多显示数字电视机顶盒的制作方法

专利名称：多显示数字电视机顶盒的制作方法
技术领域：
多显示数字电视机顶盒
(一) 技术领域
本实用新型属于数字电视接收领域，特别涉及一种多显示数字电视机顶
(二) 背景技术
随着数字电视的全面推广，数字电视的普及必将是未来广播电视产业的 发展趋势。由于从模拟电视到数字电视的转换需要一个较长的过渡时期，为 了使现有的模拟电视机能够接收数字电视信号，需要一种转换装置，数字电 视机顶盒应运而生。数字电视机顶盒是一种能够接收数字电视信号、完成相 应处理并输出模拟的音视频信号，通过模拟电视机播出节目的家用电子产品。 数字电视机顶盒的主要功能是完成对数字电视信号的接收，具体讲就是高频 头接收来自有线网的高频信号，通过正交幅度解调器完成信道解码，从载波 中分离出包含音、视频和其它数据信息的节目流和信息流，然后通过解复用 模块则区分不同的节目，提取相应的节目流和信息流，送入解码器和相应的 解析软件，完成数字信息的还原，解码器完成音视频信号的解压縮，经视频 解码器和音频D/A数模拟变换，还原出模拟音视频信号，在常规模拟电视机 上显示高质量图像，并提供多声道立体声节目。
对于付费电视，需要加入条件接收模块对节目流和信息流实施解扰，并 采用含有识别用户和进行记帐功能的智能卡进行解密，保证合法用户正常收 看。条件接收模块的主要目的是控制用户对付费电视的访问和保证经营者的 收入，只有与网络经营者有约定的用户才可以获取特殊的服务。在整个条件
接收模块的实现中，授权控制信息(ECM)和授权管理信息(E腿)传输的安 全性至关重要。条件接收模块解密解扰的过程主要把解复用模块输出的加扰 的节目流，用信息流即授权控制信息和授权管理信息进行相应的处理过程。 授权管理信息通过智能卡获得授权，然后再对授权控制信息进行解密，解密 输出的控制字(CW)，再由控制字与加扰的节目流进行解扰，最后输出还原的 节目流的音视频流。由于各个条件接收提供商使用各自认为安全的算法，这 些算法保证条件接收的安全性和盈利目的，因此现有国内的数字电视机顶盒 只能接一台电视机。对于一个家庭来说，每个人的爱好可能都不一样，如果 只有一台电视机可以收看，不同爱好的观众要求同时收看不同的电视节目就 不能实现了。如果增加电视机的台数，就得增加数字电视机顶盒，还得相应 的增加服务费。当前国内电视数字化的推广遇到很大的困难，其中很大的原 因就是一台数字电视机顶盒不能连接多台电视机，给用户造成很大不便，用 户增加了费用但减少了服务。因此为了解决多台电视共用一个数字电视机顶
4顶盒设计方案，此新型数字电视机顶盒 能使多台电视相互不影响地接收不同的电视节目，给用户更好的服务，从而 使电视数字化更顺利地推广。
为实现多路数字电视节目同时收看，存在各自不同的实施方式，如中国
发明专利CN200710118007.3申请公开的"一拖二数字电视机顶盒"，其数字 电视机顶盒采用主从形式，其中主终端包括多个解扰器、多个解码器来进行 节目解扰功能，从终端不需要对信息流流进行解扰。主从终端间的通信传送 的是音视频流和控制字信息。然而这种结构的数字电视机顶盒由于主从终端 所处理的信息的不对称，这就需要提高主终端芯片CPU的速度和容量，因而 不仅使得主终端的选型和设计的难度加大、生产成本增加，而且一旦主终端 出现故障，将会影响整个系统的运行；其次，信息流解扰的过程都在同一个 主终端内进行，解扰后节的音视频流就可能出现相互干扰的现象，影响数字 电视机顶盒的解码效果，最终使得数字电视信号的质量变差。
(三)实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种信息处理对称、设计简单、 且成本较低的多显示数字电视机顶盒。
为解决上述问题，本实用新型设计的多显示数字电视机顶盒，包括有
一个高频头，用于接收高频电视信号，并将高频电视信号进行下变频， 输出至少两路中频电视信号；
至少两路调谐模块，对高频头输入的中频信号进行滤波以及选频；
至少两路正交幅度解调模块，每路正交幅度解调模块与一路调谐模块相 连，负责对滤波以及选频后的电视信号进行解调、解码；
