专利名称：共享缓存式交互机顶盒的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种家用电器，具体地说是一种在不需要投入巨资改造网络的情况下，用户即可点播数字视频节目，同时还解决了盗看问题的共享缓存式交互机顶盒。
背景技术：
传统的数字电视系统要实现视频点播，每个用户要占用一个独立的信道资源，因此随着用户的增加，用户占用更多的网络资源，网络带宽将成为视频点播的瓶颈，例如100Mbps以太网络仅能支持50个用户同时点播，一个有线电视模拟频道数字化后每秒约能传输38Mbit，仅能支持25个并发用户(均按每用户1.5Mbps码率计算)。用户点播一个NVOD节目后，平均需要等待15-20分钟才能收看到，而且播放的节目采用的加密技术不能很好地保护知识版权，有被破解的可能。
3、技术内容本实用新型由信道解码电路B从有线电视网中实时接收数字视频数据，MPEG-2解码/CPU电路A将其缓存在存储电路E的缓冲池中，当缓冲池填满后，MPEG-2解码/CPU电路A从缓冲池中取出加密数据，通过智能卡接口电路F将加密密钥和授权信息传送至智能卡，智能卡解出密钥和授权信息，传送给MPEG-2解码/CPU电路A，解码后得到的MPEG-2数据通过外围接口电路C输出。采用接收/缓存/更新机制，实现了信道-本地缓存-解码器的实时交互，所有用户都能共享带宽，节省了有线电视的网络资源，大大降低了有线电视前端视频服务器压力，非常适合中国国情。本实用新型由于采用了接收/存储/更新机制，实现了信道-本地缓存-解码器的实时交互，从而确保了任一得到授权的用户在任一时间进行点播，在规定的时间内(低于1分钟)都能得到服务，同时所有用户都能共享带宽，充分利用了有线电视的网络资源，大大降低了有线电视前端视频服务器压力，解决了在单向网络(如有线电视网等)中用户只能被动接收数字视频节目，不能实现交互的问题。不需要投入巨资改造网络的情况下，用户即可点播数字视频节目，同时还解决了有线电视网的收费管理防止盗看的问题。
本实用新型采用伪随机序列将数字视频数据实时加密，只能缓存被加密的数据，动态更新，用户无法拷贝和分析，确保了数字视频数据的安全，只有合法用户通过智能卡进行实时解密，才能接收到点播的数字视频节目。
本实用新型还可应用于无线广播和卫星广播等领域，除可实现点播数字视频节目外，还可实现点播多媒体数据(如股票、教育信息、新闻、热门网站等)。目前国内大部分有线电视网络为单向网络，卫星和无线广播大部分也无法交互，采用本实用新型后即可实现数字视频和多媒体数据的点播，非常符合中国国情。
本实用新型采用SGS Thomson公司生产的STI5500单片MPEG-2解码芯片，内嵌32位微处理器，OS/20嵌入式操作系统和应用程序固化在2M字节FlashMemory中。操作系统、应用程序和MPEG-2数据缓存池占用了64M字节DRAM，缓存池分两部分，每部分各为30M字节，用于存在解码前的压缩数据，MPEG-2解码和OSD显示占用2M字节SDRAM。用户简单地通过遥控器操纵共享缓存式交互机顶盒，就可以完成点播操作。共享缓存式交互机顶盒的工作过程如下a.用户开机后，系统启动，电视屏幕出现多媒体信息点播主菜单。
b.用户可以查询收费信息。
c.用户可以选择菜单中的条目，逐层进入和退出子菜单，最后选中节目。
d.机顶盒根据该节目的索引取出节目标识符、被加密的密钥和授权信息，将被加密的密钥和授权信息送入智能卡解密，得到密钥和授权信息，根据节目标识符取出该节目的第一个索引。
e.根据索引从MPEG-2传送流中取出该节目传送流，并保存在DRAM的第一段缓冲池中。
f.然后利用密钥将加密的数据进行解密，然后解释(解码)并显示，若用户没有得到授权信息，否则无法解密，因而更无法解释(解码)。
g.在解释的过程中，根据下一索引从MPEG-2传送流中取出下一段节目传送流，并存在DRAM的第二段缓冲池中。
h.若已将第一段缓冲池信息解释完毕，则转至第二段缓冲池中，将第一段缓冲区清空，并取下一段索引，若不是最后一段，则转至(e)，若为最后一段，则结束。
