使用单个操作系统用于智能服务和数码电视服务的智能机顶盒和操作方法

摘要

提供一种智能机顶盒(STB)，该智能机顶盒在操作系统上装载根据对应所述操作系统的框架的应用编程接口API(Application Programming Interface)所设计的应用程序，并在所述操作系统上装载包含数码电视DTV（Digital Television）服务功能和安全服务功能的DTV堆栈(stack)后，为了使所述应用程序中的至少一个存取包含在所述DTV堆栈中的DTV服务功能，使用包含在所述操作系统的内核中的binder驱动器，来允许所述应用程序中至少一个和所述DTV堆栈之间的通信，从而可在单个操作系统上一起提供智能服务和DTV服务。

说明书

技术领域

本发明的实施例是涉及一种智能机顶盒及其运作的方法，更具体地说，是涉及提 供一种智能服务和数码电视DTV服务的技术。

背景技术

机顶盒STB(Settop Box)是指连接于电视，并通过以太网电缆、卫星电波或地面 电波接收天线、同轴电缆、电话线、模拟甚高频VHF或超高频天线接收外部的信号 进行适当的转换，从而在电视显示相应的内容的装置。在此，机顶盒可与电视机分开 独立存在，也可被包含在电视机内部。

数码电视服务是指利用以数码形态被压缩的广播信号，向用户提供高画质、高音 质的广播内容的服务，且智能服务是指可从应用程序商店下载多样的应用程序并实行 的服务。

最近，智能手机、平板电脑等智能服务以多样化的形态被提供，此类智能服务也 通过电视被提供。在这种情况下，便需要将由电视提供的智能服务和DTV服务通过 一个操作系统来控制的技术。

至今为止，大部分的交互式电视Java应用程序通过基于OCAP、ACAP、MHP、 GEM的平台被实现。但是，开发者为实现上述的交互式电视Java应用程序，具有应 用编程接口API的个数需在不同的环境中且须具备有关数码服务的基本知识的制约。 由此，大部分交互式电视Java应用程序没有被普遍化。相反，基于安卓（Android） 平台的应用程序的个数正在急剧增加，并可容易地获得有关安卓的知识。因此，正在 对试图将数码广播终端装置通过基于安卓的平台来提供进行研究。

发明内容

技术方案

本发明的实施例提供一种可将数码电视DTV(Digital TV)服务和智能服务通过一 个装置来使用的方法及装置。

特别是，本发明的实施例提供一种使开发者仅通过预先装载在类似安卓平台的开 放式平台中的API便可容易地开发电视应用程序的装置及方法。

不仅如此，本发明的实施例提供一种不需要具备有关类似OCAP、MHP等交互 式电视标准的知识也可容易实现的装置及方法。

此外，本发明的实施例提供一种可保障DTV堆栈（DTV STACK）和安卓平台的 独立性从而迅速支持平台升级的装置及方法。

根据本发明的一个实施例的在单个操作系统上一起提供智能服务和数码电视服 务的智能机顶盒的驱动方法，包括以下步骤：驱动操作系统，所述操作系统至少包含 由用于多个硬件的驱动器和binder驱动器所构成的内核及多个程序库；在所述操作系 统上装载应用程序，所述应用程序根据对应于所述操作系统的框架的应用编程接口 API(Application Programming Interface)被设计；在所述操作系统上装载数码电视 DTV(Digital Television)堆栈(stack)，所述DTV堆栈包含DTV服务功能和安全服务功 能；以及为了使所述应用程序中的至少一个存取包含在所述DTV堆栈中的DTV服务 功能，使用包含在所述操作系统的内核中的binder驱动器，来允许所述应用程序中的 至少一个和所述DTV堆栈之间的通信。

在这种情况下，所述操作系统可以是安卓操作系统。

在这种情况下，可包括允许所述应用程序中至少一个和所述数码电视堆栈之间的 通信的步骤包括封装(encapsulation)以包裹类（Parcel class）传送/接收的数据的步骤。

