【畢業(yè)學(xué)位論文】（Word原稿）高清數(shù)字電視中間件研究與GUI實(shí)現(xiàn)-計(jì)算機(jī)軟件與理論

申請(qǐng)同濟(jì)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 高清 數(shù)字電視中間件研究與 現(xiàn) （ 國(guó)家 863“軟件重大專項(xiàng)”項(xiàng)目 編號(hào)： 2001 培養(yǎng)單位：電子與信息工程學(xué)院 一級(jí)學(xué)科：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 二級(jí)學(xué)科：計(jì)算機(jī)軟件與理論 研 究 生：崔磊 指導(dǎo)教師：陳榕 教授 二七年二月 A in 2007 63 o. 2001 高清數(shù)字電視中間件研究與G U 崔磊 同濟(jì)大學(xué) 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本人完全了解同濟(jì)大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意如下各項(xiàng)內(nèi)容：按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，并采用影印、縮印、掃描、數(shù)字化或其它手段保存論文；學(xué)校有權(quán)提供目錄檢索以及提供本學(xué)位論文全文或者部分的閱覽服務(wù)；學(xué)校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定 向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或者機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版；在不以贏利為目的的前提下，學(xué)校可以適當(dāng)復(fù)制論文的部分或全部?jī)?nèi)容用于學(xué)術(shù)活動(dòng)。 學(xué)位論文作者簽名： 年 月 日 經(jīng)指導(dǎo)教師同意，本學(xué)位論文屬于保密，在 年解密后適用本授權(quán)書(shū)。 指導(dǎo)教師簽名： 學(xué)位論文作者簽名： 年 月 日 年 月 日 同濟(jì)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果 。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含任何他人創(chuàng)作的、已公開(kāi)發(fā)表或者沒(méi)有公開(kāi)發(fā)表的作品的內(nèi)容。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。 簽名： 年 月 日 摘要 I 摘要 隨著數(shù)字電視技術(shù)的日趨發(fā)展，電視信號(hào)傳播過(guò)來(lái)的不再是 單一的節(jié)目信息，還包括不同服務(wù)商提 供的各種各樣的服務(wù)信息。這些增值 服務(wù) 是建立在中間件的基礎(chǔ)上的，中間件是介于數(shù)字電視操作系統(tǒng)和數(shù)字電視應(yīng)用軟件之間的接口，通過(guò)中間件的平滑嫁接，同一應(yīng)用軟件可以在不同的操作系統(tǒng)上使用。 本文深入研究數(shù)字電視中間件技術(shù)，專注于 用戶圖形 界面 設(shè)計(jì) 。 結(jié)合國(guó)家863 軟件重大專項(xiàng)課題“基于中間件技術(shù)的因特網(wǎng)嵌入式操作系統(tǒng)及跨操作系統(tǒng)的中間件運(yùn)行平臺(tái)”，提出了一種基于“和欣”嵌入式操作系統(tǒng)和統(tǒng)來(lái)提供高清數(shù)字電視 解決方案。 “和欣”嵌入式操作系統(tǒng) 是 完全面向構(gòu)件的操作系統(tǒng)， 操作系統(tǒng)提供的功能模塊 全部基于構(gòu)件技術(shù)，都是可拆卸的構(gòu)件，因此基于“和欣”很容易開(kāi)發(fā)并部署系統(tǒng)級(jí)的構(gòu)件，以此來(lái)擴(kuò)充操作系統(tǒng)的功能。 形用戶接口 )的數(shù)據(jù)來(lái)源直接面向用戶 ，可以瀏覽一段時(shí)間內(nèi)的節(jié)目信息該信息，包括所有頻道電視節(jié)目的起止時(shí)間，節(jié)目?jī)?nèi)容的描述是否加密等，并可編輯節(jié)目切換到自己喜好的節(jié)目，也可以按日期節(jié)目種類等條件從電子節(jié)目表中排序搜索想要看的節(jié)目。根據(jù)我們?cè)O(shè)計(jì)的 戶界面所需主要的控件元素，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了 高清數(shù)字電視 的用 戶界面。 本文所研究和開(kāi)發(fā)的 爾等國(guó)內(nèi)外電視機(jī)生產(chǎn)商的電視產(chǎn)品中。 關(guān)鍵字 ： 高清 數(shù)字電視 ， 件 ， I of is by on is a on in s of in 63 863 is “is a of on so its to to of is of of of to to to up to on UIs PG we of s in UI is V 錄 錄 第 1 章 引言 . 1 . 1 . 1 . 2 第 2 章 數(shù)字電視及其使用的嵌入式操作系統(tǒng) . 4 . 4 字電視的特點(diǎn) . 4 字電視的發(fā)展歷史 . 5 字電視的發(fā)展趨勢(shì) . 7 字電視的發(fā)展標(biāo)準(zhǔn) . 8 入式系統(tǒng)的定義 . 8 入式 統(tǒng) . 9 欣操作系統(tǒng) . 9 欣”操作系統(tǒng)概述 . 10 欣構(gòu)件運(yùn)行平臺(tái) . 14 件技術(shù) . 18 第 3 章 數(shù)字電視中間件平臺(tái) . 24 間件技術(shù) . 24 間件的定義 . 24 間件的分類 . 24 間件的發(fā)展趨勢(shì) . 25 字電視軟件中間件平臺(tái) . 26 字電視使用中間件的意義 . 