附图1为共享缓存式交互机顶盒的电路原理框图。
附图2为数据缓存电路。
附图3为智能卡接口电路。
附图4为电话拨号电路。
参照说明书附图对本实用新型作如下详细说明。
共享缓存式交互机顶盒，包括MPEG-2解码/CPU电路A，存储电路B、智能卡接口电路C、电话拨号电路D构成，存储电路B、智能卡接口电路C、电话拨号电路D与MPEG-2解码/CPU电路A并接，本实用新型在原数字MPEG-2解码/CPU的基础上，增加存储电路B、智能卡接口电路C、电话拨号电路D，从而实现了共享缓存和信息安全。
存储电路B是由集成电路IC6、集成电路IC7、电容C46、电容C47、电容C48、电容C49、电容C50和电容C56组成。集成电路IC6的P18-P21脚分别与地址线A1-A4相连，P24-P29脚分别与地址线A5-A10相连，P17-P16脚分别与地址线A11-A12相连，P2-P5脚分别与数据线D0-D3相连，P7-P10脚分别与数据线D4-D7相连，P35-P43脚分别与数据线D8-D15相连，P1、P6、P22脚连接3.3V电源，P23、P39、P44脚连接地，P14脚连接R/W信号，P15脚连接RAS0，P32脚连接CAS0，P31脚连接CAS1，P30脚连接F_OE信号，P11、P12、P13、P33、P34脚不连接信号，集成电路IC7的P18-P21脚分别与地址线A1-A4相连，P24-P29脚分别与地址线A5-A10相连，P17-P16脚分别与地址线A11-A12相连，P2-P5脚分别与数据线D0-D3相连，P7-P10脚分别与数据线D4-D7相连，P35-P43脚分别与数据线D8-D15相连。P1、P6、P22脚连接3.3V电源，P23、P39、P44脚连接地，P14脚连接R/W信号，P15脚连接RAS1，P32脚连接CAS0，P31脚连接CAS1，P30脚连接F_OE信号，P11、P12、P13、P33、P34脚不连接信号，电容C46-C49、C56两端分别连接3.3V电源和地。
智能卡接口电路C是由集成电路ICS1、REGSC1、发光二极管RSC1和RSC2、稳压二极管DSC8-DSC13、三极管QSC1和QSC2、电阻RSC1-RCS4、RCS8、RCS10、RCS11、RCS14-RCS16、RCS20、RCS22、RCS24、RCS25、电容CSC1-CSC4、CSC7、插座SCCON1构成，ICS1的P3脚连接SC_VPP_EN1信号，P4脚输出VPP_CTL1信号，连接到RSC25，另一端连接到QSC2的ICS1的基极，QSC2的发射极接5VSCS，QSC2的集电极接发光二极管DSC2，DSC2的另一端连接到RSC2，RSC2另一端接地，CSC3两端分别接QSC2的集电极和地，P1脚连接SC_POR_EN1信号，P2脚输出PWR_CTL1信号，连接到RSC24，RSC24另一端连接到QSC1基极，QSC1的发射极接5VSCS，QSC1的集电极接发光二极管DSC1，发光二极管DSC1另一端连接RSC1和ICS1的P13脚，RSC1另一端接地。ICS1的P12脚输出SC_PWR_ALARM1，CSC2两端分别接QSC1的集电极和地，RSC4两端分别接5VSCS和ICS1的P12脚。ICS1的P7脚接地，P14脚接5VSCS，CSC4两端分别接ICS1 P14脚和地。ICS1的P5、P6、P8-P11脚空。REGSC1 P1脚接12V_IN，P2脚接地，P3脚输出5VSCS，CSC1两端分别接REGSC1 P3脚和地，CSC7两端分别接REGSC1 P1脚和地。SDA和SC_DATA1分别接SSC1的1、3脚，SCL和SC_CLK1分别接SSC2的1、3脚，SSC1的第2脚输出DATA1，连接到DSC8的阴极、DSC9的阳极和RSC16、RCS3，RCS3另一端、DSC9阴极接5VSC1，DSC8阳极接地。RSC16另一端接SCCON1的P6脚。SSC2的第2脚输出CLK1，连接到DSC12阳极、DSC13阴极和RSC11，RSC11另一端和DSC12阴极接5VSC1，DSC13的阳极接地，CLK1连接到SCCON1的P5脚，SC_DETECT1连接到RSC20，RSC20另一端接SCCON1的P9脚和RSC22，RSC22另一端接地。SC_RST1接DSC10阳极、DSC11阴极、RSC10、RSC15，RSC15另一端接SCCON1的P3脚，RSC10另一端、DSC10阴极接5VSC1，DSC11阳极接地。