至少两路解复用模块，把同一频道上不同的节目流和信息流分别选出 来，并根据观众所选频道把相应节目流传送到相应的解码模块，同时将所选 频道的信息流传送到条件接收模块；
一个条件接收模块，接收来自上述各路解复用模块的信息流，即授权管 理信息和授权控制信息，并在一个控制字的循环周期内分时处理不同路的授 权管理信息和授权控制信息，最后分时输出不同路的控制字信息送对解密流 进行解扰；
至少两路解码模块，将条件接收模块解扰出来的电视节目进行音视频解 码，同时还原出至少两路相同或不同的音视频流。
上述方案所述的所述条件接收模块包括智能卡、控制器、授权信息选择 器、控制字选择器、以及至少两路授权控制信息和授权管理信息的授权信息 缓存器、解扰器和节目流缓存器；各路授权信息缓存器分别与不同路的解复 用模块相连；控制器分别与授权信息选择器和控制字选择器的控制端相连， 用于在一个控制字循环周期内控制授权信息选择器选择其中 一路授权控制信 息和授权管理信息输入智能卡的输入端，以及控制控制字选择器选择输出智 能卡解密出的其中一组控制字输出至相应的解扰器；解扰器与节目流缓存器连接，将每个控制字循环周期解扰出来的音视频流进行缓存，直至下一个控 制字循环周期解扰出来的节目流的音视频流送入。
根据所需显示的数字电视节目的路数N，选择相应个数的调谐模块、正 交幅度解调模块、解复用模块、音视频解码模块、授权信息缓存器、解扰器 和码流缓存器，即上述各器件的路数与所需显示的数字电视节目的路数N相 同，其取值在1 3路之间。
上述方案中，所述授权信息选择器为2N选2数据选择器，该授权信息选 择器的输入端通过总线与各路授权信息缓存器相连，输出端通过导线与智能 卡相连。所述控制字选择器为N选1数据选择器，该控制字选择器的输入端 通过导线与智能卡相连，输出端通过总线与各路解扰器相连。
为了实现两路或两路以上电视节目的同时收看，采用了时分复用原理来 处理多路电视信号，为了证明能实现两路节目同时收看，就必须证明智能卡 能在一个控制字循环周期内能分时解密两路或两路以上不同的授权控制信息 和授权管理信息，即是在一路新的授权控制信息和授权管理信息送入智能卡 前，智能卡必须解密出另外一路的控制字。因此本发明的智能卡最好将一个 控制字循环周期按所需显示的数字电视节目的路数N进行等分,每个1/N等分 处理一路授权控制信息和授权管理信息。
为了分时处理不同路的授权控制信息和授权管理信息，所述智能卡的处 理每一路授权控制信息和授权管理信息的时间应保证在0. 5 1. 5秒之间， 以保证在下一个周期的授权控制信息或者授权管理信息到来之前，它能把本 周期内的每一路的授权控制信息和授权管理信息全部都解密出每一路的控制 字。
根据单路的解复用模块设计原理，可以简单地把或两路以上的单路的解 复用模块叠加一起。各个独立的单路解复用模块，它们由相同的程序设计而 成，并相互不影响地独立地完成一路信号的解复用。因为两路或两路以上的 解复用所用的设计程序是一样的，所以最好把两路或两路以上的单路的程序 编译在同一芯片中，集成为一个独立的模块，也就是我们所需要的两路解复 用模块。
本实用新型所设计的多显示数字电视机顶盒，其调谐器模块、正交幅度 解调模块和解复用模块都是在单路模块上再简单地增加一路以上单路模块， 从而实现多路不同的信号频道选择输入、模拟信号解调出数字信号和MPEG-2 节目流的解复用。而解密解扰模块则不是简单的两个单路的合并，由于智能 卡的输入和输出只能是一路信号，所以本发明运用时分复用的原理通过改进 条件接收模块的硬件和软件来处理多路节目信号的解密解扰，以此实现同时 在不同的显示器上显示相同或不同的多路节目信号。
本实用新型与现有技术相比，提出一种多显示数字电视机顶盒的设计方 案，可以同时连接两台以上模拟电视机，并同时在两台以上电视机上收看不 同的电视节目，并创新性地设有条件接收模块，以减少用户的投入和费用为 目的，使两台电视机同时享受视频点播、互动游戏、网上冲浪、在线升级等业务。
(四)

图1为本实用新型多显示数字电视机顶盒的一种优选实施例的原理框图。
图2为本实用新型节目选择流程图。 图3为单路正交幅度解调模块原理图。 图4为本实施解复用模块的软件流程。
图5为本实施例智能卡输入端授权控制信息、授权管理信息与输出端控 制字的时序关系图。