在这种情况下，所述方法可进一步包括为了所述数码电视堆栈中包含的所述数码 电视服务功能和所述安全服务功能之间的通信，使用数码电视硬件抽象层的步骤。

在这种情况下，所述操作系统的内核中包含的binder驱动器可执行进程间通讯 IPC(Inter Process Communication)机制。

在这种情况下，所述方法可进一步包括以下步骤：通过网络访问应用程序商店； 以及根据用户的选择，从应用程序商店下载至少一个的应用程序。

在这种情况下，所述DTV硬件抽象层，利用用于硬件的程序库、用于非(non)硬 件的程序库、以及用于所述DTV堆栈的程序库来允许所述DTV服务功能和所述安全 服务功能之间的通信。

其中，用于所述硬件的程序库处理对所述智能机顶盒内包含的硬件的存取，且用 于所述非硬件的程序库，区别于用于所述硬件的程序库，同时包含与所述DTV硬件 抽象层相关的模块，且用于所述DTV堆栈的程序库包含支持DTV服务的模块。

根据本发明的另一个实施例的实现在单个操作系统上一起提供智能服务和DTV 服务的平台的方法，包括以下步骤：将操作系统配置在第一层，所述操作系统至少包 括由用于多个硬件的驱动器和binder驱动器所构成的内核和多个程序库；将应用程序 配置在所述第一层的上位层第二层中，所述应用程序根据对应于所述操作系统的框架 的应用编程接口所设计；将数码电视DTV(Digital Television)堆栈(stack)配置在与所述 第二层同等的层第三层中，所述DTV堆栈为所述第一层的上位层，在所述操作系统 上包含数码电视服务功能和安全服务功能。在此，通过包含在所述操作系统的内核中 的binder驱动器，为了使所述应用程序中的至少一个存取包含在DTV堆栈中的DTV 服务功能，允许所述应用程序中的至少一个与所述DTV堆栈之间的通信。

根据本发明的另一个实施例的在单个操作系统上一起提供智能服务和DTV服务 的包含存储器、处理器、及多个硬件的智能机顶盒，其包括：处理器，其驱动操作系 统，所述操作系统至少包含由用于多个硬件的驱动器和binder驱动器所构成的内核及 多个程序库；存储器，其在所述操作系统上装载应用程序和数码电视DTV(Digital  Television)堆栈(stack)，所述应用程序根据对应于所述操作系统的框架的应用编程接 口被设计，所述DTV堆栈包括DTV服务功能和安全服务功能。在此，所述处理器 为了使所述应用程序中的至少一个存取包含在所述DTV堆栈中的DTV服务功能，使 用包含在所述操作系统的内核中的binder驱动器，来允许所述应用程序中的至少一个 和所述堆栈DTV之间的通信。

在这种情况下，所述存储器，将所述DTV硬件抽象层的程序库存储在对应于所 述操作系统的框架所参照的位置。

本发明的实施例可提供一种可将数码电视DTV(Digital TV)服务和智能服务通过 一个装置来使用的方法及装置。

特别是，本发明的实施例可提供一种使开发者仅通过预先装载在类似安卓平台的 开放式平台中的API便可容易地开发电视应用程序的装置及方法。

不仅如此，本发明的实施例可提供一种不需要具备有关类似OCAP、MHP等交 互式电视标准的知识也可容易实现的装置及方法。

此外，本发明的实施例可提供一种可保障DTV堆栈（DTV STACK）和安卓平台 的独立性从而迅速支持平台升级的装置及方法。

附图说明

图1是示出根据本发明的一个实施例一起提供DTV服务和智能服务的智能机顶 盒的构造的示图。

图2是举例示出根据本发明的一个实施例的智能机顶盒的具体框图的示图。

图3是作为参考示出被公开的具备安卓（Android）操作系统的系统构造图

图4是示出根据本发明的一个实施例的安卓DTV HAL结构的示图。

图5是示出根据本发明的一个实施例提供DTV服务和智能服务的方法的运作流 程图。

图6是示出根据本发明的一个实施例的智能机顶盒的框图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施例进行详细说明。