电话拨号电路D是由集成电路UR2、UR4、UR5、晶体YR1和YR2、二极管DR1、整流桥B1、三极管QR1、QR2、电阻RR1-RR12、RV1、电容CR4-CR8、电话插座JR1构成，JR1的P3-P4分别接整流桥B1的1、3脚，B1的4脚分别连接UR2的P4脚，B1的2脚连接RR2和QR1的发射极，RR2的另一端与QR1的基极连接，QR1的集电极连接RR3，RR3的另一端与DR1的阴极连接，DR1的阳极与地连接。UR2的P2脚接地，P1脚接RR5，RR5的另一端接QR2的发射极，QR2的集电极与RR6连接，RR6的另一端接VDD，QR2的基极连接RR7和CR1，RR7的另一端连接VDD，CR1的另一端连接RR8，RR8的另一端接UR4的P8脚，UR2的P5脚连接RR4，RR4的另一端连接RR1，RR1的另一端连接UR4的P2脚，UR4的P1和P4短接，P2和P3脚间接RR9，P5脚接地，P6和P7脚接YR1，P9脚接UR5的P8脚，P10脚接地，P11脚接UR5的P8脚，P12脚接UR5的P6脚，P13脚接UR5的P10脚，P14-P17分别接UR5的P7、P8、P1、P2脚，P18脚与P19脚间接RR10，P19和P20脚间接CR4，P20脚接VDD，CR5的两端分别接VDD和地，RR10两端分别接VDD和UR4的P13脚。UR5的P4脚接CR6和RR11，RR11另一端接VDD，CR6的另一端接地，UR5的P3脚接地，UR5的P15和P16脚分别接YR2和CR7、CR8，CR7、CR8的另一端接地，UR5的P11和P12脚输出SCL和SDA信号。
5、实施方式本实用新型共享缓存式交互机顶盒的加工制作比较简单，按说明书附图所示加工制作即可。电路中使用的集成电路型号分别为IC6、IC7为KM416V1204BT，ICSC1为74F07，REGSC1为MC7805T，UR2为4N25，UR4为MT8888CC，UR5为PIC16C54，其它电阻、电容、二极管、三极管等元器件均为通用电子器件。
一个8MHz带宽有线电视模拟频道数字化后(64QAM)，传输率可达到40Mbps，约可传输3套共享缓存式视频节目(MPEG-1质量)，使用10个模拟频道，可传输30套视频节目，基本满足绝大部分用户需要。
本实用新型具有如下特点1、解决了网络带宽瓶颈问题传统的数字电视系统要实现视频点播，每个用户要占用一个独立的信道资源，因此随着用户的增加，用户占用更多的网络资源，网络带宽将成为视频点播的瓶颈，例如100Mbps以太网络仅能支持50个用户同时点播，一个有线电视模拟频道数字化后每秒约能传输38Mbit，仅能支持25个并发用户(均按每用户1.5Mbps码率计算)。
共享缓存式机顶盒不会随用户增加而增加网络带宽，一个有线电视模拟频道约能提供三套实时视频点播节目，能同时支持数百万用户，彻底解决了网络带宽瓶颈问题。
2、解决了视频服务器瓶颈问题传统的数字电视系统要实现视频点播，每个用户要占用一个独立的信道资源，用户越多，视频服务器负载越大，传统的视频服务器一般能支持100-200并发用户，随着用户增加，要增加视频服务器，从而造成整套系统造价很高，严重影响了系统的推广。
共享缓存式机顶盒采用全新的接收/存储机制，从而确保了任一得到授权的用户在任一时间内都得到服务，所有用户都共享带宽，共享缓存式视频服务器可支持任意多用户，因而对视频服务器的软硬件性能要求不高，可大大降低了软硬件成本。
3、确保了信息的安全传统的视频点播系统没有对视频数据进行加密，在开放的网络环境中很容易被非法截取，很难保护视频信息的安全。
共享缓存式视频点播系统采用伪的随机序列将多媒体(视频等)数据进行加密，确保了信息的安全，只有合法用户才能解密。另外共享缓存式交互机顶盒采用大容量DRAM存储被加密的多媒体数据，动态更新，用户无法拷贝，保护了知识版权。
