专利名称：具有存储与多媒体播放功能的便携式数字电视接收机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数字电视的接收处理装置，特别涉及一种具有音视频信息存储与多媒体播放功能的便携式数字电视接收机。
背景技术：
现有市场上的小尺寸LCD屏幕电视接收机具有一定的便携性，但这种电视是基于目前模拟电视系统设计的，整个系统除了显示部分可能是数字化外，其余基本是模拟的处理方法，此类产品不能进行高速移动接收，明显不能适用于已经兴起的地面广播数字电视。同时这种产品，因为其功耗较大以及显示画面效果较差等问题，在市场上也没有被用户接受。
地面广播数字电视的最大特点是移动接收，它的产品属性是个人移动数字电视。它是通过地面电视广播发射站天线发射无线电波，用户通过专业接收设备和电视机收看电视节目，这是数字电视广播最基本的传输网络形式。
除了娱乐、学习等公益功能之外，地面电视广播的普遍性、可控性和抗毁性还被视为国家安全设备，使之成为紧急状态情况下动员国民最直接最可靠的政府“喉舌”。而地面电视广播从模拟到数字的过渡，由于其移动接收、抗干扰、功率小、清晰度高、音响效果好、可交互等众多优点，已引起各国政府工业界的普遍重视，我国也列出了逐步推广的时间表。目前，国内多个省市已开播了数字电视频道。
深圳清华大学研究院认为，地面数字电视的产品属性是个人移动电视，便携式数字电视电视的最大特点是以人为本的移动接收。它的服务属性是个性化服务，它的物理属性是个人便携的装置。即人可以在任何时间，任何状态接收个性化的电视节目。无论是居家者、散步者、行车者，无论是工作者、老人、学生，都可能是这种产品的用户。特别是广大学生群，由于地面广播数字电视的频道资源远大于模拟电视，这种产品将是人们远程学习的极好工具。预计它应该是数字电视未来最大的市场之一。
便携式数字电视接收机完全数字化的工作方式使它有可能进行其他数字多媒体信息的兼容处理。兼容多种多媒体信息处理的应用，也能满足人们对便携产品的功能多样化的期望。目前市场上有多种多媒体芯片都内置有不同音视频编解码器，但这些编解码器的选择范围并不宽。即使市场上已有几种可同时解码MPEG-1、MPEG-2及MPEG-4 SP的芯片，但这些芯片只能用在音视频及文件格式组合有限且相对固定的系统中。要在有限体积和功耗的硬体上实现更高灵活性的多媒体播放，是目前多媒体播放器类产品需要解决的问题。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是设计一种集地面数字电视接收功能和多媒体播放与存储功能为一体的便携式数字电视接收机。
本实用新型的目的可以通过采用如下的技术措施来实现，设计一种具有存储与多媒体播放功能的便携式数字电视接收机，包括数字电视天线、与数字电视天线相连的地面数字信道解码模块，所述信道解码模块的信号输出端口连接具有数字电视信号解码与编码存储以及多媒体信号解码播放与编码存储的集成多媒体数字处理模块，所述集成多媒体数字处理模块的信号输出端分别连接平板显示器和声音播放器，其内还安装有嵌入式软件程序P。所述集成多媒体数字处理模块是本实用新型的关键模块，该集成多媒体数字处理模块由便携式电源系统提供电源。本实用新型专利提供了如下两种实施方案第一种方案是所述集成多媒体数字处理模块包括数字电视信源解码电路、高速数字信号处理器、电视音频处理电路、缓存器、显示接口电路、音频处理电路、微型移动硬盘、USB接口；所述数字电视信源解码电路的信号输入端连接地面数字信道解码模块，其信号输出端连接高速数字信号处理器和电视音频处理电路，所述高速数字信号处理器通过ARM控制总线/数据总线分别与微型移动硬盘、USB接口双向连接，所述高速数字信号处理器直接与缓存器双向连接，与显示接口电路、音频处理电路单向连接。
