双向机顶盒以太网模块的研究与实现

论文摘要

有线电视数字化在全国各地大中城市中正如火如荼的开展,作为模拟电视向数字电视发展过程中的过渡产品——数字电视机顶盒(STB)在今后数年内还将是电视市场的主流商品。目前,它已经不只是一台用来接收数字电视的转接器,用户还可以通过机顶盒享受视频点播、上网浏览、电子邮件等综合业务。基于此需求,本文在STx5105平台上实现了具有以太网回传功能的机顶盒。论文首先介绍了DVB—C标准及MPEG—2标准,然后按照网络分层模型详细分析了TCP/IP协议的物理层、数据链路层、网络层和传输层,介绍了设计中采用的嵌入式TCP/IP协议栈——LwIP和以太网。在硬件设计部分,介绍了基于意法半导体公司STx5105芯片的数字电视机顶盒方案,然后着重介绍了基于DM9000A芯片的嵌入式以太网接入方案及其硬件实现。在软件设计部分,在提出机顶盒软件系统结构分层模型的基础上,首先介绍了OS20实时操作系统,然后介绍了机顶盒的软件工程,最后重点分析并实现了以太网接口的底层驱动。另外,论文中还对ST20软件调试工具包、软件系统的调试方法等内容进行了简要介绍。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 数字电视
• 1.1.1 数字电视的概念
• 1.1.2 数字电视的发展现状及趋势
• 1.2 数字电视机顶盒
• 1.3 回传方案
• 1.4 本课题的任务
• 第二章 涉及的标准和协议
• 2.1 数字电视标准
• 2.1.1 DVB标准
• 2.1.2 其它数字电视标准
• 2.2 DVB-C标准
• 2.3 MPEG-2标准
• 2.3.1 MPEG-2视频标准
• 2.3.2 MPEG-2音频标准
• 2.3.3 MPEG-2系统传送层
• 2.4 TCP/IP
• 2.4.1 TCP/IP协议介绍
• 2.4.2 嵌入式TCP/IP—Lwip简介
• 2.5 以太网
• 第三章 网络模块的硬件设计
• 3.1 ST机顶盒解决方案
• 3.2 电源模块设计
• 3.3 音频放大模块
• 3.4 数字高频头
• 3.4.1 Tuner
• 3.4.2 信道解码STV0297
• 3.5 DDR和Flash
• 3.6 以太网模块设计
• 3.6.1 芯片选择
• 3.6.2 DM9000A介绍
• 3.6.3 网络模块硬件电路设计
• 3.6.4 总线地址空间及控制时序
• 第四章 网络模块的软件实现
• 4.1 数字机顶盒的软件体系结构
• 4.1.1 实时操作系统（RTOS）
• 4.1.2 硬件抽象层（HAL）
• 4.1.3 硬件驱动层
• 4.1.4 应用程序层
• 4.2 网络部分系统结构
• 4.3 DM9000A驱动程序设计
• 4.3.1 DM9000A寄存器介绍
• 4.3.2 DM9000A的编程方法
• 4.4 DM9000A驱动模块的添加
• 4.4.1 机顶盒软件工程和编译运行
• 4.4.2 添加模块
• 第五章 系统调试
• 5.1 JTAG调试
• 5.2 开发工具ST20 Embedded Toolset
• 5.2.1 在线调试
• 5.2.2 脱机调试
• 5.3 调试过程
• 第六章 总结
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