专利名称：简化授权接收芯片方案的制作方法
技术领域：
本发明涉及简化授权接收的芯片方案，不仅具有灵活的配置、扩展能力，而且系统简 洁，成本优化。
技术背景CAS (授权接收)是用于对数字电视用户进行节目授权和管理的部分，是数字电视广播 中的重要组成部分之一。而其中采用开放的机卡分离结构又是条件接收系统的未来重要发 展趋势。机卡分离是通过在用户接收终端上定义了一个公共物理接口以及相关的接口通讯 协议，将通用的适宜于大规模生产的电视接收系统与私有的CAS管理系统分离开来。目前， 机卡分离模式在国际上通行的实现方法是采用一种与便携电脑上的PCMCIA插口类似的物 理接口来实现。欧洲的DVB组织发布的标准称之为DVB-CI，美国也有一个类似的标准称之 为P0D。有条件接收系统由两个相互的部分加解扰和接收控制组成，其中每一部分均是一个特殊的信息过程。采用三重密钥传输机制。在数字传输系统中，三重密钥分别是1、解扰密钥CW，它用于对伪随机序列发生器起始触发，产生新的伪随机序列进行加解扰。2、用业 务密钥ECMK1对控制字进行加密，形成授权控制信息ECM。 ECM信息插入传送流，大约 每几秒钟在传送流中出现一次。3、用密钥EMMK1将用户管理信息进行加密，形成授权管 理信息EMM，用户管理信息由提供商的用户管理系统形成用户管理信息，包括用户名称、 地址、智能卡号、帐单等等。EMM均每8 10秒插入传送流一次。在DVB传输系统中，加扰过程是用一个伪随机序列对复用后的TS流进行加扰，而这一 个伪随机加扰过程是用 一个伪随机序列对复用后的TS流进行加扰，而这个伪随机序列的生 成由控制字发生器提供的控制字(CW)来确定。节目有条件接收的核心就是控制字传输的 控制。控制字是一组随机数，是数据流的加密密钥，每隔几秒钟随机变化一次，在接收端 要用同样的控制字的控制下来解密。系统同时通过密钥ECMK1对控制字进行加密，形成授 权控制信息ECM，在接收端你要解扰就必须要首先在ECM中解出控制字，用控制字将加扰 的TS流解扰出来，要成功从ECM中解扰出控制字必须先通过用户授权确认，在CA系统中用户的授权信息被密钥EMMK1加密，形成授权管理信息EMM。采用PCMCIA卡可实现机卡分离，但其成本高，而且也必须移植不同的CA系统。本发 明提出一种折中的技术解决方案，即在尽量保证不改变机顶盒硬件实现方案的前提下，对 机顶盒和CA系统以及CA系统和智能卡之间的功能划分、通信协议及相关接口进行了重新 定义，实现真正意义上的机卡分离。图l为本发明的在机顶盒应用中的使用示意图，可以看到系统结构和通常的系统没有 很大变化，经过简单修改就可以完全实现机卡分离。TS流从TUNER和基带解调出来后送入 本发明电路，通过寻找TS码流里面的E画/ECM信息，并把数据送入Smart Card解密得到 控制字密钥CW，然后再根据密钥CW解扰，最终得到可以被任何机顶盒芯片接收、解码播 放的码流。 发明内容本发明的目的是为机卡分离提供一个简化系统方案，不仅对现有的机顶盒方案有很好 的兼容性，而且解扰芯片本身设计具有高效能，灵活和低功耗的特点。本发明主要包含五个部分TS流Framer， Packet Filter,带扩展解扰指令的RISC专 用处理器，EMM/ECM解析引擎和Smart Card接口电路，如图2所示。TS流Framer用于寻 找TS流中的同步头，并标识锁定和非锁定状态。Packet Filter通过I2C接口接收机顶盒 芯片给出的选台信息，并利用内部高速处理电路定位所需要解扰的TS包，并且过滤出所需 要的E羅、ECM等CA信息。Packet Filter输出两路数据EMM/ECM和待解扰的TS码流。 前者经过EMM/ECM解析引擎处理，得到的CA信息被送入Smart Card接口电路，按照IS07816 协议规范，CA数据最终发送到智能卡。经智能卡解密后得到码流密钥。待解扰码流进入RISC 专用处理器，结合密钥CW， RISC最终给出解扰完成的标准TS码流。机顶盒芯片接收到这 些码流，进一步解码，形成音视频输出。本发明的优点在于可以兼顾系统的成本和性能两方面需求。由于芯片系统内部RISC的 高性能和灵活性，CA系统可以很方便地移植到这个芯片上来。本发明接口简洁，利用的是 普通的TS流接口和I2C通用接口，对系统的移植基本没有任何影响，而且简化了系统板级设 计，降低了系统设计的复杂度。
