STB機(jī)頂盒上Linux軟件系統(tǒng)解決方案

1、STB 機(jī)頂盒上Linux軟件系統(tǒng)解決方案近年來(lái)，國(guó)內(nèi)巨大的STB潛在市場(chǎng)，吸引了包括芯片廠商、CA廠商、中間件供應(yīng)商、機(jī)頂盒生產(chǎn)廠商等廠家的熱情，圍繞STB的競(jìng)爭(zhēng)全面展開(kāi)。 機(jī)頂盒是一種專(zhuān)用設(shè)備，包括軟件模塊和硬件模塊。軟件模塊包括系統(tǒng)引導(dǎo)程序、嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。硬件模塊根據(jù)CPU的不同，分為ASIC專(zhuān)用芯片組、多媒體DSP、X86三種。低檔機(jī)頂盒一般采用專(zhuān)用芯片組或多媒體DSP，只支持較少的幾種媒體編解碼標(biāo)準(zhǔn)，業(yè)務(wù)擴(kuò)展能力較弱，價(jià)格比較低。高檔機(jī)頂盒大多基于X86硬件，使用WinCE或Linux操作系統(tǒng)，甚至配有硬盤(pán)，與PC機(jī)非常相似，業(yè)務(wù)功能豐富，當(dāng)然，價(jià)格也不菲。 事實(shí)上，隨著

2、IPTV的興起，對(duì)機(jī)頂盒的性能要求也越來(lái)越高，采用X86硬件提升機(jī)頂盒的性能已是大勢(shì)所趨。但是，在提供更豐富業(yè)務(wù)功能的同時(shí)，大幅降低機(jī)頂盒成本，也是機(jī)頂盒技術(shù)發(fā)展的一個(gè)必然方向。本文將講述基于兼容X86的STB上Linux軟件系統(tǒng)解決方案，不涉及技術(shù)開(kāi)發(fā)細(xì)節(jié)。主要將從以下方面進(jìn)行介紹： 一、硬件環(huán)境介紹 二、Bootloader開(kāi)發(fā) 三、Linux裁減與移植 四、瀏覽器程序選擇 五、JVM移植 六、其它應(yīng)用程序擴(kuò)展 七、媒體播放軟件實(shí)現(xiàn) 八、VOD實(shí)現(xiàn) 九、軟件遠(yuǎn)程更新問(wèn)題 十、小結(jié) 一、硬件環(huán)境介紹 本機(jī)頂盒核心部件包括：STPC CPU，2M FLASH，64M DOM和32M RAM。

3、其中FLASH中存放Bootloader代碼，DOM中存放嵌入式Linux操作系統(tǒng)。當(dāng)然，機(jī)頂盒需要一些外圍硬件電路，比如網(wǎng)絡(luò)接口、遙控器接口等等。 二、Bootloader開(kāi)發(fā) Bootloader 是跟底層硬件關(guān)聯(lián)性非常強(qiáng)的一層軟件，也稱(chēng)為BSP。開(kāi)發(fā)人員需要相當(dāng)熟悉硬件結(jié)構(gòu)，一般來(lái)說(shuō)，可以由硬件人員完成，也可以由軟硬件人員共同協(xié)助完成。 Bootloader除了初始化CPU，RAM和基本的串口輸出等功能外，還需要一些擴(kuò)展功能，比如實(shí)現(xiàn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口或者串口燒錄操作系統(tǒng)等。u- boot是一個(gè)開(kāi)源的面向多個(gè)目標(biāo)平臺(tái)(ppc, mips, arm, x86)的bootloader，并且功能強(qiáng)大

4、，目前廣泛應(yīng)用在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，只要根據(jù)硬件平臺(tái)做有限的修改，就可以順利實(shí)現(xiàn)。本篇不講述u- boot的具體移植過(guò)程，移植細(xì)節(jié)可參見(jiàn)u-boot在PowerPC 860上的移植一文。 三、嵌入式Linux裁減與移植 嵌入式Linux我們選用Peewee Linux進(jìn)行裁減，Peewee Linux的介紹和基本配置可參考Embedded Linux 嵌入式系統(tǒng)原理與實(shí)務(wù)一書(shū)。Peewee Linux的裁減僅僅是通過(guò)配置界面選擇某些組件，但需要注意的是要保留X窗口，瀏覽器需要X窗口支持才能啟動(dòng)圖形化瀏覽器。但是，通過(guò)Peewee Linux裁減的Linux系統(tǒng)通常比較大，還需要做更進(jìn)一步的裁減。