26 目錄 國(guó)內(nèi)外中間件產(chǎn)品 . 27 . 28 . 28 前嵌入式系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)方案 . 29 類 比較 . 29 第 4 章 基于 高清數(shù)字電視 . 33 研制的數(shù)字高清晰電視機(jī) . 33 . 34 第 5 章 基于和欣操作系統(tǒng)的數(shù)字電視 間件實(shí)現(xiàn)方案 . 37 件平臺(tái)的搭建 . 37 于 . 37 件電路板的測(cè)試 . 38 件電路板的聯(lián)機(jī)調(diào)試 . 39 欣操作系統(tǒng)下高清數(shù)字電視的實(shí)現(xiàn)方案 . 40 入式操作系統(tǒng)及其對(duì)數(shù)字電視的支持 . 40 欣操作系統(tǒng)下中間件的解決方案 . 41 研究與移植 . 42 簡(jiǎn)介 . 42 移植 . 43 中文化 . 45 . 51 . 51 . 51 . 52 . 54 第 6 章 基于 術(shù)和 . 58 . 58 目錄 V . 58 . 59 . 59 戶界面設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) . 60 目的需求分 析 . 60 目的實(shí)施 . 61 機(jī)調(diào)試 . 72 第 7 章 結(jié)論與展望 . 74 致謝 . 75 參考文獻(xiàn) . 76 個(gè)人簡(jiǎn)歷 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果 . 78 第 1 章 引言 1 第 1 章 引言 數(shù)字電 視自九十年代出現(xiàn)以來(lái)，在世界范圍內(nèi)掀起了一場(chǎng)前所未有的信息產(chǎn)業(yè)革命，它與電信、電腦共同構(gòu)成了信息高速公路，是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。我國(guó)是信息產(chǎn)業(yè)大國(guó)，也是電視消費(fèi)大國(guó)，據(jù)廣播、電影、電視部公布的數(shù)字，我國(guó)有線電視用戶己經(jīng)達(dá)到 8000萬(wàn) 。 究背景 數(shù)字電視是繼黑白模擬電視，彩色模擬電視之后的第三代電視。 區(qū)別于傳統(tǒng)電視，它是在拍攝、編輯、制作、傳輸、播出、接收電視信號(hào)的全過(guò)程都使用數(shù)字技術(shù)的電視系統(tǒng)。采用數(shù)字技術(shù)不僅可以使電視設(shè)備獲得比模 擬電視更高的顯示效果，而且還具有模擬技術(shù)不能提供的諸如 視頻點(diǎn)播 、數(shù) 字 廣播、個(gè)性化交互電視、遠(yuǎn)程教育、 網(wǎng)合一、電視電子商務(wù)和日常信息綜合服務(wù)等 增值 服務(wù) 項(xiàng)目 。影視數(shù)字化從根本上改變了影視的命運(yùn) 。 影視節(jié)目的制作和播放，由于數(shù)字化方式的加入，而變得更加多元化，隨機(jī)化，全球化和可追求化。 數(shù)字電視的誕生是為了滿足人們的視覺(jué)和控制的需要。數(shù)字電視的信號(hào)不再是模擬信號(hào)，而是采用以數(shù)字形式進(jìn)行傳輸、處理、存儲(chǔ)的數(shù)字信號(hào)。由于數(shù)字電視信號(hào)的存儲(chǔ)和處理電路便于大規(guī)模和超大規(guī)模的集成，因而其設(shè)備比模擬電路設(shè)備元件少，便于調(diào)整，其重量輕、體積小、功耗少，壽命長(zhǎng)且可靠性高， 容易與計(jì)算機(jī)以及其它數(shù)字化設(shè)備接口，適合于公用數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)，便于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、運(yùn)行的自動(dòng)化和視聽(tīng)信息處理的綜合化、網(wǎng)絡(luò)化。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和介入，使得正處于方興未艾的電視工業(yè)得到了新的支持，帶來(lái)了又一次巨大變革的歷史機(jī)遇。 文研究的內(nèi)容和意義 本課題來(lái)源于國(guó)家 863重大軟件專項(xiàng) 項(xiàng)目 “基于中間件技術(shù)的因特網(wǎng)嵌第 1 章 引言 2 入式操作系統(tǒng)及跨操作系統(tǒng)的中間件運(yùn)行平臺(tái)” 。本課題 的主要目標(biāo)是研究和開(kāi)發(fā)基于嵌入式操作系統(tǒng)的數(shù)字電視軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，改平臺(tái)作為系統(tǒng)中間件，運(yùn)行于 面向構(gòu)件 的嵌入式操作系統(tǒng)中，為新一代的面向 用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)建立高效可靠的軟件平臺(tái)，基于該平臺(tái)所開(kāi)發(fā)的 經(jīng)任何修改，甚至不必重新編譯、鏈接就可以運(yùn)行 在不同硬件廠商 提供 的數(shù)字電視平臺(tái)上 ,實(shí)現(xiàn) 跨平臺(tái)性，從而可以做到“ 一次編寫(xiě) ,多處運(yùn)行 ”的目的，從而 加快 低開(kāi)發(fā)成本 。 本文是在該課題的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。首先研究了嵌入式操作系統(tǒng)和數(shù)字電視中間件的關(guān)鍵技 術(shù)；然后分析了數(shù)字電視軟件開(kāi)發(fā)的技術(shù)架構(gòu)和技術(shù)本質(zhì)，提出了基于“和欣”操作系統(tǒng)的 構(gòu)件化數(shù)字電視軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)方案；最后給出了該軟件平臺(tái)的詳細(xì)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。 