图6为两路条件接收模块的工作流程图。
图7为本实用新型一种三路显示数字机顶盒的组成原理图。
图8为本实用新型一种两遥控器控制的两路显示数字机顶盒的组成原理图。
图9为本实用新型一种单遥控器控制的两路显示数字机顶盒组成原理图。
具体实施方式
图1为本实用新型多显示数字电视机顶盒的一种优选实施例的原理框 图，包括有一个高频头、两路调谐模、正交幅度解调模块、解复用模块、音 视频解码模块、以及一个条件接收系统模块构成。下面对上述各个模块进行 详细的说明
1、高频头和和调谐器
数字电视机顶盒输入端为一路电缆接入，45MHz 860 MHz的高频电视节 目信号在这路电缆上面传输。在数字电视信号传输过程中一路8MHZ的模拟频 道可以传输6 8套标准清晰度的电视节目，不同电视节目信号可以传在同一 模拟频道，也可以传在不同的模拟频道。高频头或高频^C大器的作用是对有 线网络上传送45MHz 860MHz的高频信号进行接收、放大和变频， 一个高频 头就可以接收所有的模拟频道，因此只需要一个高频头。数字电视机顶盒输 入端只有一根铜轴电缆接入，高频电视信号进入高频头放大后分两路下变频 器或混频器或调谐器，输出两路中频信号。调谐器的作用相当于滤波器，用 于选择收看节目所在的频道。当所要收看的两个电视节目处在同一模拟频道 时，则需要两个频率相同的本振信号加到调谐器上来产生两个频率相同的中 频信号；当所要收看的两个电视节目不在同一模拟频道时，则需要两个频率 不同的本振信号加到调谐器上来产生两个频率相同的中频信号，这样才能保 证有输出两路不同的电视节目信号。
如图2为节目选择流程图，要对两台电视机进行遥控，所以数字电视机 顶盒需要两个遥控器输入端， 一个遥控器控制一台电视机。遥控器通过数字 电视机顶盒软件操作系统电子节目指南EPG选择电视节目。节目指南所对应的电视节目表被存储在同一内存中，两个遥控器输入选择控制时，把它们的 控制信息以先到先得的方式进行读取节目控制信息，分别从内存中的节目关
联表PAT读取所看节目的节目映射表包的节目标识符PMT_PID，分别是 PMT1—PID和PMT2—PID。因为选择的电视节目不一样，每个电视节目对应的节 目映if表包的节i"标识符PMT一PID值也是不一样的，所以先将它们的值分别 存入不同的两个内存中。解复用模块再读取PMT1—PID和PMT2—PID的值，通 过两路不同的节目标识符值PID滤出不同两路节目映射表PMT信息，分别是 PMT1和PMT2。从节目映射表中找出节目所对应的网络关联表NIT信息，分别 是NIT1和NIT2。最后把两个节目的网络关联表NIT信息分别传送到对应的 调谐器控制端，进而控制调谐器选频，选出所看节目所在的频率点。
2、 正交幅度解调模块
如图3为单路正交幅度解调模块原理图，正交幅度解调模块处于数字电 视机顶盒的后半端，负责将前端的数字电视调谐器下变频到中频，通过解调 接收专用芯片的处理得到MPEG-2输出信号，解调后输出的码流是符合 DVB-C/ITU J83-A和ITU J83-C的标准。正交幅度调制是一种联合振幅、相 位调制方式，其振幅和相位都能携带信息因而具有很高的频带利用率。由于 已调信号的振幅、相位均有不同的取值，故其星座图的结构形状可以有许多 种，如圆形、三角形、矩形、六角形等。对于具有相同的M进制的正交幅度 调制信号来说，由于星座图不同，各点之间最小距离也不同，因而相应的调 制方式会有不同的误码性能。由于信道畸变和噪声会引起较高的误码率，必 须在对信号判决前用匹配滤波器和均衡对I、 Q两路基带信号进行波形失真 的恢复。经过均衡器对受损信号的均衡，然后经判决器L — 2 (!^4，16正交 幅度)电平转换后，最后由并/串转换得到原始数据。解调完成后，还要进行 差分解码、符号到字节的映射、解巻积交织、RS解码、同步第一字节再倒置、 解扰，才能从基带物理接口得到数据和时钟。
本实施例两个正交幅度解调模块各自为一个独立的模块，没有控制端， 只有输入和输出端。 一个正交幅度解调模块只能解调一个频率点的电视信号， 而本实施例要求不同的两路电视信号，因此要解决两路信号解调时，则需要 两个独立的正交幅度解调模块。正交幅度解调模块的输入端接调谐器的输出， 即是通过遥控器选择出来的已调制的数字节目流信号，经过正交幅度解调之 后输出为数字信号MPEG-2传输流。
