PVR系统中的关键技术研究与开发

论文摘要

随着数字电视技术的发展,数字电视接收机——数字电视机顶盒将面对一个广阔的发展空间;同时,数字录放机随着人们对节目存储要求的逐步提高也渐渐呈现出取代模拟录放机的势头。而将两者结合在一起,实现一盒多用,在数字电视机顶盒中集成数字录放机的功能,必然有其广阔前景。本论文基于“DVB-C数字电视机顶盒PVR功能的扩展”项目,该项目采用的是STMicrotronics公司提供的STi7109芯片作为嵌入式主芯片,并同时采用ST-OS21嵌入式实时操作系统作为软件开发平台,本论文首先介绍了这种拥有硬盘节目录放功能的PVR数字电视机顶盒的结构。其中对于硬盘节目录放功能相关的模块作了比较详细的介绍。硬盘节目录制与硬盘节目回放功能中存在功能相同的模块,例如:硬盘驱动模块、文件系统模块、OSD菜单显示模块。通过分别介绍上述三个共用模块的硬件基础、软件结构和性能,为硬盘节目录放功能的实现做准备。文件系统模块是整个PVR数字电视机顶盒的关键模块,在充分研究嵌入式环境的前提下,根据系统功能,结合PVR系统中存储文件的单一性,应用环境的特殊性,设计开发了一套适合本系统环境的文件系统,并通过了系统测试。在本论文中分别讨论了基于机顶盒的硬盘节目录制功能和回放功能。对于节目录制功能,讨论了数据提取、节目录制的实现方案和软件的实现;对于节目回放功能,讨论了节目TS流的传输路径、定时模式、视音频同步等问题及其具体实现。在硬盘节目录放功能的实现过程中,对一些基础模块提供了标准的API接口,这对于将来新功能的开发提供了基础;硬盘节目回放中用到的一些方法,适用于更加广泛的用途。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 课题研究的背景和国内外动态
• 1.2 PVR系统简介
• 1.3 课题研究的意义
• 1.4 课题完成的主要工作
• 1.5 论文的主要内容和结构安排
• 第二章 PVR数字电视接收系统开发环境
• 2.1 解码芯片
• 2.2 系统开发环境
• 2.2.1 调试环境的搭建
• 2.2.2 OS21实时操作系统
• 2.3 小结
• 第三章 PVR数字电视接收系统的结构设计
• 3.1 基本原理
• 3.1.1 系统的功能需求
• 3.1.2 PVR机顶盒的基本原理
• 3.1.3 模块结构
• 3.1.4 系统层次结构
• 3.2 PVR系统的软件设计
• 3.2.1 PVR模块的软件结构
• 3.2.2 ATAPI驱动层
• 3.2.3 硬盘驱动层
• 3.3 小结
• 第四章 PVR文件系统的设计与实现
• 4.1 通用文件系统
• 4.2 文件系统的设计
• 4.2.1 PVR文件系统设计策略
• 4.2.2 PVR文件系统的结构设计
• 4.2.3 文件的读写设计
• 4.3 PVR文件系统的软件实现
• 4.3.1 文件系统软件层次
• 4.3.2 文件系统各层函数
• 4.4 文件系统测试结果
• 4.4.1 功能测试
• 4.4.2 性能测试
• 4.5 文件系统在PVR系统中的应用
• 4.5.1 硬盘访问速度的优化
• 4.5.2 缓冲算法
• 4.5.3 数据掉电恢复算法
• 4.6 小结
• 第五章 PVR数字电视接收系统的实现与测试
• 5.1 PVR系统录制功能
• 5.1.1 音视频数据提取
• 5.1.2 录制流程的设计
• 5.1.3 软件实现
• 5.1.4 节目录制实现的效果图
• 5.2 PVR系统回放功能
• 5.2.1 回放流程的设计
• 5.2.2 软件实现
• 5.2.3 定时模式和音视频同步
• 5.2.4 节目回放实现的效果图
• 5.3 PVR应用管理层
• 5.3.1 应用层任务
• 5.3.2 管理任务与其他相关任务的关系
• 5.4 PVR系统其他功能的实现
• 5.4.1 预约录制功能
• 5.4.2 暂停和时移播放功能
• 5.5 与OSD的结合及PVR系统测试
• 5.5.1 OSD模块
• 5.5.2 结合OSD模块PVR系统的实现测试
• 5.6 小结
• 第六章 结束语与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 PVR数字电视接收系统开发板实物图
• 个人简历
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果