专利名称：一种基于c/s结构的机卡分离图形系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于C/S结构的机卡分离图形系统。属于数字电视及图形系统显示技术领域。
背景技术：
数字电视网络运营商在数字电视业务平台建设过程由于缺乏统一的规范而出现巨大的平台差异和数字电视接收机功能差异。这些差异包括条件接收和电子节目指南以及其他各种数字电视应用。造成的结果是无论机顶盒(图形系统的服务器)还是一体机等数字电视接收机为进入每一个数字电视网都需要大量的软硬件定制开发，从而导致数字电视接收机无法实现在水平市场上的销售。
为了解决这个问题，必须采用机卡分离技术。机卡分离技术是将数字电视接收机分离成通用的主机部分和承载差异化功能的大卡部分。主机和大卡之间采用USB等机卡分离接口连接。在承载差异化功能的大卡上实现上述条件接收和电子节目指南以及其他各种数字电视应用。
在大卡上实现以上应用，要求主机端将用户操作如按键通过机卡分离接口传送到大卡端进行处理。要求大卡端将应用界面图形通过机卡分离接口传送到主机端进行显示。本发明就是为解决在机卡分离上实现应用分离而提出的基于C/S结构的机卡分离图形系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于C/S结构的机卡分离图形系统，其特征在于，所述基于C/S结构的机卡分离图形系统，包括 一个机卡分离系统，由数字电视接收机，大卡和机卡通信接口组成。数字电视接收机负责用户操作包括按键在内的接收处理，负责图形输出显示控制。大卡包含独立的CPU，负责数字电视应用的条件接收及电子节目指南的实现。机卡通信接口负责传输机卡分离协议。本发明中机卡分离接口可以采用USB、PCMCIA、Express Card、Ethernet，WLAN，HDMI、DsiplayPort、WirelessLAN等任何物理接口。
一个图形系统，图形系统由数字电视接收机端的图形系统服务器，大卡端的图形系统客户机和机卡通信接口上传输的图形系统通信协议组成。所述图形系统的服务器端包括 资源管理器单元，用于管理多个客户端提供的应用资源；输入输出设备管理单元，用于获取用户操作如按键并对不同卡端 进行分发，同时根据卡端命令控制图形输出。
所述图形系统中，大卡端的图形系统客户机需通过协议初始化过程获得服务器端的显示属性，包括屏幕属性，颜色属性及屏幕中区域属性、每个客户端保存该属性用于绘图控制。
所述绘图控制，客户端定义自己的绘图控件用于接收用户操作完成绘制及用户请求的复杂功能。
所述绘图控件主要包括以下四类 文本控件，用于接收输入文本信息及输出文本信息显示； 列表控件，用于查看节目等列表信息； 进度条控件，用于显示当前节目播放进度等； 按键选择控件，用于选择横排菜单按键。
所述绘图控件还包括定制控件风格，可定制属性包括是否有边框，显示颜色，是否有标题和/或对齐方式。
本发明的有益效果是针对现有技术问题，设计实现基于机卡分离的图形系统，在此基础上，数字电视的多样性应用可转移到卡上实现，实现机顶盒的通用化，市场化，同时能显著的降低机顶盒成本，既满足了数字电视运营商信息私有化的需要，又满足了机顶盒生产商降低成本的目的，同时还给予数字电视用户更多的可选择性。
图1为本发明的图形系统各模块结构示意图； 图2为本发明图形系统的工作握手过程； 图3为发明图形系统中控件的实现实例。
具体实施例方式 为了能够更清楚的理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。这样做的目的并不是把本发明限制在实施例上。相反，允许符合本发明意图范围内的替换和改进。
如图1描述的，机卡分离图形系统的模块分布图。图形系统XDC(X Display Control)分为卡端(客户端)及机顶盒(图形系统的服务器端)两部分，中间通信通过基于USB2.0接口的UTI机卡通信协议完成。
如图1，一个机顶盒可以同时支持多个卡，负责不同的增值应用。接连卡的个数受限于USB接口规定的最大连接数。机顶盒包括资源管理器，输入消息循环及OSD显示三个模块。卡端储存机顶盒显示属性并通过控件库控制绘图。
图形系统的准备过程如图2所示 1)服务器(Server)端初始化，关联图形系统资源ID及图形系统的主机端接收信息处理函数； 2)卡端初始化，关联图形系统资源ID及图形系统的卡端接收信息处理函数，并向主机端请求为图形系统资源分配一个独立的会话通道； 3)卡端分配会话通道应答，返回通道是否建立成功； 4)卡端请求独立的显示资源，为了减少各模块之间通过同一个主机进行绘图显示而引发的复杂窗口管理问题，为每个卡端专门申请一块显示内存区。本实施例中为一块全屏幕大小的区域，专门负责一块卡的显示。
