基于TMS320DM6446的高清晰度有线电视机顶盒的研究与实现

论文摘要

随着北京奥运的临近,我国的数字电视将迅速推进,数字电视将在我国迎来一个大发展的时期。高清晰度有线电视机顶盒既可以接收显示标准清晰度信号也可以接收显示高清晰度信号,因此,在这一时期,研究高清晰度有线电视机顶盒不仅有重要的现实意义,而且对我国数字电视产业的发展具有重要的意义。本课题提出并实现了使用单片媒体处理器全软件实现系统解复用、音视频解码的高清晰度有线电视机顶盒的方案。该方案具有高度的灵活性和广泛的适应性。本课题以TMS320DM6446媒体处理器作为核心处理器。TMS320DM6446是美国德州仪器公司推出的基于达芬奇技术的第一款产品,内部集成了高性能的DSP核和ARM核,还包含了视频/图像协处理器,代表了数字媒体领域DSP的最新高度。本课题的任务包括硬件平台的设计开发和系统软件的实现。本文论述了硬件平台的设计实现和高清晰度视频解码软件的实现。该硬件系统解决了有线电视信号输入、高清、标清视频显示、音频播放、电视节目的存储和红外遥控的硬件实现。整个硬件平台的模块化程度较高,灵活性好。此外,本硬件系统还兼容视频监控和采集功能。高清晰度视频解码软件针对MPEG-2视频标准,按照DM6446的软件架构,以TI提供的信号处理层模块为基础,完成了应用层和驱动层的开发,实现了软件在操作系统下的集成。由于此信号处理层模块是针对标清视频优化的,最终未能达到高清视频实时解码,因此,自行设计开发了信号处理层模块,以代替TI提供的代码。以TM5模型为参考完成了程序的移植。在此基础上,结合C64x+视频/图像处理库和视频/图像协处理器实现了解码程序的算法实现的优化;根据DM6446处理器的特点,合理调度了DSP的资源,实现了解码程序的系统级优化。目前,系统的解码速度为1920×1080格式:12帧/秒,1280×720格式:28帧/秒。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 数字电视及其发展
• 1.1.1 数字电视及其优点
• 1.1.2 国际上数字电视技术的发展
• 1.1.3 我国数字电视的发展
• 1.2 媒体处理器
• 1.3 本课题的任务与本文的结构
• 第二章 高清晰度有线电视机顶盒系统方案设计
• 2.1 TMS320DM6446 简介
• 2.1.1 达芬奇技术
• 2.1.2 TMS320DM6446 介绍
• 2.2 系统功能设计
• 2.3 硬件系统总体设计
• 2.4 系统软件总体设计
• 第三章 高清晰度有线电视机顶盒硬件设计
• 3.1 解调与信道解码模块
• 3.1.1 有线电视前端
• 3.1.2 TS 流输入方案
• 3.2 主处理器模块
• 3.2.1 DDR2 SDRAM 存储器
• 3.2.2 NOR FLASH
• 3.3 存储设备模块
• 3.3.1 硬盘存储器
• 3.3.2 MMC/SD 存储器与USB2.0 存储器
• 3.4 音视频输出模块
• 3.4.1 模拟高清视频显示
• 3.4.2 数字高清视频显示
• 3.4.3 音频播放
• 3.5 红外遥控模块
• 3.6 系统电源模块
• 3.7 小结
• 第四章 高清晰度视频解码软件实现
• 4.1 MPEG-2 视频编解码标准简介
• 4.1.1 视频编解码技术的发展
• 4.1.2 MPEG-2 视频编解码标准的特点
• 4.1.3 MPEG-2 视频编解码系统原理及码流层次
• 4.1.4 MPEG-2 视频解码过程
• 4.2 TMS320DM6446 的总体软件架构
• 4.3 高清视频解码软件的应用层和驱动层开发
• 4.4 高清视频解码软件的信号处理层开发
• 4.4.1 解码总体方案
• 4.4.2 图像/视频处理函数库
• 4.4.3 视频/图像协处理器
• 4.4.4 高清视频解码片内存储空间分配方案和数据流调度策略
• 4.4.5 高清视频解码模块介绍
• 4.4.6 小结
• 第五章 总结
• 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
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