第二种方案是所述集成多媒体数字处理模块包括TS流接口模块、高速数字信号处理器、缓存器、显示接口电路、音频处理电路、微型移动硬盘、USB接口；所述TS流接口模块的信号输入端连接地面数字信道解码模块，其信号输出端连接高速数字信号处理器，所述高速数字信号处理器通过ARM控制总线/数据总线分别与微型移动硬盘、USB接口双向连接，所述高速数字信号处理器直接与缓存器双向连接，与显示接口电路、音频处理电路单向连接。所述TS流接口模块包括解复用预处理电路及其与该解复用预处理电路连接的音视频PES输出单元和控制数据接口电路。
所述数字电视信号进入TS流接口模块后，经音视频PES/ES流软件解码完成音视频输出格式变换，然后直接调用显示驱动程序播放声音或图像，或再作电视信号记录/音视频编码并通过调用硬盘存储程序对音视频信息资料进行储存。
为方便数字电视节目提供者进行收费管理，所述集成多媒体数字处理模块可选择地包括一个条件接收智能卡接口；所述高速数字信号处理器通过ARM控制总线/数据总线与条件接收智能卡接口双向连接。
上述安装在集成多媒体数字处理模块的嵌入式软件程序P包括位于上层的应用软件以及位于底层的硬件驱动软件、多媒体处理软件和嵌入式实时操作系统软件。这样的程序结构保证了本实用新型装置具有较高的信息处理和信息传输的效力以及灵活的配置能力。
与现有技术相比较，本实用新型的便携式数字电视接收机具有如下优点利用高性能的ARM处理器与高速DSP相互协调工作，在高度集成的系统上同时实现了数字电视接收与其他多种格式多媒体信号的播放与存储，以及数据内容交换的功能。为未来娱乐与学习提供一个理想的平台。
附图的图面说明如下图1为本实用新型具有存储与多媒体播放功能的便携式数字电视接收机的组成示意图；
图2为本实用新型实施例一的原理方框图；图3为本实用新型实施例二的原理方框图；图4为图3中TS流接口模块的组成示意图；图5为经过TS流接口模块之后多媒体数字处理模块对数字电视信号处理的流程图；图6为本实用新型具有存储与多媒体播放功能的便携式数字电视接收机的软件构成图。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
具体实施方式
本实用新型的上述目的可以通过以下技术方案实现如图1所示，本实用新型的具有存储与多媒体播放功能的便携式数字电视接收机包括数字电视天线1、与数字电视天线1相连的地面数字电视信道解码模块2、与电视信道解码模块2相连的具有地面数字电视信号解码与编码存储以及其他多媒体信号解码播放与编码存储的集成多媒体数字处理模块3、该集成多媒体数字处理模块3的信号输出端分别连接平板显示器4和声音播放器5。数字电视天线1采用小尺寸的数字电视专用天线。电视信道解码模块2根据不同的应用环境可以采用不同数字电视传输标准的方案，包括美标ATSC、欧标DVB-T、日标ISDB-T、清华大学的标准DMB-T等。另外为了至少实现标准清晰度的数字电视的画质要求，平板显示器4的分辨率不要低于640×480。本实用新型是一种将便携式地面数字电视接收与多媒体播放/存储应用集合设计的产品。