下表是现有技术与本实用新型产品的经济效益对比在现有技术中有线电视网络改造设备投资约5000万元；网络使用费用20000万元(400个频道)/年500万元(10个频道)/年；视频服务器20000万元(200台视频服务器)500万元(5台视频服务器)；用户需购置设备费用2500元；除设备外，平均每用户承担费用 500元/年。
按10万用户规模计算，每500用户需要一台视频服务器和两个模拟频道，每台视频服务器100万元，每个模拟频道使用费为50万元/年，现有技术的同类产品成本为2500元，而采用本实用新型的机顶盒为1500元，有线电视改造费为500元/用户。
本实用新型的共享缓存式机顶盒和现有技术相比，具有如下优点1、有线电视网不需要双向改造，可节省大量资金2、不受用户数量限制，用户越多，成本越低3、对视频服务器的软硬件要求较低，大大降低了整套系统的成本。
4、机顶盒与数字电视兼容，成本低，易推广，风险小。
5、采用完善的数字加密技术，确保了信息的安全，防止非授权用户的盗看，防止信息的非法复制。
6、节省大量的网络资料。
因而，具有很好的推广使用价值。
权利要求1.共享缓存式交互机顶盒，包括MPEG-2解码/CPU电路A、存储电路B、智能卡接口电路C、电话拨号电路D，其特征在于MPEG-2解码/CPU电路A与存储电路B、智能卡接口电路C、电话拨号电路D并接。
2.根据权利要求1所描述的共享缓存式交互机顶盒，其特征在于存储电路B是由集成电路IC6、集成电路IC7、电容C46、电容C47、电容C48、电容C49、电容C50和电容C56组成，集成电路IC6的A18-A21脚分别与地址总线相接，A24-A29脚分别与地址线A5-A10相连，P17-P16脚分别与地址线A11-A12相连，P2-P5脚分别与数据线D0-D3相连，P7-P10脚分别与数据线D4-D7相连，P35-P43脚分别与数据线D8-D15相连，P1、P6、P22脚连接3.3V电源，P23、P39、P44脚连接地，P14脚连接R/W信号，P15脚连接RAS0，P32脚连接CAS0，P31脚连接CAS1，P30脚连接F_OE信号，P11、P12、P13、P33、P34脚不连接信号；集成电路IC7的P18-P21脚分别与地址线A1-A4相连，P24-P29脚分别与地址线A5-A10相连，P17-P16脚分别与地址线A11-A12相连，P2-P5脚分别与数据线D0-D3相连，P7-P10脚分别与数据线D4-D7相连，P35-P43脚分别与数据线D8-D15相连。P1、P6、P22脚连接3.3V电源，P23、P39、P44脚连接地，P14脚连接R/W信号，P15脚连接RAS1，P32脚连接CAS0，P31脚连接CAS1，P30脚连接F_OE信号，P11、P12、P13、P33、P34脚不连接信号，电容C46-C49、C56两端分别连接3.3V电源和地。
3.根据权利要求1所描述的共享缓存式交互机顶盒，其特征在于智能卡接口电路C是由集成电路ICS1、REGSC1、发光二极管RSC1和RSC2、稳压二极管DSC8-DSC13、三极管QSC1和QSC2、电阻RSC1-RCS4、RCS8、RCS10、RCS11、RCS14-RCS16、RCS20、RCS22、RCS24、RCS25、电容CSC1-CSC4、CSC7、插座SCCON1构成；ICS1的P3脚连接SC_VPP_EN1信号，P4脚输出VPP_CTL1信号，连接到RSC25，另一端连接到QSC2的ICS1的基极，QSC2的发射极接5VSCS，QSC2的集电极接发光二极管DSC2，DSC2的另一端连接到RSC2，RSC2另一端接地，CSC3两端分别接QSC2的集电极和地；P1脚连接SC_POR_EN1信号，P2脚输出PWR_CTL1信号，连接到RSC24，RSC24另一端连接到QSC1基极，QSC1的发射极接5VSCS，QSC1的集电极接发光二极管DSC1，发光二极管DSC1另一端连接RSC1和ICS1的P13脚，RSC1另一端接地。