【流媒体网】摘要：通过为IPTV业务特性的详细分析，总结出FPGA机顶盒硬件设计方面的四项要求

    传统的电视业务一致采用单向广播模式运营，随着科技的进步，人们越来越希望在电视中实现双向交互功能，通过交互通信，运营商能够及时地得知用户的需求，而终端用户也可以改变以往单一被动的信息接收模式，更多地参与到业务运营中。近期IPTV（网络电视）的出现，使这愿望成为可能，它作为电视和网络通信技术的融合，以IP为传送通道，能够向用户提供包括电视在内的更为广泛的多种交互式视音频服务。

    在IPTV的系统中，用户终端机顶盒是一个非常关键的设备，它不但是收看电视节目的终端，而且还是一个信息汇聚、交互的平台，被认为是构成未来家庭多媒体中心的重要组成部分，本文介绍一种基于EM8620芯片的IPTV机顶盒设计方案，该方案能够通过网络实现交互电视业务，支持MPEG2、MPEG4、VC－1（WMV9）、Real等多种视频压缩标准解码，具有电视节目录制、数字版权保护、DVD播放等多种功能。

    1 硬件设计

    1.1 设计要求分析

    通过为IPTV业务特性的详细分析，总结出FPGA机顶盒硬件设计方面的四项要求：

    （1）具有网络接入功能，能够利用LAN、DSL等方式接入到互联网、支持TCP/IP、FTP、RTP、RTSP、RTCP、IGMP多种网络协议。

    （2）支持多种视频压缩格式，目前MPEG2、MPEG4、VC－1等标准在IPTV中都有使用，有些运营商甚至是在交叉使用，这与传统数字电视采用单一的MPEG2标准情况大相径庭。因此，设计的机顶盒能支持的压缩标准越多，业务开展就越灵活，产品的使用范围就越广泛。

    （3）具有完善的增殖业务设计，其中包括视频点播、电子表决、互动游戏、网络浏览、网络游戏等，增殖业务是网络电视获取利润的关键，所以设计机顶盒时要充分考虑到各种增殖业务的扩展应用。

    （4）选择低成本的专用硬件平台。机顶盒不同于通用计算机，他是一个嵌入式系统，低成本、低功耗和稳定性是硬件设计要遵循的原则，一些早期的IPTV机顶盒设计方案采用了基于Intel的高性能通用处理器架构，虽然性能很好，但是在功耗和成本方面最终很难被市场和运营商认可。

    1.2 EM8620硬件平台

    设计方案中采用一个低成本但功能相对丰富的集成芯片－－EM8620作为硬件平台，它是Sigma Designs公司专门针对数字视频通信设计的最新一款多格式解码芯片、内嵌166MHz的32位RSIC处理器，具有丰富的音视频接口，此外还包括PCI总线控制器和IDE总线接口，依托二者能够实现网络接入、USB外设和IDE外设（如硬盘、光驱）访问等功能。图1是该芯片的逻辑单元框图，其主要功能和特点包括：

    （1）能够同时支持两路标准清晰度电视节目解码，实现画中画。；
    （2）视频支持MPEG2、MPEG4标清和高清解码，支持VC－1和Real的标清解码；
    （3）支持DVD格式信号解码；
    （4）音频支持Dolby AC3，MPEG1和MPEG2的层1、2、3，MPEG2的BC多声道层1、2、3，MPEG2 AAC，MPEG4 AAC，Windows WMA；
    （5）具有自适应去隔行功能；
    （6）具有去闪烁滤波的OSD功能，色彩支持32比特/像素；
    （7）具有视频、OSD、子图像和光标等4个图像层；
    （8）具有PCI2.1的总线控制接口；
    （9）采用2D图形加速；
    （10）具有IDE接口，能够连接光驱和硬盘设备，实现电视录像和程序存储；
    （11）具有NTSC/PAL复合视频及S－Video分量输出，带有可选的Macrovision防录制保护；
    （12）具有YPbPr/RGB分量视频输出，带有可选的Macrovision防录制保护；
    （13）具有3路I2S串行数字PCM音频输出，实现5.1声道环绕声；
    （14）具有SPDIF（IEC60958）数字音频输出。

    1.3 设计原理

    遵循IPTV机顶盒的设计要求，以EM8620为核心的硬件设计原理框图如图2所示，它包括多个不同的数据处理模块。

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