本实用新型的集成多媒体数字处理模块3，集合了一个嵌入式的高性能ARM处理器和高性能的DSP处理，TI的TMS320DM270，TMS320DM642分别在本方案中采用。根据对地面数字电视信源解码是采用硬件方式还是软件方式的选择，本实用新型的集成多媒体数字处理模块3分为普通型和增强型两种实施例，分述如下实施例一，地面数字电视信源解码用外部硬件方式实现(普通型)，如图2所示。采用优化的数字电视信源解码电路3a在ARM微控制器系统的控制下实现数字电视的音频解码并送到电视音频处理电路3b，另外输出CCIR601格式的视频信号到高速DSP处理器31，在设计中信源解码电路3a可以是专用的数字电视机顶盒IC，如富士通的MB87L2250。该高速DSP(数字信号处理器)处理器31对CCIR601格式的信号进行格式解码并送到显示器接口电路33，同时高速DSP处理器31与ARM处理器协调工作，可将CCIR601格式的信号进行格式变换，重新进行影音编码，编码格式参数如同表1中的记录/影音栏目，并将结果存储到微型移动硬盘37上。集成多媒体数字处理模块3中的微型移动硬盘37上的其他类型的多媒体数据，能实现如表1所列的播放与记录功能。集成多媒体数字处理模块3通过微型移动硬盘37或USB2.0 OTG接口36与外界设备进行信息交换。
实施例二，地面数字电视信源解码用软件方式实现(增强型)，如图3所示。所述集成多媒体数字处理模块包括TS流接口模块3c、高速数字信号处理器31、缓存器32、显示接口电路33、音频处理电路34、微型移动硬盘37、USB2.0 OTG接口36；所述TS流接口模块3c接收地面数字信道解码模块2输出的TS信号，其信号输出端连接高速数字信号处理器31，所述高速数字信号处理器31通过ARM控制总线/数据总线分别与CA智能卡接口39、微型移动硬盘37和USB2.0 OTG接口36双向连接，所述高速数字信号处理器31直接与缓存器32双向连接，与显示接口电路33和音频处理电路34单向连接。
本实施例二的方案的TS流接口模块3c，实现TS信号的解复用，包括解复用预处理电路3c1，及其与该码流解复用电路3c1连接的音视频PES输出单元3c2和控制数据接口电路3c3，如图4所示。解复用预处理电路3c1由FIFO缓冲器和FPGA组成。通过控制数据接口电路3c3，ARM系统与解复用预处理电路协同工作，对节目特定信息(PSI)进行提取和分析，完成基本流(PID)的过滤器实现，分离出音视频ES或PES流，一起完成解复用过程。音视频PES输出单元3c2是一个双口RAM，连接解复用预处理电路3c1和高速DSP 31。
图5是经过TS流接口模块之后多媒体数字处理模块对数字电视信号处理的流程图；经过TS流接口模块的信号，经音视频PES/ES流软件解码5a，完成MPEG2标准的音视频解码处理。之后经过音视频输出格式变换5b，音频信号实现DAC处理，视频信号转换成显示器需要的输出格式，并分别送至声音播放器5和平板显示器4显示播放。根据相关操作，MPEG2解码之后的数字格式的音视频号，还可以同时经过电视信号记录/音视频编码[5c]处理，实现MPEG4/MP3(参见表1记录类栏目)格式的数字多媒体压缩编码处理，并通过调用硬盘存储程序实现电视资料的硬盘储存。
嵌入式软件程序P分两层构成，上面一层是应用软件6a，底层软件由硬件驱动软件6b，多媒体处理软件库6c，嵌入式实时操作系统6d组成(参见图6)。
应用软件6a的功能包括人机界面的处理，电子节目指南，以及对服务商以数据广播方式提供的各种服务的支持。
硬件驱动软件6b包括机内相关硬件的驱动程序，如射频调谐器、信道解码器、信源解码器，IDE硬盘接口，OSD，USB2.0 OTG接口，移动电源管理，显示驱动电路，声音处理单元等。
多媒体处理库6c包括多种格式的视频、图片、声音的记录与播放，具体参见表1。
嵌入式实时操作系统6d是在开放源代码的Linux基础之上发展的操作系统，实现本实用新型的操作系统应用也可以利用别的专用嵌入式操作系统如VxWorks，PSOS，OS2等。
表1为本实用新型具有存储与多媒体播放功能的便携式数字电视接收机所能处理的多媒体格式。