3、 解复用模块
解复用模块的作用是把同一频道上不同的节目流以及信息流分别选出 来，并根据观众所选的节目把音视频传送到解扰器，同时也把节目特定信息 (PSI)信息传送给存储器。解复用模块根据单路的解复用模块设计原理，可 以简单地把两个单路的解复用模块叠加一起。两个独立的单路解复用模块， 它们由相同的程序设计而成，并相互不影响地独立地完成一路信号的解复用。 因为两路所用的设计程序是一样的，所以本实施例的解复用模块把两个单路 的程序编译在同一芯片中，集成为一个独立的模块，也就是我们所需要的两路解复用模块。解复用模块的输入端为正交幅度解调的MPEG-2传输流信号， 输出端为节目的音视频信号和节目数据信息。
本实施例解复用模块的软件流程如图4所示，正交幅度解调模块解调出 来的两路节目流TS1和TS2分别进入各自的解复用模块，首先经过同步检测， 找出每一帧的帧头(0x47)，并把找出的每帧存入FIFO缓存中，如果FIF0的 传输流缓存中有未处理的包，从FIFO传输流缓冲区中取出该包，根据节目 标识符PID的值，如果是PID^，表示当前的包是节目关联表PAT，那么就对 该包进行解析，根据选定的节目号，确定需要解码的节目映射表PMT包的节 目标识符PID，更新节目标识符PID信息表中节目映射表的节目标识符PID， 将节目映射表PMT的状态位设定为需要解码。
根据节目映射表PMT的状态位，如果不需要解码，就丢弃这个包。如果节 目映射表PMT的状态位需要解码，进入节目映射表PMT包解析子程序，提取出 该解码对应的音频，视频传输流包的节目标识符PID,将提取出的音频，视频 传输流包的节目标识符PID值对节目标识符PID信息表进行更新。
如果节目标识符PID等于节目标识符PID信息表中的音频、视频节目标 识符PID值，那么就进入到音频视频处理程序，对音频视频的传输流包进行 解包，配置片上DMA直接内存存取控制器。由直接内存存取控制器将对应的 打包基本流PES包的内容，也就是实际的音视频流的码流发送到片外存储器 SDRAM的音频、视频缓冲区中，供下一级的音频、视频解码器完成解码功能。 最终完成MPEG2码流的解码过程。因为两路解复用模块的工作程序都是一样， 所以在解复用过程中只需要多增加内存的存储容量，并把它们的节目关联表 包的节目标识符PAT_PID、节目映射表包的节目标识符PMT—PID和节目流的 节目标识符PID信息^分别存在不同的缓存中，以便读取和更新。
4、条件接收模块
本实用新型的关键在于解密出两路不同的控制字，而不同的控制字则又 要通过不同的授权控制信息和授权管理信息解密。
通常情况下，在授权控制信息数据包中会传输两个加密后的控制字当 前时刻的加扰控制字和下一周期的加扰控制字。控制字一般2 10s更换一 次，因此授权控制信息数据包必须在这个时期内分发数次，以确保用户在控 制字更换之前收到新的授权控制信息数据包。授权控制信息数据包只与该传 输流中的产品数有关，而与用户数无关，所有用户使用相同的授权控制信息 数据包。用户数字电视机顶盒收到授权控制信息数据包后会传送给用户智能
卡用于解密控制字o
在授权管理信息数据包中传送加密的产品密钥或加密的组密钥，授权管 理信息数据包的信息对于每个用户不同。每个用户接收机首先根据自己的用
户号User-ID或组号Group-ID过滤出属于自己的授权管理信息数据包，然后 将数据包传送给用户智能卡，用户智能卡解密出组密钥，再由组密钥解密出 产品密钥，根据授权控制信息在智能卡内部解密出控制字并送出智能卡外给 数字电视机顶盒解扰。 一般产品密钥数小时更换一次，含有产品密钥加密信
9息的授权管理信息数据包几分中分发一次；组密钥数天更换一次，含有组密 钥加密信息的授权管理信息数据包数小时分发一次。