5、一般來(lái)說(shuō)一個(gè)不帶X窗口的嵌入式Linux可以小到4M，帶有X窗口的Linux也可以在30M以下構(gòu)建出來(lái)?？傊脺p后的Linux系統(tǒng)不能過(guò)于龐大，否則加上瀏覽器程序極有可能超出DOM的64M空間，需要另加存儲(chǔ)空間，增加成本。 另一方面，在移植Linux到STB上后，由于STB上很多硬件在Linux下缺少驅(qū)動(dòng)程序支持，不能工作。為此，開(kāi)發(fā)必要的驅(qū)動(dòng)程序是必不可少的一步。在Linux下開(kāi)發(fā)一個(gè)驅(qū)動(dòng)是相當(dāng)容易的，一是因?yàn)長(zhǎng)inux驅(qū)動(dòng)程序的架構(gòu)相對(duì)固定，二是有很多的源碼可供參考。難點(diǎn)往往是調(diào)試過(guò)程，也更花時(shí)間，并且經(jīng)常需要改動(dòng)某些代碼，同時(shí)，驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中也經(jīng)常需要示波器、邏輯分析儀等設(shè)備的幫助。

6、四、瀏覽器程序選擇 (Embedded Mozilla） 在Linux 環(huán)境下有很多開(kāi)源的瀏覽器，但綜合比較來(lái)說(shuō)，Mozilla功能強(qiáng)大，支持的協(xié)議也相對(duì)比較多，圖形界面豐富。其次，Mozilla專(zhuān)門(mén)為嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了一個(gè)Embedded Mozilla項(xiàng)目，不加裁減的話(huà)，編譯結(jié)果大概20M多，用戶(hù)可以對(duì)其進(jìn)行裁減，一般來(lái)說(shuō)，裁減到14M左右是很輕而易舉的事。并且該項(xiàng)目是提供源碼的，用戶(hù)可以根據(jù)需要定制一些功能，比如用戶(hù)界面等等。 具體可以參考主頁(yè)： 五、JVM移植 針對(duì)目前很多網(wǎng)頁(yè)是Java severlet的特點(diǎn)，使得瀏覽器能支持Java語(yǔ)言是一大趨勢(shì)，Embedded Mozilla很容

7、易實(shí)現(xiàn)對(duì)Java的支持，這也是為什么選擇Embedded Mozilla的原因之一。只要以動(dòng)態(tài)庫(kù)的形式注冊(cè)sun公司提供的JVM到該STB的系統(tǒng)庫(kù)路徑下，并在Embedded Mozilla中設(shè)置一下瀏覽器針對(duì)Java severlet的plug in功能，即可實(shí)現(xiàn)Embedded Mozilla對(duì)Java severlet的支持。 JVM下載參考： 六、其它應(yīng)用開(kāi)發(fā)擴(kuò)展（EPG實(shí)現(xiàn)及EasySoap使用） 該部分功能主要是為解決STB向PVR/DVR的擴(kuò)展，當(dāng)然如此擴(kuò)展后需要添加大容量存儲(chǔ)設(shè)備，以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。EPG是PVR/DVR上不可或缺的軟件之一，預(yù)先提供節(jié)目給用戶(hù)，用戶(hù)通過(guò)預(yù)定的方式下“