5)图形系统准备完毕，等待用户的按键请求。
所述资源管理器是主机提供的一种资源。可以支持任何数量的会话。它控制所有应用的资源获取和供给。在设备和主机之间定义了一种对称的通信协议，以决定各自能提供的资源。主机首先通过协议依次检查每个传送连接，决定传送连接上的可用资源。然后，设备用它来查找所有可用的资源。
资源管理器对资源变化情况进行周期性检查，以便获得资源列表。资源管理器只能由主机提供。
当一个设备插入主机或主机上电时，将产生一个传送连接，应用或资源提供者首先是请求和资源管理器的资源建立会话连接。由于资源管理器没有会话的限制，这种连接一定能够建立。资源管理器发送资源查询指令给应用或资源提供者，资源提供者以资源应答的方式列出所有的资源(如果有的话)。应用或资源提供者现在必须等待资源变更对象。在等待资源变更的同时，不能和其他资源建立会话或者接收其他应用的会话，应返回“资源不存在”或“资源存在但不可用”等信息。
当主机查询了所有传送连接上的类型信息并且接收到资源信息应答后，主机将列出所有可用资源的列表。当两个或多个资源类型相同时，主机在列表中保留版本号最高的。当版本号相同时，主机保留所有的资源并在接收到建立会话的请求时随机选择一个。一旦主机建立了它的资源列表，它将向所有的与资源管理器连接会话发送资源变更对象。那些想使用资源的应用可以通过资源查询对象查询主机获得资源列表。
当应用或资源提供者第一次接收到资源变更提示时，可以使用资源查询来对主机查询，并接收到主机以资源查询响应的方式发送的可用资源列表。
在资源变更的这个过程之后，应用或资源提供者可以自由地建立或接收会话。它们和资源管理器之间的会话可以随时接收主机进一步的类型变更信息。如果资源提供者想向资源管理器告知自己所提供资源的资源变更信息，它将向主机发送一个资源变更通知。主机以类型查询作为应答，资源提供者立即使用自己更新的资源列表作为应答。主机对此进行处理，如果主机自身的资源列表发生变化，主机将向所有有效的与资源管理器相关的会话发送资源变更通知。应用就可以在需要的时候查询并接收到最新的资源列表。
主机获得最新的资源列表及图形系统准备完毕之后，采用如下方式实现卡端对主机端的绘图 1)主机端消息循环模块等待用户按键输入 2)用户输入合法的请求按键 3)消息循环模块根据按键内容将按键信息分发给指定的卡 4)卡接收到主机传来的按键信息后，根据按键内容进行相应的处理后，调用卡端的控件库绘制或更新控件显示。
所述控件封装 控件是一类独立的小部件，在人机交互过程中，控件担任着主要角色，复杂功能多由此提供。每种控件能够接收遥控等外部输入，也可以在自己的区域内进行输出。
对于数字电视这样一个专业性很强的系统来说，通用的图形系统控件封装既复杂又不能很好的满足数字电视应用的需要，因此本设计根据数字电视界面元素的特点对一部分常用的界面控件进行了封装。
本方案采用面向对象的设计思想，这样做的目的在于引用面向对象的封装及继承技术，把每个控件看成一个独立的实体，自己维护自己属性数据及操作自身的方法函数，再利用对象之间的消息对其进行操作，具有更好的独立性及维护性，为今后更多更复杂界面元素的实现预留了空间。
定义控件基本类型BaseObj，BaseObj作为所有控件的父类，包含每种控件中的共有属性，数据及方法函数。如图所示，包括控件大小，显示位置，所属页面，边框颜色，边框宽度，前景色，背景色，是否焦点，及绘制，更新，消息处理方法函数。
对于数字电视界面来说，并不需要非常复杂的窗体结构，绝大多数界面都可以由文本框，列表框，进度条及选择按键条组成。因此本设计在BaseObj基类的基础上，派生出如图四种控件子类，用于实际界面的显示元素。具体功能如下 1)文本编辑控件用于图形界面文本输出。
主要属性上下，左右对齐方式，文字间隔及文字信息。
2)列表控件显示并查看节目信息，配合EPG功能可自动换台。
主要属性列表标题文本，列表内容管理数据，对齐方式，最大列表数。
3)进度条控件显示当前节目播放进度。
主要属性节目起始时间及持续时间维护，计算当前节目进度。
4)按键选择控件用于横排按键选择，在本设计中是作为一周节目信息从周一至周日的时间选择控件。
主要属性当前焦点按键，按键数目，按键文本控件指针。