由于授权控制信息和授权管理信息数据包都是几秒钟才更换一次，控制 字是随着授权控制信息和授权管理信息的变化而改变， 一般也是2 10s才变 化一次，也就是说2 10s内节目流解扰的控制字都是同一个控制字。因此假 设智能卡输入端有两路(不同的)授权控制信息和授权管理信息，分别为ECM1 和EMM1、 ECM2和E薩2，在不同的时刻进入智能卡，然后智能卡在不同的时 刻分别处理不同的授权控制信息和授权管理信息，最后输出不同的控制字信 息进行解扰。本实施例用ls作为一个循环周期，每隔0. 5s处理不同两路的 解密过程。 一个周期内前0. 5s从内存中把授权控制信息ECM1和授权管理信 息EMM1取出输入智能卡进行解密，输出控制字CW1，并把存入存储器中，同 时新的授权控制信息ECM2和授权管理信息EMM2存入存储器中。后0. 5s从 内存中把授权控制信息ECM2和授权管理信息EMM2输入智能卡进行解密，输 出控制字CW2，并把存入存储器中，同时新的授权控制信息ECM1和授权管理 信息E醒1存入存储器中。下个周期重复以上的过程，最终可以ls钟内输出 两个不同的控制字。
因为控制字在2s以上才会改变，所以当解扰时，在2s时间内从存储器 中取出的控制字不会改变。同时在2s时间内一路授权控制信息和授权管理信 息解密2次，保证了授权控制信息和授权管理信息不断地更新，也会保证控 制字不断地更新。经过循环处理授权控制信息和授权管理信息，控制字不间 断地更新，进而保证了未解扰的传输流不间断地解扰。只有保证两路传输流 不断地解扰，才能保证电视节目不间断地播放，最终达到本文所要求的数字 电视机顶盒设计方案 一台数字电视机顶盒连接两台电视机，并能同时收看 不同的电视节目。如图5所示为本实施例智能卡输入端授权控制信息、授权 管理信息与输出端控制字的时序关系图。
两路不同的授权控制信息ECM1和授权管理信息EMM1 、授权控制信息ECM2 和授权管理信息E固2来自解复用器输出端，授权控制信息和授权管理信息缓 存的作用就是存储授权控制信息和授权管理信息，通常用FIFO存储器构成， 一个典型的授权控制信息数据包长度188字节，而含有产品密钥加密信息的 授权管理信息数据包长度是37字节，含有组密钥加密信息的授权管理信息 数据包长度为38字节。通常授权控制信息数据包信息2s钟更新一次，通过 再找到在节目映射表中的CA—descriptor,并找出对应的授权控制信息码流 的节目标识符(PID),最后通过授权控制信息的节目标识符PID滤出授权控 制信息。为了保证授权控制信息不丢失，应采用内存存储，因为它更新很慢， 所以只要有256字节的内存作为储存信息。同样授权管理信息数据包信息10s 以上更新一次，它是通过解码器将从中读取智能卡IC的CA—systemjD及其 它智能卡信息，在节目流中找到并过滤出条件接收表(CAT) (PID=0x0001)， 通过条件接收表中的CA—descriptor,找出对应该CA—system—ID的CA_PID， 此CA_PID即为对应该条-件的授权管理信息的节目标识符,最j^通过授&管理信息的节目标识符滤出授权管理信息。为了保存授权管理信息，使之不丢失，
则需要150字节的内存。这样保证智能卡处理一路授权控制信息ECM1和授权 管理信息E丽l时，另一路授权控制信息ECM2和授权管理信息E薩2能完好的 保存，并等到它处理时而没有丢失数据。
最后来讨论智能卡的处理速度，为了分时处理不同两路的授权控制信息 和授权管理信息，智能卡的速度不能不考虑。因为智能卡要保证在下一个新 的授权控制信息或者授权管理信息到来之前，它能把两路的不同的授权控制 信息和授权管理信息信息处理好。智能卡的输出信息控制字2s变化一次，控 制字的长度是64bit，而智能卡的数据传输的波特率为9600bps，也就是智 能卡一秒可以处理输出9600bit的数据，远远大于两路控制字信息输出的速 度。又根据对智能卡中解密算法的硬件FPGA仿真，在处理时钟为5MHZ的FPGA 中解密一次控制字需要0. 3s左右，因此在控制字在ls时间内变化最多能处 理3次，能确保解密控制字时也不丢失和更新。因此本发明中提出智能卡在 0.5s内解密一路授权控制信息和授权管理信息，再在另一 0.5s内解密另一 路授权控制信息和授权管理信息，最后得出两路不同的控制字信息，也是能 保证控制字不丢失同时能按要求更新。