雖然國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)數(shù)字電視的研發(fā)已經(jīng)起步， 但由于 我們 普遍 采用外國(guó)廠家提供的 與芯片捆綁銷售的 操作系統(tǒng)，受國(guó)外操作系統(tǒng)技術(shù)封閉的影響，國(guó)內(nèi)廠家將很難 做到 自主開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，必須高度依賴國(guó)外廠家的技術(shù)支持。 這樣就 必然產(chǎn)生開(kāi)發(fā)環(huán)境、開(kāi)發(fā)手段落后，手工作坊式生產(chǎn)應(yīng)用軟件甚至是電視節(jié)目的弊端 。 為了更好的保護(hù)我國(guó)的數(shù)字電視 產(chǎn)業(yè)，一方面要 采用具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的操作系統(tǒng) ，另一方面 還必須加快對(duì)數(shù)字電視軟件平臺(tái)相關(guān)技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。因此，本文對(duì)數(shù)字電視軟件開(kāi)發(fā) 平臺(tái)進(jìn)行的研究，不僅具有重要的理論意義，還具有廣闊的應(yīng)用前景。 文的組織與安排 本文的內(nèi)容共分為 7章 : 第 1章簡(jiǎn)要介紹了本課題的 研究背景 、 研究的內(nèi)容 及研究意義。 第 2章 介紹了 數(shù)字電視及其使用的嵌入式系統(tǒng) ， 重點(diǎn)介紹了“和欣”嵌入式操作系統(tǒng)及其構(gòu)件技術(shù)。 第 3章主要介紹了 數(shù)字電視中間件平臺(tái) ，對(duì)幾種 第 4章主要論述了 需研制基于 第 5章具體論述了 基于和欣操作系統(tǒng)的數(shù)字電視 著重討論了本人在 程中所做的研究。 第 6章 論述了 基于 并 完成 了第 1 章 引言 3 項(xiàng)目的需求與實(shí)施 。 第 7章對(duì)目前的研究工作進(jìn)行了總結(jié)，并提出了未來(lái)可能的研究方向和關(guān)鍵性問(wèn)題。 第 2 章 數(shù)字電視及其使用的嵌入式操作系統(tǒng) 4 第 2 章 數(shù)字電視及其使用的嵌入式 操作 系統(tǒng) 字電視簡(jiǎn)介 電視發(fā)展到今天，它的適用范圍早已超越了廣播娛樂(lè)界，廣泛地?cái)U(kuò)展到 文化教育、科研管理、工礦企業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、公安交通、軍事宇航和人們?nèi)?常生活的各個(gè)領(lǐng)域。隨著信息和知識(shí)時(shí)代的到來(lái)、信息和數(shù)字技術(shù)的飛躍發(fā) 展，電視技術(shù)在歷經(jīng)了黑白電視到彩色電視的革命性轉(zhuǎn)變后，自然而然地進(jìn) 入了從模擬電視到數(shù)字電視的第二次革命。 數(shù)字電視是數(shù)字化信息技術(shù)革命 的產(chǎn)物。所謂數(shù)字電視，是將傳統(tǒng)的摸 擬電視信號(hào)經(jīng)過(guò)量化和編碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)代表的數(shù)字式信號(hào)，然后進(jìn)行各 種功能的處理、傳輸、存儲(chǔ)和記錄，也可以用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理、監(jiān)測(cè)和 控制。采用數(shù)字技術(shù)不僅使各種電視設(shè)備獲得比原有模擬式設(shè)備更高的技術(shù) 勝能，而且還具有模擬技術(shù)不能達(dá)到的新功能。 傳統(tǒng)的模擬電視最大的缺點(diǎn)是 :逐級(jí)放大的傳輸方式容易產(chǎn)生噪聲，長(zhǎng) 距離傳輸后信噪比惡化，圖像清晰度受到嚴(yán)重?fù)p傷，圖像對(duì)比度產(chǎn)生大的畸 變，相位失真也造成色彩失真。此外，模擬電視還具有穩(wěn)定性差，可靠性低、 調(diào)整繁雜、不便集成、自動(dòng)控 制困難、以及成本高昂等缺點(diǎn)。 數(shù)字電視經(jīng)過(guò)信息的數(shù)字化傳輸方式，提供更大的屏幕，更清晰的圖像 和光盤(pán)質(zhì)量的立體聲音響。同時(shí)，數(shù)字電視又是計(jì)算機(jī)化了的電視，它與計(jì) 算機(jī)技術(shù)融為一體，數(shù)字化地處理、傳輸、接收和顯示信息。數(shù)字電視淘汰 模擬電視，如同數(shù)字移動(dòng)電話淘汰模擬移動(dòng)電話一樣，電視終將進(jìn)入數(shù)字時(shí) 代。 字電視的特點(diǎn) 相對(duì)于傳統(tǒng)電視，數(shù)字電視具有以下技術(shù)特點(diǎn)： ( 1 ) 收視效果好，圖像清晰度高，音頻質(zhì)量高，可以更好的滿足人們感官的需求。 ( 2 ) 抗干擾能力強(qiáng)。數(shù)字電視不易受處界的干擾，避 免了串臺(tái)、串音、噪第 2 章 數(shù)字電視及其使用的嵌入式操作系統(tǒng) 5 聲等影響。 ( 3 ) 傳輸效率高。利用有線電視網(wǎng)中的模擬頻道可以傳送 8 10 套標(biāo)準(zhǔn)清晰度數(shù)字電視節(jié)目。 ( 4 ) 兼容現(xiàn)有模擬電視機(jī)。通過(guò)在普通電視機(jī)前加裝數(shù)字機(jī)頂盒即可收視數(shù)字電視節(jié)目。 ( 5 ) 提供全新的業(yè)務(wù)。借助雙向網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字電視不但可以實(shí)現(xiàn)用戶自點(diǎn)播節(jié)目、自由選取網(wǎng)上的各種信息，而且可以提供多種數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)。 ( 6 ) 很容易實(shí)現(xiàn)加密 /解密和加擾 /解擾技術(shù)，便于專業(yè)應(yīng)用 (如軍用 )以 及廣播應(yīng)用。 ( 7 ) 具有可擴(kuò)展性、可分級(jí)性和互操作性，便于在各類通信信道特別是異步轉(zhuǎn)移 模式 (網(wǎng)絡(luò)中傳輸，也便于與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通。 字電視的發(fā)展歷史 縱觀全球，在過(guò)去的幾年中全球各國(guó)都在大力發(fā)展數(shù)字電視及相關(guān)產(chǎn)業(yè)，并取得了很大進(jìn)展。由于客觀情況、標(biāo)準(zhǔn)和制式等不同，各國(guó)的數(shù)字電視發(fā)展?fàn)顩r也不盡相同，但一些數(shù)字電視發(fā)展比較迅速的國(guó)家，特別美國(guó)、日本、歐洲等國(guó)數(shù)字電視發(fā)展模式、發(fā)展趨勢(shì)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的選擇對(duì)我國(guó)有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。 1 日本 日本的數(shù)字電視研究與開(kāi)發(fā)進(jìn)展較快，計(jì)劃于 2006年實(shí)現(xiàn)地面數(shù)字電視全國(guó)覆蓋，主要是 2011年全國(guó)范圍內(nèi)的所有電視臺(tái)都將采 用數(shù)字信號(hào)發(fā)送，徹底結(jié)束模擬信號(hào)發(fā)送的歷史。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，日本通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)制定了符合本國(guó)國(guó)情的 用戶需求方面，日本的數(shù)字電視憑借其高質(zhì)量的電視畫(huà)面，在 2002年 6月舉辦的世界杯足球賽期間充分帶動(dòng)了日本廣播電視衛(wèi)星數(shù)字電視產(chǎn)品的市場(chǎng)需求，至今日本的觀眾對(duì)廣播電視衛(wèi)星(字電視機(jī)產(chǎn)品熱情絲毫不減，反而日趨高漲。據(jù)統(tǒng)計(jì)，日本當(dāng)月 了迎合消費(fèi)者的需求，日本多家電視機(jī)生產(chǎn)商們相繼推出了各自的 以預(yù)計(jì)日本的數(shù)字電視正處在一個(gè) 騰飛的起點(diǎn)。 2. 歐洲 歐洲的數(shù)字電視興起比較早，目前無(wú)論從技術(shù)上還是用戶規(guī)模上都處在穩(wěn)定 第 2 章 數(shù)字電視及其使用的嵌入式操作系統(tǒng) 6 的成熟時(shí)期。以英、法、德為代表的西歐國(guó)家制定了歐洲地區(qū)統(tǒng)一的數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)一 且為世界其他各國(guó)制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提供了依據(jù)和參考。早在 19%年 歐洲數(shù)字電視的衛(wèi)星廣播就己經(jīng)開(kāi)播，目前用戶已超過(guò) 500萬(wàn)，并己擴(kuò)展至東歐 ;有線電視網(wǎng)絡(luò)中數(shù)字電視的廣播從 1997年開(kāi)始。在 1998年 11月英國(guó)就開(kāi)始數(shù)字電視的地面廣播，現(xiàn)在已經(jīng)成為全球數(shù)字電視普及率最高的國(guó)家，有將近一半的英國(guó)家庭看上數(shù)字電視。除了英國(guó)，西班牙、荷蘭、瑞典和 法國(guó)等西歐國(guó)家也相繼引入數(shù)字電視服務(wù)。由于歐洲數(shù)字電視提供商采取了有效的措施吸引觀眾接收數(shù)字電視，替用戶承擔(dān)了數(shù)字電視機(jī)頂盒的購(gòu)置費(fèi)，并且提供大量的付費(fèi)節(jié)目供用戶選擇，其互動(dòng)電視用戶規(guī)模已經(jīng)超過(guò)了美國(guó)。 3. 美國(guó) 作為國(guó)際公認(rèn)的頭號(hào)政治經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)，美國(guó)的數(shù)字電視發(fā)展目前也是遙遙領(lǐng)先。美國(guó)是世界上較早發(fā)展數(shù)字電視的國(guó)家，在技術(shù)領(lǐng)域不僅完成了數(shù)字電視三大標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作，而且己經(jīng)率先實(shí)現(xiàn)了商用播出。在其忙碌的 2002年度不景氣的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下，美國(guó)的數(shù)字電視業(yè)務(wù)卻取得了驕人業(yè)績(jī)，目前地面數(shù)字電視的覆蓋率己達(dá) 94%，充 分顯示了這項(xiàng)業(yè)務(wù)巨大的發(fā)展?jié)摿?。?shù)字電視用戶在第三季度也增長(zhǎng)了 150萬(wàn)，全美的用戶達(dá)到了 1370萬(wàn)。據(jù) 在美國(guó)最少有75%的家庭至少接收一套數(shù)字電視信號(hào)，由此可以看出 但也有一些人認(rèn)為，美國(guó)的有線電視業(yè)的數(shù)字化阻礙了地面數(shù)字電視的發(fā)展進(jìn)程，并據(jù)此斷言美國(guó)普及數(shù)字電視進(jìn)程的時(shí)間表很有可能向后推遲。不過(guò)，其主管部門(mén)為了加速有線的數(shù)字化進(jìn)程，在 2002年 5月制定了更加靈活有效的數(shù)字電視轉(zhuǎn)換計(jì)劃。隨后，包括美國(guó)在線一時(shí)代華納集團(tuán)等 10家最大的有線電視經(jīng)營(yíng)商宣布，它們 將從 2003年 1月 1日開(kāi)始，以數(shù)字電視信號(hào)向用戶提供高清晰度電視節(jié)目。美國(guó)數(shù)字電視的整體發(fā)展還是在和諧的氛圍下進(jìn)行的 。 4. 其他 隨著數(shù)字技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，廣播電視行業(yè)網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字化己經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。