在说明本发明的实施例中，由于有关公知的功能或构成的具体说明会使本发明的 论证模糊不清，因此省略该具体说明。此外，在本说明书中使用的专业术语 (terminology)，作为适当体现本发明的最优选的实施例而被使用的术语，可根据用户， 管理者的意图或本发明所属的领域等有所不同。因此，有关术语的定义根据本说明的 整体内容被下达。

DTV服务，即，数码电视服务,与现有的模拟（analog)服务不同,是指利用以数码 形态被压缩的广播信号，向用户提供高画质、高音质的广播内容的服务。由于DTV 服务利用数码信号，比起模拟服务可提供更多的信息，因此可提供数据服务。依据 DTV服务，用户不仅可观看电视，还可利用提供电视节目的广播时间、内容、及演 员信息等的‘电子节目指南EPG（Electronic Program Guide）’和用户可在方便的时间 内立即选择观看所需节目的‘视频点播VOD（Video On Demand）’等服务。因此，为 提供DTV服务需要将以数码形态被压缩的广播信号复原成原来的视频和音频信号的 机顶盒STB（Settop Box）。

智能服务是指可从应用程序商店（例如，软件商店（App store）、安卓市场、 blueberry软件世界等）下载多样的应用程序并实行的服务。应用程序是指基于操作系 统被实行的多种程序。应用程序的例子，例如除了因特网浏览器、谷歌地图、优酷 视频（You Tube）、微件(widget)等以外，还存在其他多种类型的应用程序。软件商店 （App store）是由苹果公司运营并可付费或免费下载iOS用应用程序的应用程序商 店，且安卓市场是由谷歌公司运营的可下载安卓用应用程序的应用程序商店。用于智 能服务的平台可以是类如基于安卓平台的开放式平台(open platform)。

本发明的实施例可提供一种智能机顶盒，该机顶盒可在一个操作系统上提供上述 的DTV服务和智能服务。即，根据本发明的实施例，用户可通过一个装置（智能机 顶盒）在一个操作系统上一起使用DTV服务和智能服务。

图1是示出根据本发明的一个实施例一起提供DTV服务和智能服务的智能机顶 盒的构造的示图。

在对图1进行具体说明之前应说明智能机顶盒的硬件、软件构造可以是多样化 的。参照图1，示出DTV服务和智能服务全都提供的智能机顶盒的简单构造的示图。

本发明的智能机顶盒包括安卓（Android）操作系统，从而可使用其他多种操作 系统。例如，可包括基于安卓操作系统的Linux内核（Linux Kernel）。此外，智能机 顶盒可包括开放源码虚拟机、芯片组驱动器、DTV接收模块、和接收限制衔接模块。 此外，可利用对应于操作系统的框架（例如，已知的安卓框架）来一起提供智能服务 和DTV服务。

图2是举例示出根据本发明的一个实施例的智能机顶盒的具体框图的示图。

参照图2，根据本发明的一个实施例的智能机顶盒能够基于安卓操作系统210 来运作。

图2的第一层中的安卓操作系统210包括Linux内核、仿生（bionic）、系统程序 库和用于IPC211的binder驱动器。本发明的DTV服务和智能服务全部可基于一个 安卓操作系统被提供。在这种情况下，安卓操作系统210可基于多种版本的Linux内 核（例如，Linux内核2.6）。

智能机顶盒启动时，Linux内核可通过引导程序(bootloader)先被启动，且安卓操 作系统210在内核初始化后执行将系统初始化的‘init’程序。

安卓操作系统210可包括安卓标准C程序库libc(C standard library)仿生(Bionic)。 仿生作为将基于伯克利软件分配BSD(Berkeley Software Distribution)的libc按照移动 （嵌入式）环境来修正的C程序库，可支持安卓中被特化(specific)的服务。安卓操作 系统内运行的本地代码(native code)可全部通过仿生被编译。

根据本发明的一个实施例的安卓操作系统210可包括执行进程间通讯IPC（Inter  Process Communication)211机制的binder驱动器。IPC211机制是指程序间数据交换 的意思。安卓操作系统210利用binder驱动器可执行安卓操作系统的程序（例如：播 放视频、播放音频、相机、活动管理等）之间的通信。