图1为根据本发明一实施例的系统的结构示意图。 图2为根据本发明电路的内部结构示意图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明芯片位于TS码流输入和机顶盒解码芯片之间。在系统刚开始运行 时，本发明芯片工作于Bypass模式。此时TS码流直接通过我们的芯片，没有做任何处理。 TS码流被机顶盒主芯片接收后，首先根据TS码流里的PSI信息提供给用户节目内容选项。 根据用户的选台指令，机顶盒迅速找出相对应的音视频码流的PID，这些码流是否被加扰， 以及加扰的CA信息。这些数据通过I2C数据接口被送入本发明芯片，并且同时将芯片置为 Normal工作模式。
处于Normal工作模式的芯片首先通过Framer模块寻找同步头，并使系统接收的码流 形成一个个的TS定长数据包。Packet Filter通过I2C接口接收机顶盒芯片给出的选台信 息，并利用内部高速处理电路定位所需要解扰的TS包，并且过滤出所需要的E丽、ECM等 CA信息。根据得到的CA信息找出对应的EMM、 ECM包，通过专用处理引擎解析，并将解析 后的数据通过Smart Card接口送入智能卡，从而得到密钥CW。待解扰码流进入RISC专用 处理器，结合密钥CW， RISC最终给出解扰完成的标准TS码流。其余不需要的TS码流直接 按照原有格式和解扰的TS码流拼接起来，形成最终的TS码流，送入机顶盒芯片。这样的 实现既能保证码流的完整性，又能使得芯片解扰具有很强的针对性。
权利要求
1.一种精简的授权接收的芯片设计，其特征在于，包括内部嵌入专用RISC，专用解扰扩展指令，同时支持包的解析；芯片接口简单，只需I2C、TS流和Smart Card接口即可实现系统，不需要PCMCIA高成本接口；本授权接收系统包含TS流解扰和CA解密两部分；和机顶盒主芯片联动，节省芯片设计资源。
2. 按照权利要求1的内部嵌入专用RISC,其特征在于不仅可处理常用RISC指令，还包 含硬件加速的扩展解扰指令。
3. 按照权利要求l所述的芯片接口简单，其特征在于不需要PCMCIA接口，只通过通常 用的TS流、I2C和Smart Card接口就可以实现所有解扰过程。
4. 按照权利要求1的授权接收系统包含TS流解扰和CA解密两部分，使得机顶盒完全和 授权接收分割开，方便CA系统更换。
5. 按照权利要求1和3，本系统和机顶盒主芯片互相联动，通过主芯片得到具体选择码流， 进一步减少本系统的开销和功耗。
6. 两种工作模式Bypass和normal两种模式。
7. 部分解扰，针对选中节目进行解扰，进一步减小系统功耗。
全文摘要
本发明是应用在机顶盒系统中，用简化外部解扰方案来实现数字电视的条件接收系统(CAS，Conditional Access Systems)。CAS是用于对数字电视用户进行节目授权和管理的部分，是数字电视广播中的重要组成部分之一。而其中采用开放的机卡分离结构又是条件接收系统的未来重要发展趋势。智能卡“机卡分离”的总体设计思想就是采用通用智能卡接口，即ISO7816接口，将与CA有关的处理功能模块划分成公共模块和CA专有模块两个部分。本发明采用机卡分离的概念，将公共模块和CA专有模块实现在一个芯片中，实现机卡间的CA分离。本发明芯片功能包含PID和Section field过滤，EMM、ECM包抽取，Smart Card接口和解扰模块。芯片内部集成一颗专用高速RISC处理器，对码流的处理十分灵活，如图所示。此外，采用PCMCIA卡可实现机卡分离，但其成本高，而且大卡也必须移植不同的CA系统。故本发明在设计整体方案时，接口简洁，利用的是普通的TS流接口和I2C通用接口，对系统的移植基本没有任何影响，而且简化了系统板级设计，降低了系统设计的复杂度。
文档编号H04N7/24GK101296357SQ20071004006
公开日2008年10月29日 申请日期2007年4月27日 优先权日2007年4月27日
发明者镭 张, 李春峰 申请人:上海芯致电子科技有限公司;张 镭