除了美日歐等為代表的第一階梯國(guó)家順利開(kāi)播了數(shù)字電視節(jié)目以外，全球許多國(guó)家都開(kāi)始了數(shù)字電視播出、試驗(yàn)或進(jìn)行了積極的探索。韓國(guó)在漢城進(jìn)行地面數(shù)字電視試驗(yàn)之后，決定采用美國(guó)的 且 在 2003年有六個(gè)城市開(kāi)展地面數(shù)字電視業(yè)務(wù)，到 2004年推廣到全部省會(huì)城市， 2005年全國(guó)開(kāi)播。同時(shí)韓國(guó)政府計(jì)劃 在 2010年結(jié)束模擬信號(hào)傳輸，屆時(shí)其國(guó)內(nèi)的數(shù)字第 2 章 數(shù)字電視及其使用的嵌入式操作系統(tǒng) 7 電視普及率將達(dá)到 95%。到目前為止，韓國(guó)的數(shù)字電視產(chǎn)品的銷售額已經(jīng)超過(guò)了模擬電視，成為主導(dǎo)產(chǎn)品，已經(jīng)充分顯示了數(shù)字電視的發(fā)展?jié)摿Α?新加坡正向數(shù)字化邁進(jìn)中，經(jīng)過(guò)復(fù)雜的試驗(yàn)后，選擇歐洲 于 2001年 9月開(kāi)始了交互電視的試播。 加拿大自從 2001年秋季推出 50個(gè)數(shù)字電視頻道之后，收看數(shù)字電視頻道的觀眾迅猛發(fā)展，到 2002年第三季度其數(shù)字電視訂戶已經(jīng)激增至 290萬(wàn)戶。 南美國(guó)家巴西通過(guò)對(duì)歐洲、美國(guó)和日本數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試，決定采取日本的地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn) 除此之外，中國(guó)的臺(tái)灣、香港地區(qū)以及澳大利亞等國(guó)在數(shù)字電視方面分別制定了模擬轉(zhuǎn)數(shù)字的時(shí)間表，對(duì)數(shù)字電視技術(shù)進(jìn)行了積極的探索 。 字電視的發(fā)展趨勢(shì) 現(xiàn)有的彩色電視包括以下幾種不同的制式 歐洲和我國(guó)采取的是 國(guó)和日本采取 式，前蘇聯(lián)采取 式，但利用人的視覺(jué)暫留原理順序掃描、同步掃描的原理卻是一樣的，因而面臨的問(wèn)題也是相同的，即由于掃描行數(shù)的限制而造成的清晰度不夠理想。 為了提高電視圖像的分辨率，從 70 年代開(kāi)始，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始了對(duì)高清晰度電視系統(tǒng)的研究工作 。這個(gè)工作最早是從日本的 始的，到了 80 年代初獲得成效，制作了 1125 線的數(shù)字電視機(jī)， 60 場(chǎng) /秒， 2 1 隔行掃描標(biāo)準(zhǔn)的高清晰度電視，簡(jiǎn)稱 了 90 年代，形成了日本、歐洲、美國(guó)三大數(shù)字電視制式。日本和歐洲的兩種制式出現(xiàn)比較早，圖像壓縮比較小。采用模擬信號(hào)傳送，衛(wèi)星播出方式適合較寬的信道傳輸；美國(guó)的全數(shù)字方案吸收了日本和歐洲的優(yōu)點(diǎn)，采用數(shù)字壓縮編碼和數(shù)字通信技術(shù)，傳送效率高，有效地壓縮了寬帶，適合于窄頻道傳輸?shù)牡孛鎻V播，并且對(duì)使用相同頻道的其它節(jié)目不產(chǎn)生干擾，實(shí)現(xiàn)了與先行模擬信號(hào)電視兼容過(guò)渡的根本 目的。 世界各國(guó)發(fā)展數(shù)字電視的情況：美國(guó)國(guó)家電視網(wǎng)要在 2006 年普及數(shù)字電視，全面停止模擬信號(hào)。 英國(guó)全國(guó)由模擬電視向數(shù)字電視過(guò)渡的時(shí)間從 2006年開(kāi)始，預(yù)計(jì) 2010 年結(jié)束；日本 2001 年開(kāi)播 6 套衛(wèi)星高清晰度數(shù)字電視，但地面高清晰度電視要在 2003 年才會(huì)在主要的大城市開(kāi)播。我國(guó)在 2005 年將進(jìn)行數(shù)字電視的商業(yè)播出， 2008 年用數(shù)字電視轉(zhuǎn)播奧運(yùn)會(huì)， 2015 年停止模擬電視第 2 章 數(shù)字電視及其使用的嵌入式操作系統(tǒng) 8 的播放，全面推行數(shù)字電視。 字電視的發(fā)展標(biāo)準(zhǔn) 隨著現(xiàn)代社會(huì)人們對(duì)高品質(zhì)視聽(tīng)生活的需求，世界上許多國(guó)家都已經(jīng)認(rèn)識(shí)到數(shù)字電視技術(shù)的重 要性并加入到數(shù)字電視技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)行列中，制定了適合各自國(guó)家的現(xiàn)代數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)體系。目前，國(guó)際電信聯(lián)盟（ 經(jīng)批準(zhǔn)的數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)體系有三種：一是以美國(guó)為首的 標(biāo)準(zhǔn)中基于 視，并同時(shí)支持 碼采用 頻壓縮，數(shù)字調(diào)制采用 8 16留邊帶調(diào)制方式，信道編碼采用 207， 187）編碼；二是以歐洲為中心的 字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)與 以 起點(diǎn)，音頻、視頻編碼和系統(tǒng)復(fù)用 均采用 準(zhǔn)，目前，該組織已經(jīng)分別制訂了數(shù)字電視衛(wèi)星廣播標(biāo)準(zhǔn) 用 制）、數(shù)字電視有線廣播標(biāo)準(zhǔn) 用 制）、數(shù)字電視地面廣播標(biāo)準(zhǔn) 用 制方式）；三是日本 出的中，又以 入式系統(tǒng)的定義 嵌入式系統(tǒng)主要由嵌入式處理器、相關(guān)支撐硬件和嵌入式軟件系統(tǒng)組成，它是集軟硬件于一體的可獨(dú)立工作的“器件”。