由于控件的不同属性及不同行为，每个控件的方法函数也不相同，因此在BaseObj中只为绘制，更新及按键处理函数初始化函数指针，相当于面向对象编程中的虚函数，真正的处理函数则需要为每个控件独立编写并重载。图3为基本的控件继承关系及属性图 图4所示为通过本设计中图形系统实现的数字电视接收机中电子节目指南应用的界面示例。
采用上述的图形系统，可以将数字电视接收机中无法通用化的应用部分彻底的分离到卡端，实现统一的图形界面，同时保证了机顶盒等主机端的通用性有利于市场化和降低成本。用户也具有了更灵活的选择性。
如表一所示，本实施例中涉及的应用层命令采用3字节命令标志头进行标志，每个命令具有唯一的命令头标志，标志头后面的结构参考TS流的系统级结构，传送必要的命令信息。
表一 以下为几个主要的图形系统命令数据结构 XDC屏幕资源信息请求 XDC屏幕资源信息应答(返回一个可用得屏幕信息) 颜色深度定义 颜色格式定义 XDC字体信息请求 XDC字体信息应答 XDC显示区域创建请求 XDC显示区域创建应答 XDC显示区域释放请求 XDC显示区域释放应答 调色板设置命令 调色板获取请求 调色板获取应答 画笔属性设置命令 画笔类型定义 画笔属性获取请求 画笔属性获取应答 图片显示 文字显示接口 XDC清除屏幕显示区域 通过如上结构的命令信息，主机与设备端进行通信时，可以针对不同的命令及传送的参数对图像进行处理。
在此说明书中，本发明已参照特定的实施例做了描述。但是，仍然可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为说明性的而非限制性的。
权利要求
1.一种基于C/S结构的机卡分离图形系统，其特征在于所述基于C/S结构的机卡分离图形系统，包括
一个机卡分离系统，由数字电视接收机，大卡和机卡通信接口组成，数字电视接收机负责用户操作包括按键在内的接收处理，负责图形输出显示控制；大卡包含独立的CPU，负责数字电视的条件接收及电子节目指南的实现，机卡通信接口负责传输机卡分离协议；
一个图形系统，图形系统由数字电视接收机端的图形系统服务器，大卡端的图形系统客户机和机卡通信接口上传输的图形系统通信协议组成；所述图形系统的服务器端包括
资源管理器单元，用于管理多个客户端提供的应用资源；
输入输出设备管理单元，用于获取用户操作如按键并对不同卡端进行分发，同时根据卡端命令控制图形输出。
2.根据权利要求1所述基于C/S结构的机卡分离图形系统，其特征在于在图形系统中，大卡端的图形系统客户机需通过协议初始化过程获得服务器端的显示属性，包括屏幕属性，颜色属性及屏幕中区域属性等，每个客户端保存该属性用于绘图控制。
3.根据权利要求2所述基于C/S结构的机卡分离图形系统，其特征在于所述绘图控制，客户端定义自己的绘图控件用于接收用户操作完成绘制及用户请求的复杂功能。
4.根据权利要求2或3所述基于C/S结构的机卡分离图形系统，其特征在于所述绘图控件主要包括以下四类
文本控件，用于接收输入文本信息及输出文本信息显示；
列表控件，用于查看节目等列表信息；
进度条控件，用于显示当前节目播放进度；
按键选择控件，用于选择横排菜单按键。
5.根据权利要求3所述基于C/S结构的机卡分离图形系统，其特征在于所述绘图控件还包括定制控件风格，可定制属性包括是否有边框，显示颜色，是否有标题和对齐方式。
6.根据权利要求1所述基于C/S结构的机卡分离图形系统，其特征在于所述机卡通信接口采用USB、PCMCIA、Express Card、Ethernet，WLAN，HDMI、DsiplayPort或WirelessLAN作物理接口。
全文摘要
本发明公开了一种基于C/S结构的机卡分离图形系统。属于数字电视及图形系统显示技术领域。该系统包括一个机卡分离系统和一个图形系统。机卡分离系统由数字电视接收机，大卡和机卡通信接口组成。数字电视接收机负责用户操作如按键接收处理，负责图形输出显示控制。大卡包含独立的CPU，负责数字电视应用如条件接收及电子节目指南的实现。机卡通信接口负责传输机卡分离协议。图形系统由数字电视接收机端的图形系统服务器，大卡端的图形系统客户机和机卡通信接口上传输的图形系统通信协议组成。该系统实现了数字电视应用如条件接收和电子节目指南从数字电视接收机端分离到模块端，从而达到数字电视接收机与数字电视差异无关的目标。
文档编号H04N5/00GK101110925SQ20071011968
公开日2008年1月23日 申请日期2007年7月30日 优先权日2007年7月30日
发明者王兴军, 欣 周, 梅红兵, 姜韶辉 申请人:清华大学, 北京数字太和科技有限责任公司