权利要求1.一种具有存储与多媒体播放功能的便携式数字电视接收机，包括数字电视天线、与数字电视天线相连的地面数字信道解码模块，其特征在于所述信道解码模块的信号输出端口连接具有数字电视信号解码与编码存储以及其他多媒体信号解码播放与编码存储的集成多媒体数字处理模块，所述集成多媒体数字处理模块的信号输出端分别连接平板显示器和声音播放器，其内还安装有嵌入式软件程序P。
2.根据权利要求1所述的具有存储与多媒体播放功能的便携式数字电视接收机，其特征在于所述的集成多媒体数字处理模块包括数字电视信源解码电路、高速数字信号处理器、电视音频处理电路、缓存器、显示接口电路、音频处理电路、微型移动硬盘、USB2.0OTG接口；所述数字电视信源解码电路的信号输入端连接地面数字信道解码模块，其信号输出端连接高速数字信号处理器和电视音频处理电路，所述高速数字信号处理器通过ARM控制总线/数据总线分别与微型移动硬盘、USB接口双向连接，所述高速数字信号处理器直接与缓存器双向连接，与显示接口电路、音频处理电路单向连接。
3.根据权利要求1所述的具有存储与多媒体播放功能的便携式数字电视接收机，其特征在于所述集成多媒体数字处理模块包括TS流接口模块、高速数字信号处理器、缓存器、显示接口电路、音频处理电路、微型移动硬盘、USB接口；所述TS流接口模块的信号输入端连接地面数字电视信道解码模块，其信号输出端连接高速数字信号处理器，所述高速数字信号处理器通过ARM控制总线/数据总线分别与微型移动硬盘、USB接口双向连接，所述高速数字信号处理器直接与缓存器双向连接，与显示接口电路、音频处理电路单向连接。
4.根据权利要求1、2或3所述的具有存储与多媒体播放功能的便携式数字电视接收机，其特征在于所述集成多媒体数字处理模块由便携式电源系统提供电源。
5.根据权利要求2或3所述的具有存储与多媒体播放功能的便携式数字电视接收机，其特征在于所述集成多媒体数字处理模块还包括条件接收智能卡接口；所述高速数字信号处理器通过ARM控制总线/数据总线与条件接收智能卡接口双向连接。
6.根据权利要求3所述的具有存储与多媒体播放功能的便携式数字电视接收机，其特征在于所述TS流接口模块包括解复用预处理电路及其与该解复用预处理电路连接的音视频PES流输出单元和控制数据接口电路。
7.根据权利要求3所述的具有存储与多媒体播放功能的便携式数字电视接收机，其特征在于所述数字电视信号进入TS流接口模块，经音视频PES软件解码完成音视频输出格式变换、调用显示驱动程序直接播放图像或声音，或再作电视信号记录/音视频编码并通过调用硬盘存储程序对音视频信息资料进行储存。
8.根据权利要求1所述的具有存储与多媒体播放功能的便携式数字电视接收机，其特征在于所述嵌入式软件程序P包括位于上层的应用软件以及位于底层的硬件驱动软件、多媒体处理软件和嵌入式实时操作系统软件。
专利摘要一种具有存储与多媒体播放功能的便携式数字电视接收机，包括数字电视天线、地面数字信道解码模块和集成多媒体数字处理模块，该集成多媒体数字处理模块的信号输入端连接地面数字信道解码模块，其输出端分别连接平板显示器和声音播放器，所述集成多媒体数字处理模块包括TS流接口模块、高速数字信号处理器、缓存器、显示接口电路、音频处理电路、微型移动硬盘、USB2.0 0TG接口；本实用新型的便携式数字电视接收机利用高性能32位ARM微处理器与高速DSP相互协调工作，在高度集成的系统上同时实现了数字电视接收与多媒体播放、存储以及信息交换的功能；为未来娱乐与学习提供一个理想的平台。
文档编号H04N5/44GK2750603SQ20042010262
公开日2006年1月4日 申请日期2004年12月17日 优先权日2004年12月17日
发明者翟小武, 刘岩, 冯冠平 申请人:深圳清华大学研究院