开发

论文摘要

嵌入式机顶盒以电视机为显示设备,以因特网为传输网络,给用户提供多媒体信息服务。它是为了让广大普通家庭通过电视机享受到网络、数字媒体、计算机技术所带来的丰富应用,特别是让那些不习惯于操作PC的儿童或中老年人,充分享受网络所带来的乐趣。随着宽带网络和数字电视的普及和发展,嵌入式机顶盒也将在功能上进一步扩展和完善,并得到更加广泛的应用,因此对机顶盒系统的研究具有重要的理论意义和实际价值。嵌入式系统和流媒体成为计算机和网络通信技术中两个新的发展方向。嵌入式系统具有体积小、性能强、功耗低、可靠性高等优点,目前它已经广泛地应用于消费电子、网络通信、工业控制等领域。而流媒体技术则在互联网信息服务上取得了广泛应用,如视频点播、在线影院、远程教育、交互式电视、实时视频会议等。机顶盒则是信息家电中嵌入式和流媒体两种技术结合最为典型的应用产品。本文设计的基于Davinci的IP机顶盒融合了计算机、通信、多媒体等先进技术,硬件平台采用了德州仪器（TI）公司基于ARM+DSP的双核处理器架构的TMS320DM6446片上系统,软件设计采用了嵌入式Linux操作系统以及基于Davinci技术的多媒体编解码引擎结构。论文的主要工作如下:（1）介绍嵌入式流媒体机顶盒的概念、发展前景及结构功能,分析机顶盒设计中所用到的相关技术,给出系统设计的整体方案。（2）描述了Davinci的软硬件结构及其嵌入式开发环境的建立步骤,阐述了基于Davinci技术的多媒体编解码引擎结构的算法建立和实现流程。（3）详细论述了网络传输层和用户应用层的设计和实现过程,包括流媒体协议、红外遥控器控制及屏上用户界面（OSD）的显示,并给出了系统测试的结果。本机顶盒的测试结果表明,视频显示效果清晰,播放流畅,并具有较好的实时性,这为将来机顶盒的功能扩展如:邮件收发、信息咨询等奠定了良好的基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外发展状况
• 1.3 论文的研究工作及特色
• 1.4 论文的结构安排
• 第二章 嵌入式机顶盒的结构功能和相关技术
• 2.1 嵌入式机顶盒的结构功能
• 2.1.1 系统结构
• 2.1.2 功能概述
• 2.2 机顶盒的相关技术
• 2.2.1 音视频的编解码算法
• 2.2.2 图形图像显示技术
• 2.2.3 流媒体技术
• 2.2.4 达芬奇（Davinci）技术
• 2.2.5 嵌入式操作系统
• 2.3 本章小结
• 第三章 Davinci结构及其嵌入式开发环境的建立
• 3.1 Davinci硬件结构
• 3.2 Davinci软件结构
• 3.3 基于Davinci的嵌入式开发环境的建立
• 3.3.1 嵌入式Linux操作系统
• 3.3.2 建立基于Davinci的嵌入式开发环境
• 3.3.3 设置uBoot环境变量来启动Davinci板
• 3.4 本章小结
• 第四章 Davinci编解码引擎（Codec Engine）的配置和使用
• 4.1 Codec Engine的工作原理
• 4.2 Codec Engine算法的创建和配置
• 4.2.1 创建一个xDM的Codec算法
• 4.2.2 创建一个non-xDM的Codec算法
• 4.3 Codec Server的配置
• 4.4 Codec Engine API的使用
• 4.5 本章小结
• 第五章 网络传输层的设计与实现
• 5.1 ISMA体系结构介绍
• 5.2 RTP/RTCP协议及其实现
• 5.2.1 RTP数据报文结构及实现
• 5.2.2 RTCP数据包结构及协议实现
• 5.3 RTSP/SDP协议及实现
• 5.3.1 RTSP/SDP协议规范
• 5.3.2 客户端RTSP/SDP的实现
• 5.4 本章小结
• 第六章 用户应用层的方案设计及实现
• 6.1 OSD功能模块设计及实现
• 6.1.1 OSD相关概念及原理分析
• 6.1.2 Davinci的OSD设计及实现
• 6.2 Linux下的多线程编程
• 6.2.1 线程的创建和终止
• 6.2.2 互斥量
• 6.2.3 条件变量
• 6.3 用户应用层的各接口线程设计
• 6.4 系统测试与结论
• 6.5 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 论文总结
• 7.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录一: 读研期间发表和录用论文目录
• 附录二: 读研期间参加的项目