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一种优化的机顶盒电子节目指南系统设计通信

发布时间:2019-11-30 14:39:52 编辑:笔名

一种优化的机顶盒电子节目指南系统设计 - 通信/络 - 电子工程

电子节目指南(Electronic Program Guide,EPG) 作为数字电视特有的功能,它是在符合MPEG-2 ()的TS传输流中插入DVB标准定义的业务信息(Service Information,SI),使机顶盒(Set-Top-Box)的综合接收解码器(IRD)可以从TS流中提取出节目提供商播出节目的列表和播出参数,以直观的形式显示给数字电视用户,使得用户可以方便地接收、选择数字电视节目。电子节目指南是个复杂的系统,它的实现除了取决于机顶盒的软硬件资源外,还和前端SI发表策略有关。本文从机顶盒研发的角度出发,给出一种优化的机顶盒电子节目指南实现方案。

2 系统总体结构

电子节目指南的基本功能包括两种:

1.简单EPG:显示当前和下一个节目信息

2.高级EPG:显示一周内所有节目信息

图1 机顶盒EPG系统架构

机顶盒处理EPG信息的流程为:机顶盒的解复用器工作通过寻找PAT表开始,PAT表的PID号为“0x00”。PAT给出了构成传送流中各个节目业务的PMT的PID,同时也给出了NIT的PID号。根据NIT和PMT的PID值及对应的 Table ID值可以从流中解出相应的PMT、NIT、SDT、EIT等信息。机顶盒接收端的解析主要负责这些SI数据信息的重建。

其中简单EPG信息存储在EIT P/F(present/following)表内,高级EPG信息存储在EIT schedule表内。

本文实例如图所示,是基于富士通SmartMPEG MB86H20/5为核心的硬件平台,Metaware及相关工具为软件开发平台,使用Nucleus实时操作系统。

整个机顶盒的软件结构采用模块化结构,如图1所示。

3 具体模块实现

3.1 SI引擎

传统机顶盒的SI引擎对所有SI表(包括EIT P/F和EIT schedule)处理流程上是相同的。本文的优化处理在于:对于EIT P/F表和EIT schedule表在机顶盒终端的处理方式上区分对待。《数字广播业务信息规范(GY/Z)》中GY/ZNIT、BAT、SDT、EIT都被分成为一个或若干个段(section)表示,然后插入到TS包中。其中EIT P/F表有两个段(section),分别储存当前节目信息和下一个节目信息;EIT schedule表最多可以有32个节(segment),每一节可以存储一个频道的三个小时节目信息,且每节内最多可以有8个段(section)。简单EPG的信息量少,解析和存储的过程相对简单,但它的更新速度快,DVB中对前端EIT P/F表的传输间隔要求是2s;高级EPG的信息量大,解析和存储的过程复杂很多,但它的更新速度慢, DVB中对前端EIT schedule表的传输间隔要求是10s。本文针对两类不同的SI表接收要求设计不同的SI引擎解决方案。其中简单EPG的SI引擎流程如图2,高级EPG的SI引擎流程如图3。

图2 简单EPG的SI引擎流程

图3 高级EPG的SI引擎流程

当过滤器收到EIT表并调用中断处理函数时,简单EPG采用先关闭EIT P/F信道,并设置相关标志,等待后台轮询函数解析处理完该表以后再打开EIT P/F信道重新接收,即过滤器接收表的过程和后台轮询函数解析处理是串行处理的,这种机制能够实时处理当前的表,适合简单EPG信息量小、更新速度快的特点;高级EPG则不关闭信道,而是先解析表头,如果该段没有接收过,则将该段信息插入消息队列,等待后台轮询函数解析处理,即过滤器接收表的过程和后台轮询函数解析处理是并行处理的,这种机制能够保证过滤器收表过程连续而不被后台打断,适合高级EPG信息量大、前端连续发送的特点。

在EIT表版本更新方面,简单EPG收到当前和下一个节目信息以后,立即将过滤器设置成只接收新版本EIT P/F表,这样可以实时接收并更新简单EPG信息;对于高级EPG,由于信息量大且前端更新速度慢,所以在只在每次重新开机时接收最新版本的EIT表信息。

3.2 EPG数据库

传统机顶盒上的EPG数据库是单一的节目信息数据库,本文的优化处理在于:节目索引和节目详细信息分别建立数据库并彼此独立维护。其中节目索引数据库是按照频道-子表-段-节目的树状索引结构,如图4所示。其中段节点包含了它所属所有节目的id(参数event_id),同时还包含了表示该段是否接收的参数sectavail。

图4 节目索引数据库的结构

这种树状索引数据库有三个优点:

1. 树状索引所有节目id,这样便于节目信息的查询和按时间排序

2. 记录某频道的EIT表所有段的接收情况,便于SI引擎在接收时判断该段是否已经接收

3. 索引结构便于节目信息数据库的管理,如删除某一个频道的所有高级EPG信息等

节目信息数据库则存储了每个节目的详细信息,包括节目名称、节目起始和终止时间、节目简介以及节目语言种类等。其中重要的参数是节目id,通过该参数节目索引数据库可以访问相应的节目信息数据库内容。

3.3 EPG应用程序

EPG应用程序主要功能是响应遥控器中相关的EPG按钮,并查询EPG数据库,将节目信息按照时间排序输出到OSD界面中。对于简单EPG,只需作当前和下一个节目的时间排序输出;而对于高级EPG,OSD界面中选中特定频道和特定日期以后,通过访问EPG数据库中的节目索引数据库,提取出指定频道的所有节目id,然后根据节目id在节目信息数据库中筛选出指定日期的节目,并按节目起始时间做冒泡排序,最后输出到OSD显示。

4 结论

本文介绍了机顶盒中EPG系统的架构,并就具体的功能模块介绍了优化方案。在SI引擎方面提出了针对简单EPG和高级EPG不同的流程,在EPG数据库方面提出了节目索引和节目信息分离的数据库结构。这种优化结构在实际的EPG码流测试中取得良好的效果。

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