双向机顶盒以太网模块的研究与实现

摘要

有线电视数字化在全国各地大中城市中正如火如荼的开展，作为模拟电视向数字电视发展过程中的过渡产品--数字电视机顶盒(STB)在今后数年内还将是电视市场的主流商品。目前，它已经不只是一台用来接收数字电视的转接器，用户还可以通过机项盒享受视频点播、上网浏览、电子邮件等综合业务。基于此需求，本文在STx5105平台上实现了具有以太网回传功能的机项盒。 论文首先介绍了DVB-C标准及MPEG-2标准，然后按照网络分层模型详细分析了TCP/IP协议的物理层、数据链路层、网络层和传输层，介绍了设计中采用的嵌入式TCP/IP协议栈-LwIP和以太网。 在硬件设计部分，介绍了基于意法半导体公司STx5105芯片的数字电视机顶盒方案，然后着重介绍了基于DM9000A芯片的嵌入式以太网接入方案及其硬件实现。 在软件设计部分，在提出机顶盒软件系统结构分层模型的基础上，首先介绍了OS20实时操作系统，然后介绍了机顶盒的软件工程，最后重点分析并实现了以太网接口的底层驱动。 另外，论文中还对ST20软件调试工具包、软件系统的调试方法等内容进行了简要介绍。

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第一章绪论

1.1数字电视

1.1.1数字电视的概念

1.1.2数字电视的发展现状及趋势

1.2数字电视机顶盒

1.3回传方案

1.4本课题的任务

第二章涉及的标准和协议

2.1数字电视标准

2.1.1 DVB标准

2.1.2其它数字电视标准

2.2 DVB-C标准

2.3 MPEG-2标准

2.3.1 MPEG-2视频标准

2.3.2 MPEG-2音频标准

2.3.3 MPEG-2系统传送层

2.4TCP／IP

2.4.1TCP／IP协议介绍

2.4.2嵌入式TCP／IP-Lwip简介

2.5以太网

第三章 网络模块的硬件设计

3.1 ST机顶盒解决方案

3.2电源模块设计

3.3音频放大模块

3.4数字高频头

3.4.1Tuner

3.4.2信道解码STV0297

3.5 DDR和Flash

3.6以太网模块设计

3.6.1芯片选择

3.6.2 DM9000A介绍

3.6.3网络模块硬件电路设计

3.6.4总线地址空间及控制时序

第四章 网络模块的软件实现

4.1数字机项盒的软件体系结构

4.1.1实时操作系统(RTOS)

4.1.2硬件抽象层(HAL)

4.1.3硬件驱动层

4.1.4应用程序层

4.2网络部分系统结构

4.3 DM9000A驱动程序设计

4.3.1 DM9000A寄存器介绍

4.3.2 DM9000A的编程方法

4.4 DM9000A驱动模块的添加

4.4.1机顶盒软件工程和编译运行

4.4.2添加模块

第五章 系统调试

5.1 JTAG调试

5.2开发工具ST20 Embedded Toolset

5.2.1在线调试

5.2.2脱机调试

5.3调试过程

第六章 总结

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