以下将对与图3相关的安卓操作系统210进行详细说明，在此，Linux内核与多 个硬件对内部存储器、处理器、网络进行管理，系统程序库和用于在图像、视频播放 等中使用硬件的程序库通过Dalvik虚拟机被构成。

第一层的上位层中的DTV堆栈230中所包含的安全服务模块232在操作系统210 中控制对用户条件单元的存取。例如，可通过XCAS SM(eXchangeable Conditional  Access System Secure Micro)被实现。

安全服务模块232可包括安全监视器（例如，XCAS监视器）和安全客户端（例 如，CAS客户端）。安全服务模块232提供与安全客户端（CAS客户端）的安装及更 新、安全功能提供等CAS客户端的实行相关的平台。

根据本发明的一个实施例的DTV堆栈230，其根据用户的资格在安卓操作系统 上将提供数码电视服务的DTV堆栈230中所包含的数码电视服务提供给用户。更具 体地，本发明的DTV堆栈230将现有机顶盒的提供数码电视服务的一部分放入安卓 平台内。DTV堆栈230的DTV服务231可包括广播信息表的解析(parsing)和缓存 (caching)、DSG(DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specification)Set-top  Gateway)连接、交互通信连接（例如，有线调制解调器或局域网LAN(local area  network)、安全(XCAS)功能支持和系统更新等的功能。为支持上述功能，DTV服务 231块可包括DTV管理器块、系统/OTC块、安全管理器块、DOCSIS/DSG块、PSIP/SI 块等。

DTV硬件抽象层HAL250（Hardware Abstraction Layer）基于安卓允许安卓操作 系统210与DTV堆栈230通信。在此，DTV HAL250将装置驱动器212的接口抽象 化。作为举例，可使用三叉装置驱动作为装置驱动器212。且有关DTV HAL的具体 构成，将参照图4进行说明。

安卓框架221是基于安卓应用程序Java框架(Java Framework)，使利用DTV服 务的安卓应用程序实现的被修正的框架。安卓框架221包含用于应用程序的应用编程 接口API(Application Programming Interface)。此外，安卓操作系统211可利用安卓框 架221来实行/装载多个应用程序222、223。

用户可利用根据本发明的一个实施例的安卓框架221，通过Java TV/HAVi/OCAP 子集（subset），将与安卓应用程序有关的影像通过DTV来播放。即，根据本发明的 一个实施例的安卓框架可将DTV广播内容提供至安卓应用程序的运作基盘Dalvik 虚拟机中。

作为参考，Java TV/HAVi/OCAP子集是用于提供DTV服务的中间件 (middleware)。更具体地，Java TV作为用于DTV服务的基于Java的软件框架，是为 开发对话型TV服务和在数码广播接收器中运作的软件的开发者提供的接口。家庭音 频视频互用Havi(Home Audio Video interoperability)是支持有关音频和视频设备间的 控制和数据通信的中间件。此外，开放式有线应用平台OCAP(Open Cable Application  Platform)是根据有线电视实验室CableLabs所定义的用语交互主机的数据广播处理的 中间件。本发明中所使用的Java TV/HAVi/OCAP子集可包含用于支持DTV服务和安 卓应用程序的Java TV、HAVi、OCAP的一部分应用编程接口API(Application Program  Interface)。

根据本发明的一个实施例的智能机顶盒可包括在安卓操作系统上被实现的安卓 应用程序222、223。在此，安卓应用程序可包括类似英特网浏览器、地图的基本应 用程序223和从应用程序商店下载的应用程序222。

应用程序222可以是指安卓应用程序中DTV广播内容被融合的状态的应用程序。 因此，用户通过智能机顶盒可将多样化的安卓应用程序和与相关应用程序有关的 DTV广播内容一起来使用。此外，用户也可通过智能机顶盒接收所提供的DTV服务 来实行安卓应用程序。