控制器的作用是控制输入端授权控制信息ECM1、授权管理信息EMM1或 授权控制信息ECM2、授权管理信息E醒2选择输入，输出端则是控制字CW1 或控制字CW2选择输出。TS1'和TS2'为未解扰的MPEG-2视频和音频码流， TS1和TS2为解扰之后的视频和音频数据，它们的码流速率在3mb/s 38.5mb/s之间，因此也需要至少一秒钟的缓存，需要38.5mb大小的内存。 控制字的缓存也很重要，控制字可能几秒钟才变化一次，要确保控制字在几 秒钟内不丢失，它需要128bit的内存作为存储器。
如图6为两路条件接收模块的工作流程图，输入端输入未解扰的节目流 TS1'和TS2'码流，分别经过FIFO缓存处理，然后节目标识符PID检测分 辨节目流包属于什么类型的数据包。当检测结果是条件接收表CAT的数据包 时，又检测是否是授权管理信息或者是授权控制信息，最后滤出授权管理信 息E丽l和授权控制信息ECM1、授权管理信息EMM2和授权控制信息ECM2数 据信息。S方波发生器是周期为ls的方波发生器，当S为<r时，判断授 权管理信息E匪l和授权控制信息ECM1通过，授权管理信息E丽l与PDK进行 授权解密，解密结果在与业务密钥SK进行第二次解密，再经过数据加密标准 DES算法解密得到控制字CW1 ，控制字CW1与未解扰的节目流TS1'流进行解 扰，最后得到音视频TS1码流。同理，当S为'0，时，判断EMM2和ECM2通 过，E醒2与私有数据PDK进行授权解密，解密结果在与SK进行第二次解密， 再经过DES算法解密得到CW2,控制字CW2与未解扰的节目流TS2'流进行解 扰，最后得到音视频流。
通过以上各个模块的设计，调谐模块、正交幅度解调模块和解复用模块 都是在单路模块上再简单地增加至少一路单路模块，从而实现两路或两路以 上不同的信号频道选择输入、模拟信号解调出数字信号和MPEG-2节目TS流解复用。调谐模块、正交幅度解调模块、解复用模块的路数与所需显示的数
字电视节目的路数N相同，其取值在1 3路之间。而解密解扰模块则不是简 单的两个或两个以上的单路的合并，因为智能卡的输入和输出只能是一路信 号，所以不能同时解密解扰两路节目信号。为了实现两路节目信号解密解扰， 本实施例运用时分复用的原理来处理两路节目信号的解密解扰。 4-1控制模块处理
智能卡要解密两路授权控制信息和授权管理信息，就必须分时循环处理， 因为智能卡输出控制字至少2s才变化一次，所以把2s分为四等分，0.5s解 密第一路信号，下个0.5s再解密第二路信号，再一个0. 5s又回到解密第一 路信号，最后的0.5s又解密第二路信号。如此循环解密授权控制信息ECM和 授权管理信息EMM信息，就会不丢失，也不会在新的授权控制信息ECM和授 权管理信息E醒到来时不能及时解密。
控制模块的控制程序步骤为控制模块输出端为1时，4选2数据选择 器输入端是授权控制信息ECM1和授权管理信息E醒l，输出即为授权控制信 息ECMl和授权管理信息E醒l,智能卡输出端输出控制字CW1;控制模块输出 端为0时，4选2数据选择器输入端是授权控制信息ECM2和授权管理信息 EMM2，输出即为授权控制信息ECM2和授权管理信息E匪2，智能卡输出端为 控制字CW2。
4-2智能卡对数据的处理
在模块实现之前，先由数字电视机顶盒过滤出两路的授权管理信息EMM、 两路授权控制信息ECM，并将其保存在内存中，通过控制器控制并将其传输 给智能卡，智能卡解密相关数据并回传。保存授权管理信息E匪和授权控制 信息ECM的目的是为了保证解密一路授权管理信息E薩和授权控制信息ECM 信息时，另一路授权管理信息E醒和授权控制信息ECM信息正在保存或者更 新，使之不丢失。
每一路授权控制信息ECM和授权管理信息E匪都要经过智能卡解密相关 数据并回传的过程。当智能卡插入数字电视机顶盒时，解码器将从中读取智 能卡的CA—systemJD及其它智能卡信息，在TS流中找到并过滤 CAT(PID=0x0001) ， ii过CAT中的CA—descriptor,找出对应该CA—system—ID 的CA—PID，此CA—PID即为对应该CA的授权管理信息EMM的节目;示识符。获 取授&管理信息EMM码流后，用智能卡中固化的PDK解密出SK。完成以上步 骤后，解码器再找到在节目映射表中的CA—descriptor，并找出对应的授权 控制信息ECM码流的PID,用得到的SK对授权控制信息ECM解密就可以得到 CW，解扰器将CW作为输入控制参数，就可对码流数据进行解扰，恢复出原始
