机顶盒图形库与条件接收系统的设计及改进

论文摘要

近年来，模拟电视向数字电视过渡的进程明显加快，这与数字电视技术的优越性是密不可分的。基于现状，数字电视机顶盒将成为模拟电视向数字电视过渡的桥梁，因而“高清晰度多功能数字机顶盒”一时间也成了商家开发及学术研究的重点。因此，开发研制具有友好用户界面、具备良好的有条件接收子系统的数字电视机顶盒具有重要的学术价值和实际意义。该论文是基于课题“高清晰度数字电视机顶盒”而写的开发研究类论文。课题的整体任务是研制并开发带有电视节目录放功能和条件接收接口的、高清晰度有线数字电视机顶盒。因而，论文先简单介绍了机顶盒系统的整体设计，然后对机顶盒开发中图形库的设计及其改进、有条件接收系统的设计、智能卡程序的破解及其改进作了详细的论述。图形库的设计是建立友好用户界面的关键，图形库主要由图库和字库两部分组成。在图库中，库函数的复杂度与实现结果直接影响着用户界面的绘制效率与界面效果。对此，论文先阐述了图库的建立包括本系统采用的绘图原语介绍以及利用这些绘图原语来实现的应用函数。另外，对现有系统所采用的逐点绘制椭圆算法进行了改进，将一种更为快速便捷的连续线段椭圆绘制算法引入机顶盒图形库函数中。条件接收系统可以使得有授权的用户能够正常地接收被加扰的节目，通过该系统可以实现数字节目版权保护以及数字电视的付费问题。但是现阶段，各种条件系统在加密体系和智能卡通信接口上仍然没有一个统一的标准，因此，有条件接收系统与机顶盒之间、以及机顶盒与智能卡的机卡分离加密机制都成为数字电视产业发展的关键问题。总体上讲，智能卡模块也属于机顶盒的条件接收子系统。因此，论文先讲述了有条件接收系统的原理，又对整个条件接收子系统进行了整体设计；然后说明了智能卡模块在该系统中的作用，并着重阐述了智能卡程序破解，即将智能卡E~2PROM中的二进制文件读出，反汇编成源程序。论文中还采用软件方法在PC机上对反汇编的源程序进行仿真，使得在PC机软件环境下就可以清楚地看到程序在智能卡中的执行过程，从而直观上了解智能卡对ECM、EMM的解密过程。此外，智能卡程序的研究对单片机程序的开发也有着重要意义，比如：可以帮助进行源程序的恢复。课题中对整个机顶盒系统的设计采用了一种分层的框架结构，并采用模块化编程方法实现各个部分；其中，图形库的设计与改进基于理论和实践都将使整个机顶盒系统呈现出一个友好的界面；有条件接收系统的设计及改进对加密电视、付费电视、以及智能卡本身的研究与发展也将起到了推动作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景与意义
• 1.2 本文贡献
• 1.3 章节安排
• 第2章 数字电视关键技术概要
• 2.1 数字电视系统的组成
• 2.2 数字电视标准
• 2.3 机顶盒的功能
• 2.4 机顶盒的分类
• 第3章 数字电视机顶盒的软件系统设计
• 3.1 软件系统的分层模型
• 3.1.1 实时操作系统层
• 3.1.2 硬件抽象层
• 3.1.3 应用程序接口层
• 3.1.4 应用程序层
• 3.2 机顶盒软件系统的总体流程
• 第4章 机顶盒图形库的设计与改进
• 4.1 图形库实现的软件结构
• 4.2 椭圆绘制函数的改进
• 第5章 有条件接收系统的设计与改进
• 5.1 有条件接收系统原理
• 5.2 CA 系统的工作流程
• 5.2.1 节目发送端的处理
• 5.2.2 用户接收端的处理
• 5.2.3 智能卡的使用
• 5.3 智能卡程序的反汇编及仿真
• 5.3.1 AVR 系列单片机
• 5.3.2 从机器码到 AVR 指令系统的反汇编
• 5.3.3 各指令功能的实现
• 5.3.4 仿真过程中应注意的问题及交互技术
• 5.3.5 算法复杂度分析及改进
• 5.3.6 结论和进一步的工作
• 第6章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 攻读硕士学位期间参与的科研工作
• 学位论文评阅及答辩情况表