智能机顶盒根据用户的选择，可从保有与DTV服务有关的多个应用程序的应用 程序商店下载有关DTV服务的应用程序。当然，根据用户的选择，智能机顶盒也可 下载与DTV服务无关的多样化的安卓应用程序。

根据本发明的一个实施例的智能机顶盒的安卓DTV主页可包含‘应用程序商店’ 菜单、‘电视指南’菜单、‘视频点播(VOD)’菜单、‘收看电视’菜单、‘微件’菜单、‘个人 视频录像机(Personal Video Recorder)’菜单、‘时空飞梭(Time Shift)’菜单、‘设置 (settings)’菜单等多种菜单。

例如，当用户选择应用程序商店菜单时，智能机顶盒可连接应用程序商店，并根 据用户的选择选择多样化的应用程序。此外，当用户选择存储在机顶盒中的应用程序 中的任何一个时，智能机顶盒可实行相关的应用程序。

至今为止，对在一个安卓操作系统210上一起提供智能服务和DTV服务的技术 进行了说明。本发明在上述环境中，允许安卓框架221通过使用IPC211机制的binder 驱动器与包含在DTV堆栈230中DTV服务231通信。即，本发明利用包含在安卓操 作系统210中的binder驱动器，从而可在一个操作系统上提供DTV服务和智能服务。

在这种情况下，在安卓框架221和DTV堆栈230中包含的DTV服务231之间的 通信中，互相传送和接收的数据通过封装的class被传送/接收。不仅如此，DTV服务 231的安全管理器和安全服务232的安全客户端根据套接字（socket)通信方式传送/ 接收数据，并实现安全客户端可与其他限制接收系统(CAS)互换。此外，DTV服务 231和安全服务232通过DTV HAL接口被独立地实现并运作，与硬件规格和硬件种 类无关。

图3是作为参考示出被公开的具备安卓（Android）操作系统的系统构造图

参照图3，使用安卓操作系统的系统分为4个层。Linux内核310不但与硬件管 理内部存储器、程序，还进行网络管理。以C/C++构成的程序库层320由用于在图像、 视频播放等中使用硬件的程序库层320和Dalvik虚拟机所构成。安卓框架 （Framework）330（或是应用程序框架）提供用于制作应用程序（Application）的Java  API。最上层应用程序层340是开发者利用应用程序框架的API开发的应用程序被分 布和实行的层。安卓平台为所有层的资源被公开的开放式平台，主要在智能手机中被 广泛使用。

如上所述，本发明是用于在安卓操作系统上一起提供智能服务和DTV服务的独 具匠心的平台。

图4是示出根据本发明的一个实施例的安卓DTV HAL结构的示图。

参照图4，根据本发明的一个实施例的安卓DTV HAL结构，其提供用于DTV 堆栈与安卓操作系统通信的程序库410、420、430。其中，上述DTV堆栈包括基于 安卓操作系统的安全服务和DTV服务。更具体地，本发明的安卓DTV HAL结构可 包含用于硬件的程序库‘libhardware’410、用于非硬件的程序库‘非libhardware’420、 及用于DTV堆栈的程序库‘用于DTV的libhardware’430。

libhardware410可负责安卓系统的存取、智能机顶盒内硬件的存取的程序库。 Libhardware410可包括有关图像传感器、全球定位系统GPS、相机等的模块。

非libhardware420包括libhardware410以外的模块中与安卓DTV HAL相关的模 块。例如，非libhardware420可包含EGL、OMX(OpenMAX)、和Stagefright等多媒 体框架。更具体地，EGL通过本地平台接口(Native Platform Interface)来定义特定平台 系统和OpenGL ES API之间的glue接口层函数。OMX为Khronos集团的标准API 标准媒体接口，且Stagefright为谷歌（google)公司制作的媒体框架。

为了libhardware410以外的DTV服务，用于DTV430的libhardware包含附加的 模块。用于DTV430的libhardware根据包含在用于DTV430的libhardware中的各个 模块可提供DTV画质选择、转换频道(zapping)等多种功能。包含在如图4中所示的 用于DTV430的libhardware中的各模块以程序库的形态(.so)存在，为了在现有的DTV 堆栈中重新使用程序库，将DTV HAL的程序库存储在安卓框架参照的位置，以便使 用安卓应用程序。