信号。其具体步骤为
a.授权管理信息E腿消息的处理
授权管理信息EMM消息主要向用户提供收看付费电视的授权和管理信息。
第一步数字电视机顶盒从智能卡的OxEFOO中取得CA—system—ID;
12第二步数字电视机顶盒从CAT表中的CA一descriptor中找到与该 CA—system—ID对应的CA一PID，即为控制解扰该节目的授权管理信息EMM_PID;
第三ii:条件接收i块根据条件接收模块专有的筛选参数和指令设置授 权管理信息E匪消息筛选器，将授权管理信息E画消息取出送给智能卡；
第四步智能卡将用存储于0x0002中的PDK对授权管理信息E醒消息解 密，得到授权和管理信息；
第五步重复"第三步"，等待新的授权管理信息E醒消息。
b.授权控制信息ECM消息的处理
授权控制信息ECM消息提供了收看加扰节目的收看判据和解扰参数等信息。
' 第一步用户通过电子节目指南EPG寻找要收看的节目；
第二步用户选择要收看的付费节目，数字电视机顶盒从该节节目映射 表表的CA—descriptor中找到与该CA—System—ID对应的CA—PID，即为控制 该节目解^的授权控制信息ECM_PID，建立解&参数表；
第三步条件接收模块根据其专有的筛选参数和指令设置授权控制信息 ECM表段筛选器，将授权控制信息ECM消息取出送给智能卡；
第四步智能卡从授权控制信息ECM消息中得到接收判据，与智能卡保 存的收视权力比较。如果收看判据不在收视权力范围内，则通过响应信息告 诉用户无权收看该节目；
第五步如果收看判据落在收视权力中，智能卡用解密出的SK将授权控 制信息ECM消息中的解扰参数解密，得到控制字CW，通过响应信息送给数字 g视机顶盒使ffl -
第7^步数^电视机顶盒将控制字CW保存在解扰参数表里；
第七步数字电视机顶盒收到传输包，如果包头的加扰控制位为"10" 或"ll"胜在DVB中，"00"表示传输层未被加扰；"01"表示为今后DVB 预留；"10"表示传输层加扰采用偶密钥；"ll"表示传输层加扰采用奇密钥)， 则根据传输包的PID査找解扰参数表，如果加扰控制位的奇偶性与当前控制 字奇偶性相同，则用当前控制字解扰；如果奇偶性不同，则更新当前控制字， 将下一个控制字设定为当前控制字，并用于解扰；
第八步数字电视机顶盒将新的授权控制信息ECM包传给智能卡，为了 避免向智能卡重复传送授权控制信息ECM消息，数字电视机顶盒只在更新当 前控制字时才向智能卡传送新的授权控制信息ECM消息。
4-3解扰器模块的处理
解扰器在条件接收模块中有着举足轻重的作用。加扰过的节目流，在流 经解扰器时必须进行解扰处理后，才能被音、视频解码器正确解码。针对条 件接收系统，DVB标准组织提出一种通用加解扰算法(Common Scramble Algorithm),这种统一的算法规范化各种不同条件接收的前端加扰部分，使 同密方式得用(同密方式是指前端使用相同的控制字，但使用不同的加密电 路和信息传送方。同时也规范化解码芯片在解扰电路上的设计，使解码芯片可应用在不同的条件接收系统中。虽然是通用加扰算法，但它的技术细节是
不公开的，只有签署了 DVB组织成员的保密协议后才能获取。
对节目流进行解扰，为保证收发两端序列的同步，将伪随机序列发生器 的结构和初始状态编成一组数据，称为控制字，首先将智能卡解密得到的控 制字输入解扰器；再者使用控制字产生伪随机二进制序列，就像DVB传输系 统中的TS流在外码编码前(发端)、后(收端)进行的扩散解扰那样，收发两端 使用完全相同的伪随机序列；最后调用解扰算法，使用伪随机序列对被加扰 的数据流进行恢复。
本实施例不仅限于上述实施例，还可以为
如图7所示的三路显示数字机顶盒，包括一台机顶盒有四个输入端和三 个输出端，其中一个输入端为接入有线电缆，另外三个输入端分别对应着三 个遥控器，三个输出端分别接不同的电视机。遥控器1控制电视机1，遥控 器2控制电视机2，遥控器3控制电视机3。假设遥控器1单独使用时，智能 卡只解密一路数据，因此只有电视机l有节目输出，电视机2和3没有节目 输出。只有三个遥控同时使用时，智能卡分时解密三路数据，因此三台电视 机有节目输出。