嵌入式處理器主要由一個(gè)單片機(jī)或微控制器洲 成。而這些嵌入式 8位和 16位的，與 32位或 64位的高性能處理器相比，具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性和現(xiàn)實(shí)性。相關(guān)支撐硬件包括顯示卡、存儲(chǔ)介質(zhì) ( )、通訊設(shè)備、 嵌入式系統(tǒng)有別于一般的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，它不具備像硬盤(pán)那樣大容量的存儲(chǔ)介質(zhì)，而大多使用閃存 (為存儲(chǔ)介質(zhì)。嵌入式軟件包括與硬件相關(guān)的底層軟件、操作系統(tǒng)、圖形界面、通訊協(xié)議、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)化瀏覽 器和應(yīng)用軟件等?？傮w看來(lái)，嵌入式系統(tǒng)具有便利靈活、性能價(jià)格比高、嵌入性強(qiáng)等特點(diǎn)，可以嵌入到現(xiàn)有任何信息家電和工業(yè)控制系 統(tǒng)中。從軟件角度來(lái)看，嵌入式系統(tǒng)具有不可修改性、系統(tǒng)所需配置要求較低、系統(tǒng)專業(yè)性和實(shí)時(shí)性較強(qiáng)等特點(diǎn)。 第 2 章 數(shù)字電視及其使用的嵌入式操作系統(tǒng) 9 入式 統(tǒng) 信息家電商機(jī)引發(fā)了全球嵌入式操作系統(tǒng)平臺(tái)大戰(zhàn)，全球各大操作系統(tǒng)陣營(yíng) ， S, 擁有軟件及硬件合作廠商逐鹿信息家電市場(chǎng)的份額。 嵌入式 一個(gè) 核 )及一些根據(jù)需要進(jìn)行定制的系統(tǒng)模塊組成。其 般只有幾百 使加上其它必需的模塊和應(yīng)用程序，所需的存儲(chǔ)空間也很小。它有多任務(wù)、多進(jìn)程的系統(tǒng)特征，有些還具有實(shí)時(shí)性。一個(gè)小型的嵌入式 始化進(jìn)程 3個(gè)基本元素。運(yùn)行嵌入式 入式 的內(nèi)存可以使用普通的內(nèi)存，也可以使用專用的 于 過(guò)這些年的發(fā)展，已經(jīng)成為一個(gè)健壯的可靠的高性 能的操作系統(tǒng)。在 以方便地在網(wǎng)上找到這些設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，得到支持。 戶可以輕松地使自己的嵌入式具有網(wǎng)絡(luò)功能。 供了優(yōu)秀的可縮放功能，用戶可以方便地刪除不需要的模塊，大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)對(duì)操作系統(tǒng)的體積非常敏感， 擇特定的功能模塊，自主地搭建嵌入式操作系統(tǒng)。 括8K, 使 為各家廠商極力發(fā)展的操作系統(tǒng)，加上其核心小，前景很好。 目前 是也存在著很多不足之處，最主要的就是技術(shù)難度過(guò)大，開(kāi)發(fā)和維護(hù)費(fèi)用過(guò)高。而 源碼開(kāi)放，沒(méi)有版稅 ;功能強(qiáng)大，穩(wěn)定 ;非常優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)功能，圖像、文件管理功能，以及多任務(wù)支持功能 ; 欣操作系統(tǒng) “和欣 ”操作系統(tǒng) 是 國(guó)內(nèi)唯一能夠提供構(gòu)件化數(shù)字電視軟件平臺(tái)解決方案 的操作系統(tǒng)。 作為中國(guó)唯一的具有完全自主 知識(shí)產(chǎn)權(quán)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)， “ 和欣 ”操作系統(tǒng) 是世界網(wǎng)絡(luò)化潮流的必然產(chǎn)物。 “ 和欣 ” 操作系統(tǒng)完全能夠滿足我國(guó)的乃第 2 章 數(shù)字電視及其使用的嵌入式操作系統(tǒng) 10 至全球的數(shù)字電視的要求。 欣 ”操作系統(tǒng)概述 1 “和欣 ”操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介 “和欣”是 32 位嵌入式操作系統(tǒng)。該操作系統(tǒng)可以從多個(gè)側(cè)面進(jìn)行描述： 32 位嵌入式操作系統(tǒng) 。 操作系統(tǒng)基于微內(nèi)核，具有多進(jìn)程、多線程、搶占式、基于線程的多優(yōu)先級(jí)任務(wù)調(diào)度等特性。提供 容的文件系統(tǒng)，可以從軟盤(pán)、硬盤(pán)、 動(dòng)，也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)。和欣操作系統(tǒng)體積小，速度快，適合網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的絕大部分嵌入式信息設(shè)備 。 完全面向構(gòu)件技術(shù)的操作系統(tǒng) 。 操作系統(tǒng)提供的功能模塊全部基于 此是可拆卸的構(gòu)件，應(yīng)用系統(tǒng)可以按照需要剪裁組裝，或在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)加載必要的構(gòu)件。 從傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的角度來(lái)看，和欣操作系統(tǒng)可以看成是由微內(nèi)核、構(gòu)件支持模塊、系統(tǒng)服務(wù)器組成的。 微內(nèi)核：主要可分為 4 大部分：硬件抽象層（對(duì)硬件的抽象描述，為該層之上的軟件模塊提供統(tǒng)一的接口）；內(nèi)存管理（規(guī)范化的內(nèi)存管理接口，虛擬內(nèi)存管理）；任務(wù)管理（進(jìn)程管理的基本支持，支持多進(jìn)程，多線程）；進(jìn)程間通信（實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間通信的機(jī)制，是構(gòu)件技術(shù)的基礎(chǔ) 設(shè)施）。 