原创 基于RK3066主芯片的数字电视机顶盒原理解析

        数字电视机顶盒是一种将卫星、有线、地面无线传输的数字电视信号及各种数据信息通过解调、解复用、信源解码最终转换成普通电视可接收的模拟信号的变换设备，其示意图如图1。目前的数字电视机顶盒已成为一种嵌入式计算设备，具有完善的实时操作系统，提供强大的CPU计算能力，用来协调控制机顶盒各部分硬件设施，并提供易操作的图形用户界面，是扩展电视机功能的一种新型家用电器。QQ:1762516767 18675554078，原装现货，欢迎交流。（更多详情）

图1 数字电视机顶盒示意图

数字电视机盒一般由主控芯片、一体化调谐解调器、单片解复用器、动态存储器、快闪存储器、音频D/A数模转换器、音频/视频放大器、调制解调器、电源管理等组成。下面我们以基于RK3066主控芯片的数字电视机顶盒为例，对电视机顶盒原理进行简单解析：主控芯片功能简介、机顶盒主要电路解析。

一、RK3066主控芯片初识

Rk3066主控芯片采用双核Cortex-A9架构，运行频率高达1.6GHz，可搭载Andriod系统。它主要由CPU处理器内核、多媒体处理器、图像接口、系统组件、连接接口、内置内存、外围存储器等七大模块组成，它几乎支持所有格式的视频解码、H.264/MVC/VP8编码及高质量的JPEG编解码等，其强大的硬件性能使其在高端应用中表现优异，其功能图如图2，实际应用图如图3。

图2 RK3066主控芯片功能模块示意图

图3 RK3066实际应用功能图

二、电视机顶盒主要电路解析

根据机顶盒示意图，我们可将机顶盒电路分为四个模块：用户-机顶盒交互电路、输入信号处理电路、输出信号处理电路及电源管理电路。

（1）用户-机顶盒交互电路

用户-机顶盒交互电路包含键盘、遥控接收器、LED数码显示器及驱动电路等几部分。用户首先通过遥控器（遥控接发电路）或键盘发送需求信息，信息被送至两个模块：

a）LED数码显示器，该部分信息在机顶盒LED显示屏中直接显示出来；

b）主控模块，该信息被传至主控模块后，主控芯片RK3066控制OGS图像系统产生能与解码的视频相叠加的文本、图形、光标、OSD以及静止平面等，最后将相叠加后的视频送至混合器/编码器进行混合编码（输出信号处理电路），最终实现用户与机顶盒交互式图形界面。

（2）输入信号处理电路

输入信号一般包括卫星数字电视信号、有线数字电视信号、Ethernet、USB输入、WIFI、蓝牙、FM等。对于不同的输入信号，机顶盒信号处理的流程也大不一样。

a）卫星、有线、地面无线数字电视信号（射频信号）处理电路

1）射频信号的调谐解调电路

机顶盒首先通过一体化调谐解调器的前置放大器接收卫星、有线及地面无线数字电视信号（射频信号），并进行低噪声前置放大、滤波；调谐时，RK3066主控芯片读出预置在片内ROM中的各个频道所需的调谐电压( )数据，通过 总线送到调谐器的PLL（锁相环路），进而控制变频器将输入的射频数字信号转换成中频数字信号。然后，再通过中频放大器对信号进行放大，为取出有用信号，去掉邻近频道和其他形式的干扰信号，在中频放大电路中还加入了带通滤波器。最后，通过移相器将中频放大器输出的中频信号产生 相移，形成同相位的 信号和正交相位的 信号，将该 信号送至双D/A转换器转换成两组字长6位的数字信号，通过QPSK解调器或QAM解调器进行解调，最终输出符合MPEG-2标准的传输码流，并送到解复用器和RK3066内置的多媒体解码器作进一步处理，完成调谐解调整个过程。

2）智能卡读卡电路

数字有线电视节目是通过加密处理的，只有解扰后才能收看。付了费的用户其智能卡中都有一个分配密钥Kd，在发送端用分配密钥对授权密钥加密，得到权益管理信息EMM，EMM和ECM经复用方式和加扰的MPEG-2音视频传输流一起传送。智通卡读卡电路接在主芯片与Smart卡接口和IC卡座之间，当智卡插入卡座后，CPU通过智能卡读卡电路读出智能卡中的分配密钥Kd，从EMM中解出授权密钥Kw，再从ECM中解出控制字Ks，并对加扰的音/视频MPEG-2传输流进行解扰，得到付费电视节目。

（b）Ethernet、WIFI、蓝牙、USB输入信号处理电路

Ethernet、WIFI、蓝牙及USB与机顶盒进行数据传输时，每种方式的传输介质不一样，而如视频、图片、文本等数据在传输介质中表现的形式也不一样。一般机顶盒都设置有与Ethernet、WIFI、蓝牙、USB进行数据交换的接口，比如与Ethernet进行数据交换：数据通过电缆等传输系统传至机顶盒，然后通过调制解调器将传输数据由模拟信号转换为数字信号比特流。对于WIFI、蓝牙等信号处理，一般主控芯片也会有相应的配套解决方案，如RK3066一般与RK901或RK903 WIFI/蓝牙模块配套使用。

（3）输出信号处理电路

在形成标准的TS码流TS 码流数据以及其他专用数据、OSD数据后，下一步则是将这些数据转换成普通电视机所能识别接受的信号数据。机顶盒中是通过视频编码器、音频D/A转换器、视频滤波以及音频放大电路来实现这一功能。

视频编码器用于对输入的数字视频信号的数字编码，它先将输入的的视频信号处理成同时传输的R、G、B信号，再经过数字编码，产生亮度和色差信号的Y、U、V基带信号。亮度数据先经亮度处理单元与 、 数据一起送入RGB编码器，经编码后，输出基色数据信号RGB, 、 数据加到色度处理单元，处理形成色度信号C，和经色差限波后的亮度信号相加输出复合视频信号CVBS，最后上述两类信号送至D/A转换器转换为模拟信号。最后经视频滤波接入普通电视机。

音频D/A转换器用于将音/视频解码器输出的PCM（脉码调制）音频数据转换成具有左、右声道的模拟立体声音频信号，最后经音频放大电路接入普通电视机或音箱。

(以上信息由深圳桑尼奇科技有限公司提供)