或为如图8所示的遥控器控制的两路显示数字机顶盒，包括一台机顶盒 有三个输入端和两个输出端，其中一个输入端为接入有线电缆，另外两个输 入端分别对应着两个遥控器，两个输出端分别接不同的电视机。遥控器1控 制电视机l，遥控器2控制电视机2。假设遥控器l单独使用时，智能卡只解 密一路数据，因此只有电视机l有节目输出，电视机2没有节目输出。只有 两个遥控同时使用时，智能卡分时解密两路数据，因此两台电视机有节目输
出o
又或为如图9所示的单遥控器控制的两路显示数字机顶盒，包括一台机 顶盒有两个输入端和两个输出端，其中一个输入端为接入有线电缆，另外一 个输入端对应着一个遥控器，两个输出端分别接不同的电视机。遥控器能分 别控制电视机1和电视机2，此时遥控器需要有一个控制按键，此按键按下 时为控制电视机l，再按下时为控制电视机2，又再按一次又返回控制电视机 1，如此循环控制电视机1和2。
权利要求1、多显示数字电视机顶盒，其特征在于包括有一个高频头，用于接收高频电视信号，并将高频电视信号进行下变频，输出至少两路中频电视信号；至少两路调谐模块，对高频头输入的中频信号进行滤波以及选频；至少两路正交幅度解调模块，每路正交幅度解调模块与一路调谐模块相连，负责对滤波以及选频后的电视信号进行解调、解码；至少两路解复用模块，把同一频道上不同的节目流和信息流分别选出来，并根据观众所选频道把相应节目流传送到相应的解码模块，同时将所选频道的信息流传送到条件接收模块；一个条件接收模块，接收来自上述各路解复用模块的信息流，即授权管理信息和授权控制信息，并在一个控制字的循环周期内分时处理不同路的授权管理信息和授权控制信息，最后分时输出不同路的控制字信息送对解密流进行解扰；至少两路解码模块，将条件接收模块解扰出来的电视节目进行音视频解码，同时还原出至少两路相同或不同的音视频流。
2、 根据权利要求1所述的多显示数字电视机顶盒，其特征在于所 述条件接收模块包括智能卡、控制器、授权信息选择器、控制字选择器、 以及至少两路授权控制信息和授权管理信息的授权信息缓存器、解扰器和 节目流缓存器；各路授权信息缓存器分别与不同路的解复用模块相连；控 制器分别与授权信息选择器和控制字选择器的控制端相连，用于在一个控 制字循环周期内控制授权信息选择器选择其中一路授权控制信息和授权 管理信息输入智能卡的输入端，以及控制控制字选择器选择输出智能卡解 密出的其中一组控制字输出至相应的解扰器；解扰器与节目流缓存器连 接，将每一个控制字循环周期解扰出来的音视频流进行缓存，直至下一个 控制字循环周期解扰出来的节目流和信息流的送入。
3、 根据权利要求2所述的多显示数字电视机顶盒，其特征在于所 述调谐模块、正交幅度解调模块、解复用模块、音视频解码模块、授权信 息缓存器、解扰器和节目流缓存器的路数与所需显示的数字电视节目的路 数N相同，其取值在1 3路之间。
4、 根据权利要求3所述的多显示数字电视机顶盒，其特征在于所 述授权信息选择器为2N选2数据选择器，该授权信息选择器的输入端通 过总线与各路授权信息缓存器相连，输出端通过导线与智能卡相连。
5、根据权利要求3或4所述的多显示数字电视机顶盒，其特征在于: 所述控制字选择器为N选1数据选择器，该控制字选择器的输入端通过导 线与智能卡相连，输出端通过总线与各路解扰器相连。
专利摘要本实用新型公开一种多显示数字电视机顶盒，包括一个高频头，至少两路调谐模块、正交幅度解调模块、解复用模块、解码模块，以及一个条件接收模块。调谐器模块、正交幅度解调模块和解复用模块、解码模块都是在单路模块上再简单地增加一路或多路单路模块，从而实现多路不同的信号频道选择输入、模拟信号解调出数字信号和节目流的解复用。而解密解扰模块则不是简单的两个单路的合并，由于智能卡的输入和输出只能是一路信号，所以本实用新型运用时分复用的原理来处理多路节目信号的解密解扰，以此实现同时在不同的显示器上显示相同或不同的多路节目信号。
文档编号H04N5/00GK201298872SQ20082010456
公开日2009年8月26日 申请日期2008年9月11日 优先权日2008年9月11日
发明者珺 敖, 敖发良, 阳 潘, 马春波 申请人:敖发良