構(gòu)件支持模塊：提供了對(duì) 件的支持，實(shí)現(xiàn)了構(gòu)件運(yùn)行環(huán)境。構(gòu)件支持模塊并不是獨(dú)立于微內(nèi)核單獨(dú)存在的，微內(nèi)核中的進(jìn)程間通訊部分為其提供了必要的支持功能。 系統(tǒng)服務(wù)器：在微內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)、設(shè)備驅(qū)動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)支持等系統(tǒng)服務(wù)是由系統(tǒng)服務(wù)器提供的。在和欣操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)服務(wù)器都是以動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的形式存在。 2 和欣靈活內(nèi)核簡(jiǎn)介 和欣操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)全面貫穿了 想， 件可以運(yùn)行于不同地址空間或不同的運(yùn)行環(huán)境?？梢园巡僮飨到y(tǒng)的內(nèi)核地址區(qū)看成是一段特殊第 2 章 數(shù)字電視及其使用的嵌入式操作系統(tǒng) 11 的地址空間，用戶可以根 據(jù)運(yùn)行時(shí)的需求，自主選擇將操作系統(tǒng)的某些系統(tǒng)服務(wù)構(gòu)件、文件系統(tǒng)、圖形系統(tǒng)、設(shè)備驅(qū)動(dòng)構(gòu)件等運(yùn)行于內(nèi)核地址空間或用戶地址空間。與傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)的“大內(nèi)核”、“微內(nèi)核”體系結(jié)構(gòu)相比，和欣操作系統(tǒng)內(nèi)核里提供的系統(tǒng)服務(wù)，完全可以由用戶依據(jù)系統(tǒng)自身的需求動(dòng)態(tài)決定。因此稱和欣操作系統(tǒng)內(nèi)核為“靈活內(nèi)核” （ 和欣靈活內(nèi)核的體系結(jié)構(gòu)，利用構(gòu)件和中間件技術(shù)解決了長(zhǎng)期以來(lái)困擾操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者的大內(nèi)核和微內(nèi)核在性能、效率與穩(wěn)定性、安全性之間不能兩全其美的矛盾。 圖 示和欣靈活內(nèi)核及其與系統(tǒng)構(gòu) 件和應(yīng)用構(gòu)件的關(guān)系： 圖 和欣”靈活內(nèi)核與系統(tǒng)構(gòu)件和應(yīng)用構(gòu)件的關(guān)系 3 和欣操作系統(tǒng)提供的功能 從應(yīng)用編程的角度看，和欣操作系統(tǒng)提供了一套完整的、符合 范的系統(tǒng)服務(wù)構(gòu)件及系統(tǒng) 在各種嵌入式設(shè)備的硬件平臺(tái)上運(yùn)行 和欣操作系統(tǒng)還提供了一組動(dòng)態(tài)鏈接構(gòu)件庫(kù)，這些構(gòu)件庫(kù)通常是開(kāi)發(fā)嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)不可缺少的： 圖形系統(tǒng)構(gòu)件庫(kù)（方便開(kāi)發(fā)圖形用戶操作界面）； 設(shè)備驅(qū)動(dòng)構(gòu)件庫(kù)（各種輸入輸出設(shè)備的驅(qū)動(dòng)）； 文件系統(tǒng)構(gòu)件庫(kù)（ 容，包括對(duì) 的支持）； 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)件庫(kù)（ P 等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議支持）。 系統(tǒng)提供的構(gòu)件庫(kù)，以及用戶開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序構(gòu)件都是通過(guò)系統(tǒng)接口與內(nèi)靈活內(nèi)核 內(nèi)核狀態(tài) 用戶狀態(tài) 設(shè)備驅(qū)動(dòng)、 核心構(gòu)件 系統(tǒng)安全、穩(wěn)定 性考慮 系統(tǒng)速度、效率考慮 應(yīng)用構(gòu)件 第 2 章 數(shù)字電視及其使用的嵌入式操作系統(tǒng) 12 核交互，從這個(gè)意義上說(shuō)，他們處于同樣的地位。用戶可以開(kāi)發(fā)性能更好或者更符合需求的文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等構(gòu)件庫(kù)，替換這些構(gòu)件庫(kù)，也可以開(kāi)發(fā)并建立自己的應(yīng)用程序構(gòu)件庫(kù)。這就是基于構(gòu)件技術(shù)操作系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)之一。 此外，為了方便用戶編程，在和欣 還提供了以下函數(shù)庫(kù)： 與微軟 容的應(yīng)用程序編程接口 ( 標(biāo)準(zhǔn) C 運(yùn)行庫(kù)（ 和欣提供的工具類 函數(shù)（ 對(duì)程序員來(lái)說(shuō)，和欣操作系統(tǒng)提供的用戶編程接口與上一節(jié)中介紹的和欣構(gòu)件運(yùn)行平臺(tái)完全一樣。所以，在相互兼容的硬件平臺(tái)上，不管運(yùn)行的是和欣操作系統(tǒng)還是 作系統(tǒng)，應(yīng)用程序可以不加區(qū)分地在其上運(yùn)行。 和欣操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)并支持系統(tǒng)構(gòu)件及用戶構(gòu)件相互調(diào)用的機(jī)制，為 于 件的運(yùn)行環(huán)境，其描述與“和欣構(gòu)件運(yùn)行平臺(tái)”是一樣的，在此從簡(jiǎn)。