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基于EM8623L平台的HD STB软件开发与研究

2020-12-04阅读(69)

基于EM8623L平台的HD STB软件开发与研究

论文摘要

目前高清数字电视机顶盒（HDTV STB）大多采用高集成度的单芯片解决方案,最高可支持1920×1080i/1920×1080p数字图像的解码。相对于标清电视机顶盒（SDTV STB）所支持的640×480图像解码,高清数字电视机顶盒不仅支持高清信号的播放,也可向下兼容标清信号的播放。由于对高清晰度文件的良好支持,加之其原有的各种功能,HDTVSTB逐渐走向了支持高质量的音视频输出,并且随着具备高清解码能力的HDTV STB在嵌入式领域的强劲发展,基于各种32位RISC芯片的HDTV解决方案陆续出台。本文采用Sigma Design公司的高清电视（HDTV）解码方案,基于EM8623L开发平台进行高清数字机项盒的开发。本文的研究主要集中在HD STB软件层中的多个关键模块。（1） PCF8563实时时钟控制芯片驱动模块。在EM8623L开发平台上利用两条GPIO管脚模拟I2C（Inter-Integrated Circuit）总线操作,解决了EM8623L开发平台I2C总线引脚不足的问题;（2）远程大数据量下载模块。提出了一种私有可靠型UDP（PRUDP,Private Reliable UDP）协议。利用基于PRUDP协议的下载算法可进行远程点对点服务器的高速数据下载,有效数据下载率可达现有带宽的80%以上,远程大数据量下载模块的引入很好的解决了目前高清片源匮乏的问题,并具备定点、定时播放等良好的扩展功能,本文对基于PRUDP协议的下载算法进行了详细的介绍;（3） Matroska播放模块的优化,提出了一种关键帧搜索算法,在高码率Matroska文件（码率>1mbps）快进一段时间后,实现上层播放时间和底层解码时间的同步。百分比跳进直接进行位置的偏移,从而实现视频位置的快速定位;最后,本文对上述所做的工作进行了测试,并给出相关测试数据,以证实本文的研究成果。本文的难点和工作量主要集中在远程大数据量下载模块中的PRUDP协议的设计,基于PRUDP协议的下载算法的设计与实现,包括根据不同的网络丢包率采取自适应重发、补发容错机制。经测试基于PRUDP协议的下载算法在网络丢包率较高的网络环境中能表现出较为强劲的数据接收能力。在对Matroska文件播放模块的优化过程中,Matroska格式的分析和关键帧搜索算法的改进也是本文的难点。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 研究背景及意义
  • 1.2 国内外研究现状及发展趋势
  • 1.3 本文的研究内容及主要工作
  • 1.4 论文组织结构
  • 第2章 基于EM8623L平台的HD STB概述
  • 2.1 基于EM8623L平台HDTV解决方案特点
  • 2.2 HD STB硬件平台简介
  • 2.2.1 高集成度EM8623L芯片
  • 2.2.2 ARM主控处理器
  • 2.2.3 EM8623L芯片外设逻辑结构
  • 2.2.4 EM8623L平台解码方式
  • 2.3 HD STB软件平台简介
  • 2.3.1 软件分层结构
  • 2.3.2 HD STB软件启动流程
  • 2.4 测试环境搭建
  • 2.4.1 硬件环境搭建
  • 2.4.2 软件环境搭建
  • 2.5 本章小节
  • 第3章 PCF8563时钟控制芯片驱动模块的设计与实现
  • 3.1 PCF8563时钟控制芯片简介
  • 2C总线简介及模拟原理'>3.2 I2C总线简介及模拟原理
  • 2C总线'>3.2.1 I2C总线
  • 3.2.2 模拟原理
  • 2C总线工作时序图'>3.3 模拟I2C总线工作时序图
  • 3.3.1 电平变换
  • 3.3.2 数据传输
  • 2C总线的驱动程序的设计'>3.4 模拟I2C总线的驱动程序的设计
  • 3.4.1 重要数据结构定义
  • 3.4.2 关键函数
  • 3.5 本章小节
  • 第4章 远程大数据量下载模块的设计与实现
  • 4.1 主流网络协议分析
  • 4.1.1 TCP协议简介
  • 4.1.2 UDP协议简介
  • 4.2 PRUDP协议设计
  • 4.2.1 PRUDP协议的包格式
  • 4.2.2 PRUDP协议的数据填充
  • 4.3 基于PRUDP协议的下载算法的设计
  • 4.3.1 带重发机制下载算法的实现
  • 4.3.2 带重发、补发机制下载算法的实现
  • 4.4 基于PRUDP协议下载的异常情况处理
  • 4.4.1 补发队列溢出处理方法
  • 4.4.2 下载字节差异处理方法
  • 4.5 TCP、UDP、RUDP及PRUDP传输方式比较
  • 4.6 网络下载速度测试及分析
  • 4.7 本章小结
  • 第5章 Matroska播放模块的优化
  • 5.1 Matroska简介
  • 5.1.1 背景技术介绍
  • 5.1.2 Matroska与AVI、TS的比较
  • 5.1.3 Matroska格式分析
  • 5.2 Matroska文件播放模块问题分析
  • 5.3 Matroska文件播放模块优化
  • 5.3.1 快进优化
  • 5.3.2 跳进优化
  • 5.4 Matroska文件快进、跳进测试及分析
  • 5.5 本章小结
  • 第6章 总结与展望
  • 6.1 本文总结
  • 6.2 进一步研究工作
  • 参考文献
  • 附录一:读研期间发表和录用论文目录
  • 致谢

    • 相关论文文献

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