图5是示出根据本发明的一个实施例提供DTV服务和智能服务的方法的运作流 程图。

参照图5，在步骤510中，根据本发明的一个实施例的智能机顶盒驱动操作系统， 该操作系统至少包括由用于多个硬件的驱动器和binder驱动器所构成的内核和多个 程序库

此外，在步骤520中，智能机顶盒在所述操作系统上装载包含数码电视DTV (Digital Television)服务功能和安全服务功能的DTV堆栈(stack)后，实行安全服务。据 此来控制用户的条件单元的存取。

此外，在步骤530中，智能机顶盒根据用户的资格将安置在安卓操作系统上的数 码电视服务通过提供的DTV堆栈，向用户提供数码电视服务。

此外，在步骤540中，智能机顶盒在所述操作系统上装载根据对应所述操作系统 的框架的应用编程接口API(Application Programming Interface)所设计的应用程序后， 实行至少一个应用程序，从而可向用户提供智能服务。

虽然没有在图5中被明确地示出，本发明为了使所述应用程序中的至少一个存取 包含在所述DTV堆栈中的数码电视服务功能，使用包含在所述操作系统的内核中的 binder驱动器，从而来允许所述应用程序中至少一个和所述DTV堆栈之间的通信。 在这种情况下，为了包含在所述DTV堆栈中的所述DTV服务功能和所述安全服务功 能之间的通信，可使用DTV硬件抽象层。

至此，对根据本发明的实施例的智能机顶盒的运作方法进行了说明。有关之前图 1至图4中所述的多种实施例的内容可按原样适用于本发明的机顶盒的运作方法，在 此，省略详细地说明。

根据本发明的实施例的方法，可通过多种计算机手段以可执行的程序命令形式记 录在计算机可读媒体中。该计算机可读媒体可包括独立的或结合的程序指令、数据文 件、数据结构等。该媒体记录的程序指令可专门为本发明的目的设计和创建，或为计 算机软件技术人员熟知而应用。计算机可读媒体的例子包括：磁媒体(magnetic media)， 如硬盘、软盘和磁带；光学媒体(optical media)，如CD ROM、DVD；磁光媒体 (magneto-optical media)，如光盘(floptical disk)；和专门配置为存储和执行程序指令的 硬件设备，如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)等。程序指令的例子，既包 括机器代码，如由编译器产生的，也包括含有可由计算机使用解释程序执行的更高级 代码的文件。

图6是示出根据本发明的一个实施例的智能机顶盒的框图。

参照图6，根据本发明的一个实施例的智能机顶盒包括处理器610、存储器620、 和多个硬件630。在此，多个硬件630可以是键盘、调谐器、解码器、调制器、网络 装置、传感器等。

处理器610驱动操作系统，该操作系统至少包括由用于所述的多个硬件的驱动器 和binder驱动器所构成的内核和多个程序库。在这种情况下，所述操作系统上根据对 应所述操作系统的框架的应用编程接口API(Application Programming Interface)所设 计的应用程序和所述操作系统上包含数码电视DTV(Digital Television)服务功能和安 全服务功能的DTV堆栈(stack)被装载至存储器620中。

在这种情况下，所述的处理器610，其为了使所述应用程序中的至少一个存取包 含在所述DTV堆栈中的DTV服务功能，使用包含在所述操作系统的内核中的binder 驱动器，来允许所述应用程序中至少一个和所述DTV堆栈之间的通信，从而可在单 个操作系统上一起提供智能服务和DTV服务。

此外，通过图1至图5被说明的内容可按原样适用于图6中。在此，省略详细的 说明。

如上所示，本发明虽然已参照有限的实施例和附图进行了说明，但是本发明并不 局限于所述实施例，在本发明所属领域中具备通常知识的人均可以从此记载中进行各 种修改和变形。

因此，本发明的范围不受说明的实施例的局限或定义，而是由后附的权利要求范 围以及权利要求范围等同内容定义。