因此，可以把和欣操作系統(tǒng)看成是直接運(yùn)行在硬件平臺(tái)上的“和欣構(gòu)件運(yùn)行平臺(tái)”。 可以用 圖 表示和欣操作系統(tǒng)及其主要 構(gòu)成： 圖 和欣”操作系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 4 和欣操作系統(tǒng)的應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā) 和欣 供了應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)環(huán)境和工具。開(kāi)發(fā)“和欣”應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)環(huán)境如下圖所示： 函數(shù)庫(kù) 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù) 硬件 和欣操作系統(tǒng) 和欣操作系統(tǒng)內(nèi)核 應(yīng)用程序 構(gòu)件運(yùn)行平臺(tái) 第 2 章 數(shù)字電視及其使用的嵌入式操作系統(tǒng) 13 圖 和欣”應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)環(huán)境 開(kāi)發(fā)“和欣”應(yīng)用軟件的過(guò)程，如下圖所示： 圖 和欣”應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)過(guò)程 5 和欣操作系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì) 和欣操作系統(tǒng)的最大特點(diǎn)就是： 全面面向構(gòu)件技術(shù)，在操作系統(tǒng)層提供了對(duì)構(gòu)件運(yùn)行環(huán)境的支持； 用構(gòu)件技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“靈活”的操作系統(tǒng)。 這是和欣 操作系統(tǒng)區(qū)別于其它商用嵌入式操作系統(tǒng)產(chǎn)品的最大優(yōu)勢(shì)。 在新一代因特網(wǎng)應(yīng)用中，越來(lái)越多的嵌入式產(chǎn)品需要支持網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，而網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的提供一定是基于構(gòu)件的。在這種應(yīng)用中，用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲得服務(wù)程序，這個(gè)程序一定是帶有自描述信息的構(gòu)件，本地系統(tǒng)能夠?yàn)檫@個(gè)程序建立運(yùn)行環(huán)境，自動(dòng)加載運(yùn)行。這是新一代因特網(wǎng)應(yīng)用的需要，是必然的發(fā)展方向。和欣操作系統(tǒng)就是應(yīng)這種需要而開(kāi)發(fā)，率先在面向嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的操作系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了面向構(gòu)件的技術(shù)。 主機(jī) 000/用戶的目標(biāo)系統(tǒng) 運(yùn)行和欣操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序 和欣 +源程序 運(yùn)行、調(diào)試 和欣構(gòu)件 運(yùn)行平臺(tái) 交叉 編譯 其它 目標(biāo)系統(tǒng) 容 的目標(biāo)系統(tǒng) 和欣 2 章 數(shù)字電視及其使用的嵌入式操作系統(tǒng) 14 因此，構(gòu)件化的和欣操作系統(tǒng)可以為嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)帶來(lái)以下好處： 在嵌入式軟件開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，導(dǎo)入先進(jìn)的工程 化軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)。嵌入式軟件一般用匯編語(yǔ)言、 C 語(yǔ)言，在少數(shù)系統(tǒng)中已經(jīng)支持了 C+開(kāi)發(fā)，但是由于還沒(méi)有一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)能夠提供構(gòu)件化的運(yùn)行環(huán)境，可以說(shuō)，嵌入式軟件開(kāi)發(fā)還是停留在手工作坊式的開(kāi)發(fā)方式上。和欣操作系統(tǒng)使得嵌入式應(yīng)用的軟件開(kāi)發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)工程化、工廠化生產(chǎn)。 可以動(dòng)態(tài)加載構(gòu)件。動(dòng)態(tài)加載構(gòu)件是因特網(wǎng)時(shí)代嵌入式系統(tǒng)的必要功能。 隨時(shí)和動(dòng)態(tài)地實(shí)現(xiàn)軟件升級(jí)。動(dòng)態(tài)加載構(gòu)件的功能，同樣可以用于產(chǎn)品的軟件升級(jí)，開(kāi)發(fā)商不必為了添加了部分功能而向用戶重新發(fā)布整套軟件，只需要升級(jí)個(gè)別構(gòu)件。 靈活的模塊化結(jié)構(gòu)，便于移植和剪 裁。易于定制成針對(duì)不同硬件配置的緊湊高效的嵌入式操作系統(tǒng)。添加或刪除某些功能模塊也非常簡(jiǎn)單。 嵌入式軟件開(kāi)發(fā)商容易建立自己的構(gòu)件庫(kù)。在不同開(kāi)發(fā)階段開(kāi)發(fā)的軟件構(gòu)件，其成果很容易被以后的開(kāi)發(fā)所共享，保護(hù)軟件開(kāi)發(fā)投資。軟件復(fù)用使得系列產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)更加