ICS1的P12脚输出SC_PWR_ALARM1，CSC2两端分别接QSC1的集电极和地，RSC4两端分别接5VSCS和ICS1的P12脚，ICS1的P7脚接地，P14脚接5VSCS，CSC4两端分别接ICS1 P14脚和地。ICS1的P5、P6、P8-P11脚空。REGSC1 P1脚接12V_IN，P2脚接地，P3脚输出5VSCS，CSC1两端分别接REGSC1 P3脚和地，CSC7两端分别接REGSC1 P1脚和地；SDA和SC_DATA1分别接SSC1的1、3脚，SCL和SC_CLK1分别接SSC2的1、3脚，SSC1的第2脚输出DATA1，连接到DSC8的阴极、DSC9的阳极和RSC16、RCS3，RCS3另一端、DSC9阴极接5VSC1，DSC8阳极接地，RSC16另一端接SCCON1的P6脚；SSC2的第2脚输出CLK1，连接到DSC12阳极、DSC13阴极和RSC11，RSC11另一端和DSC12阴极接5VSC1，DSC13的阳极接地，CLK1连接到SCCON1的P5脚，SC_DETECT1连接到RSC20，RSC20另一端接SCCON1的P9脚和RSC22，RSC22另一端接地。SC_RST1接DSC10阳极、DSC11阴极、RSC10、RSC15，RSC15另一端接SCCON1的P3脚，RSC10另一端、DSC10阴极接5VSC1，DSC11阳极接地。
4.根据权利要求1所描述的共享缓存式交互机顶盒，其特征在于电话拨号电路D是由集成电路UR2、UR4、UR5、晶体YR1和YR2、二极管DR1、整流桥B1、三极管QR1、QR2、电阻RR1-RR12、RV1、电容CR4-CR8、电话插座JR1构成，JR1的P3-P4分别接整流桥B1的1、3脚，B1的4脚分别连接UR2的P4脚，B1的2脚连接RR2和QR1的发射极，RR2的另一端与QR1的基极连接，QR1的集电极连接RR3，RR3的另一端与DR1的阴极连接，DR1的阳极与地连接。UR2的P2脚接地，P1脚接RR5，RR5的另一端接QR2的发射极，QR2的集电极与RR6连接，RR6的另一端接VDD，QR2的基极连接RR7和CR1，RR7的另一端连接VDD，CR1的另一端连接RR8，RR8的另一端接UR4的P8脚，UR2的P5脚连接RR4，RR4的另一端连接RR1，RR1的另一端连接UR4的P2脚，UR4的P1和P4短接，P2和P3脚间接RR9，P5脚接地，P6和P7脚接YR1，P9脚接UR5的P8脚，P10脚接地，P11脚接UR5的P8脚，P12脚接UR5的P6脚，P13脚接UR5的P10脚，P14-P17分别接UR5的P7、P8、P1、P2脚，P18脚与P19脚间接RR10，P19和P20脚间接CR4，P20脚接VDD，CR5的两端分别接VDD和地，RR10两端分别接VDD和UR4的P13脚。UR5的P4脚接CR6和RR11，RR11另一端接VDD，CR6的另一端接地，UR5的P3脚接地，UR5的P15和P16脚分别接YR2和CR7、CR8，CR7、CR8的另一端接地，UR5的P11和P12脚输出SCL和SDA信号。
专利摘要本实用新型提供一种共享缓存式交互机顶盒,其结构是由信道解码电路B从有线电视网中实时接收数字视频数据,MPEG－2解码/CPU电路A将其缓存在存储电路E的缓冲池中，当缓冲池填满后，MPEG－2解码/CPU电路A从缓冲池中取出加密数据，通过智能卡接口电路F将加密密钥和授权信息传送至智能卡，智能卡解出密钥和授权信息，传送给MPEG－2解码/CPU电路A，解码后得到的MPEG－2数据通过外围接口电路C输出，该机顶盒采用接收/缓存/更新机制，实现了信道－本地缓存－解码器的实时交互，所有用户都能共享带宽，节省了有线电视的网络资源，大大降低了有线电视前端视频服务器压力，非常适合中国国情，具有很好的推广使用价值。
文档编号H04N7/10GK2593500SQ0225593
公开日2003年12月17日 申请日期2002年12月16日 优先权日2002年12月16日
发明者于治楼 申请人:浪潮电子信息产业股份有限公司