8、訂單”，PVR/DVR根據(jù)用戶(hù)的預(yù)定情況實(shí)現(xiàn)節(jié)目的自動(dòng)錄制功能。目前EPG功能比較流行的做法是：在 PC機(jī)上用Web Service實(shí)現(xiàn)服務(wù)端，在PVR/DVR上實(shí)現(xiàn)客戶(hù)端，由于Web Service利用SOAP協(xié)議交互。為此，EasySoap浮出水面，利用該開(kāi)源項(xiàng)目，可以很方便開(kāi)發(fā)出Linux上的EPG客戶(hù)端，實(shí)現(xiàn)與Web Service的交互。 七、媒體播放軟件實(shí)現(xiàn) 該功能也可認(rèn)為是STB的擴(kuò)展，是PVR/DVR功能的一部分。媒體播放器我們選用功能強(qiáng)大的mplayer，這是Linux下又一個(gè)出色的開(kāi)源軟件，支持格式眾多，包括很多流媒體在內(nèi)，移植mplayer也比較簡(jiǎn)單。參見(jiàn)網(wǎng)站： 八、VO

9、D實(shí)現(xiàn) VOD 是STB交互功能的增強(qiáng)，因?yàn)槲覀円呀?jīng)移植了Embedded Mozilla以及mplayer，VOD功能可以利用這兩個(gè)軟件順利實(shí)現(xiàn)，需要做的工作只是在Embedded Mozilla中如何判斷當(dāng)前的連接是一個(gè)媒體文件，以判斷是否需要打開(kāi)mplayer進(jìn)行播放。 九、軟件遠(yuǎn)程更新問(wèn)題 雖然目前用戶(hù)要在STB設(shè)備上實(shí)現(xiàn)軟件遠(yuǎn)程更新的需求并不突出，但軟件遠(yuǎn)程更新問(wèn)題是降低維護(hù)費(fèi)用一個(gè)強(qiáng)有力的手段。STB的遠(yuǎn)程軟件更新可以采用主動(dòng)或被動(dòng)的方式，主動(dòng)的方式就是由用戶(hù)手動(dòng)去下載最新軟件，實(shí)現(xiàn)升級(jí)；被動(dòng)方式就是由STB開(kāi)發(fā)商根據(jù)STB的信息主動(dòng)提示用戶(hù)更新，類(lèi)似于window 2000/XP

10、的升級(jí)程序?？紤]到STB的特殊性，比如升級(jí)過(guò)程中可能發(fā)生意外，掉線等情況，建議采用由用戶(hù)手動(dòng)去下載軟件進(jìn)行升級(jí)的方式。 具體實(shí)現(xiàn)方法是：在STB上開(kāi)發(fā)專(zhuān)門(mén)用于軟件升級(jí)的程序，該程序通過(guò)HTTP/FTP下載最新應(yīng)用程序到本地，然后實(shí)現(xiàn)STB上軟件的升級(jí)。由于系統(tǒng)上空間通常比較緊張，一旦升級(jí)失敗，極有可能造成系統(tǒng)不能啟動(dòng)的情況，解決辦法往往是增加內(nèi)存空間，先備份先前的系統(tǒng)，如果升級(jí)成功，再刪除，如果失敗，則恢復(fù)先前系統(tǒng)。 十、小結(jié) Linux由于其開(kāi)源特性、出色的網(wǎng)絡(luò)功能和眾多的開(kāi)源項(xiàng)目支持，正越來(lái)越成為嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者關(guān)注的目標(biāo)之一。相信越來(lái)越多的嵌入式開(kāi)發(fā)者將加入到Linux這個(gè)行列中來(lái)。 本文提出的僅僅是解決方案，實(shí)際開(kāi)發(fā)中，從硬件設(shè)計(jì)到軟件開(kāi)發(fā)是一個(gè)相當(dāng)漫長(zhǎng)的過(guò)程，軟硬件的協(xié)同設(shè)計(jì)、硬件的調(diào)試、軟件的開(kāi)發(fā)、軟件的測(cè)試、系統(tǒng)的集成測(cè)試等過(guò)程都會(huì)遇到攔路虎，很多意想不到的問(wèn)題會(huì)時(shí)不時(shí)地忽然冒出來(lái)。 為此，在STB項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中，硬件的設(shè)計(jì)過(guò)程需要具有豐富經(jīng)驗(yàn)的硬件工程師，以盡量縮短硬件設(shè)計(jì)與調(diào)試的時(shí)