简化授权接收芯片方案的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及简化授权接受的芯片方案，不仅具有灵活的配置、扩展能力，而且系统简洁，成本优化。
【背景技术】
[0002]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受系统的未来中要发展趋势。卡机分离是通过再用户接收端上定义了一个公共物理接口以及相关的借口通讯协议，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，卡机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PCMCTA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。
[0003]有条件接收系统由两个相互的部分加解扰和接受控制组成，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。再梳子传输系统中，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，大约每几秒钟再传送流中出现一次。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的用户管理形成用户管理信息，包括用户名称、地址、智能卡号、账单等等。EMM均每秒插入传送流一次。
[0004]在DVB传输系统中，加扰过程是用一个伪随机序号对复用后的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，再接收端要用同样的控制字的控制下来解码。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，在接收端要解扰就必须首先再ECM中接出控制字，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，再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。
[0005]采用PCMCIA卡可以实现机卡分离，但成本高，而且也必须移植不同的CA系统。
【发明内容】
[0006]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。
[0007]本发明主要包括五个部分: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。
[0008]RISCC专用处理器不仅可处理常用RISC指令，还包含硬件加速的扩展解扰指令。
[0009]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。
[0010]本授权接收系统包含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。
[0011]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。
[0012]芯片具有2种工作模式，Bypass和normal两种模式。
[0013]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。PacketFilter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EMM、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。
[0014]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。本发明接口简单，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。
【附图说明】
[0015]图1为根据本发明一实施例的系统的结构示意图。
[0016]图2为根据本发明电路的内部结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]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码流直接通过本芯片，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。
[0018]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EMM、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。
[0019]如图2所示，本发明主要包括五个部分: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。TS流Framer、PacketFilter、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。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EMM、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。
【主权项】
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，专用解忧扩展指令，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； 本授权接收系统包含TS流解扰和CA解密两部分； 芯片和机顶盒主芯片联动。2.根据权利要求1所述的内部嵌入专用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.根据权利要求1所述的芯片接口设计，其特征在于:不需要PCMCIA接口，只通过常用的TS流、I2C和Smart Card接口就可以实现所有解扰过程。4.根据权利要求1所述的授权接收系统，其特征在于，包含TS流解扰和CA解密两部分，得机顶盒完全和授权接收分割开，方便CA系统更换。5.根据权利要求1所述的一种精简的授权接收的芯片设计，其特征在于，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.根据权利要求1所述的一种精简的授权接收的芯片设计，其特征在于，芯片具有两种工作模式:Bypass和normal两种模式。
【专利摘要】本发明公布了一种简化授权接收芯片方案，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。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。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。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。
【IPC分类】H04N21/418, H04N21/4385, H04N21/4623
【公开号】CN105282581
【申请号】CN201510689418
【发明人】张镭, 李春峰
【申请人】西安中科晶像光电科技有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年10月23日