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基于EM8620芯片的IPTV機頂盒設計方案(3)
2、軟件設計
軟件主要包括嵌入式的操作系統(tǒng)和各類驅動及應用軟件。由于當前Linux有著優(yōu)良的可移植性和廣泛的兼容性，虼嗽詒痙槳鋼脅僮饗低巢捎忙藽Linux實現(xiàn)，而應用軟件主要包括電子節(jié)目指南、數(shù)字版權保護和條件接收、瀏覽器、圖形用戶界面、軟件解碼模塊等。
2.1嵌入式操作系統(tǒng)
μCLinux是面向MMU（內存管理單元）設計的嵌入式操作系統(tǒng)。內核由Linux2.0Kernel發(fā)展而來，同標準Linux相比，它繼承了原有的工作穩(wěn)定性強、網絡功能強大等主要優(yōu)點。此外，它具有占用空間小、執(zhí)行效率高等特點，由于IPTV機頂盒需要實現(xiàn)各種基于網絡的增殖業(yè)務，因此對于網絡通信協(xié)議的需求比較廣泛，μCLinux包括TCP/IP等多種網絡協(xié)議，能夠支持當前各種基于IP的業(yè)務，同時它還具有良好的開放性，任何新協(xié)議都可以很方便地加入到內核中，具備了持續(xù)升級的可擴展能力。
在使用μCLinux進行軟件設計時，一個需要著重考慮的問題是內存管理，由于EM8620沒有MMU管理存儲器，因此μCLinux不能使用虛擬內存管理技術，內存訪問應采用直接尋址方式，所有程序訪問的地址都是實際的物理地址，操作系統(tǒng)內存空間失去保護后，系統(tǒng)內各個進程實際上是共享同一個內存空間，因此在設計多進程任務時就需要特別注意進行內存保護，防止程序操作越界溢出。具體而言，就是在每個進程初始化時，μCLinux會根據用戶的申請分配一段連續(xù)的堆棧地址空間，而后該進程中所有的數(shù)據操作都在此內存空間內完成，所以開發(fā)人員必須對每個任務進程所需的最大內存空間做出正確估計和分配，一旦生成的數(shù)據空間大于所分配的內存空間，就會產生內存溢出，侵犯其他程序的地址空間，從而導致程序的運行異常，嚴重者將導致系統(tǒng)崩潰。傳統(tǒng)Linux最大的缺點之一是，系統(tǒng)非正常關閉后，經常會產生硬盤碎片，使操作系統(tǒng)無法正常引導啟動，此處，將μCLinux編譯后燒寫到Flash上采用Flash內核啟動方式，避免了上述缺點。
2.2應用軟件
2.2.1電子節(jié)目指南
電子節(jié)目指南是用戶獲取電視節(jié)目播出信息的直接途徑，從現(xiàn)有數(shù)字電視用戶的調查中發(fā)現(xiàn)，電子節(jié)目指南是當前最受用戶歡迎的功能，電子節(jié)目指南一般包括電視節(jié)目單、節(jié)目簡介、當前節(jié)目信息顯示、節(jié)目預定等多個環(huán)節(jié)，通常它的設計采用基于中間件或定制編寫軟件模塊的方式實現(xiàn)，過程復雜、靈活度差。此處采用基于瀏覽器的電子節(jié)目指南設計，電視節(jié)目信息以HTML方式或XML方式傳送，機頂盒接收后利用瀏覽器顯示給用戶觀看，其風格和瀏覽方式都具有很強的靈活性，由于其他類型的增殖業(yè)務如網絡瀏覽、電視購物等方式都需要瀏覽器，因此使用瀏覽器不會增加系統(tǒng)的額外開銷。
2.2.2數(shù)字版權保護
數(shù)字版權保護設計分為兩種，一種是針對已錄制節(jié)目的保護，另一種是針對實時播出節(jié)目的保護，由于機頂盒具有個人錄像機功能，用戶能夠方便地將實時播出的電視節(jié)目錄制到硬盤上，并通過USB接口拷貝出去進行散發(fā)。為防止這種盜版拷貝的情況發(fā)生，設計了嚴格的數(shù)字版權保護模塊，當用戶進行錄像時，對存儲到硬盤的節(jié)目進行加密處理，加密密鑰由每個機頂盒特有的硬件信息生成，這樣即使將節(jié)目拷貝到其他同類型機頂盒中也不能進行播放，從而實現(xiàn)了嚴格的版權保護功能，對于實時播出的加密節(jié)目，沿用了基于智能卡的工作方式，首先提取IP網絡傳送過來的密鑰數(shù)據流，通過UART接口送到智能卡中進行解密，解密后控制字存儲在內存中使用后即刻銷毀，防止盜取和破解。
2.2.3圖形用戶界面
為方便地對IDE硬盤及其他接口進行操作，此處為用戶提供了圖形用戶界面，它采用MiniGui引擎，界面啟動后，用戶可以通過遙控器或連接USB鼠標/鍵盤非常方便地進行操作。
除了上述應用軟件外，還可支持各種Java、flash程序運行，便于實現(xiàn)電視購物、在線游戲等功能，此外其包括WMV9、Real等一系列多媒體播放程序，用于各種類型的網絡音視頻節(jié)目及本地的DVD光盤播放。
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