《數(shù)字電視》PPT課件.ppt

1、交互式電視,交互式電視的概述,ITV，全稱為INTERNET TELEVISION，中文譯為交互式電視，也有人稱之為互動電視。交互式電視是一種雙向電視，用戶能通過這種電視屏幕上的信息窗對信息作出回應(yīng)，使觀眾和電視機屏幕上的信息或節(jié)目建立一種雙向聯(lián)系。交互式電視與傳統(tǒng)電視最大的不同就是，它改變了過去人們被動地接受信息的狀況，使人們可以主動選取信息，從而達(dá)到使觀眾與電視之間形成一種互動關(guān)系。,交互式電視的概述,交互式電視的信息傳輸采用不對稱模式，它是以電視為基礎(chǔ)，在大規(guī)模的分布式多媒體系統(tǒng)上發(fā)展起來的。它不但可以提供基本電視和點播電視服務(wù)，而且還可以提供許多其它的服務(wù) 和功能。ITV支持不同的用戶

2、選擇20-2000個電視節(jié)目，以利于不同的壓縮、解壓縮算法，提供良好的HDTV、PAL、NTSC及其它制式的兼容性；適應(yīng)不同電視機的分辨率和縱橫化，以適應(yīng)日后技術(shù)的更新?lián)Q代。,交互式電視的組成,交互式電視系統(tǒng)由電視節(jié)目源、信號處理、寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò)、家庭用戶終端、VoD服務(wù)器等五個部分組成。 (1) 電視節(jié)目源。作為媒體管理單位制作的VoD服務(wù)，將節(jié)目內(nèi)容數(shù)字化?？梢酝ㄟ^視頻服務(wù)器對電視節(jié)目源進(jìn)行存儲和檢索。 (2)寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò)。交互式電視適用于交互式電視的網(wǎng)絡(luò) 現(xiàn)在有3種網(wǎng)絡(luò)可用來提供交互式多媒體服務(wù)，分別是：有線電視系統(tǒng)、電話系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。電話系統(tǒng)是交換的、對稱的和交互的，通常采用光纖主士網(wǎng)

3、絡(luò)傳輸數(shù)字信號，用銅雙絞線傳輸模擬信號。有線電視系統(tǒng)是非交互、分布式的，其主干網(wǎng)以模擬光纖和衛(wèi)星通信為基礎(chǔ)，使用同軸電纜連接到用戶。 (3)家庭用戶終端。數(shù)字機頂盒是一種將數(shù)字電視信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的變換設(shè)備，通過對數(shù)字化壓縮的圖像聲音信號進(jìn)行解碼還原，產(chǎn)生模擬視頻和聲音信號，以提供給觀眾高質(zhì)量的電視節(jié)目。數(shù)字化、交互式、多媒體、多功能是數(shù)字機頂盒的基本特征，其中交互式是數(shù)字機頂盒的生命力所在。 (4)VoD服務(wù)器。VoD應(yīng)用服務(wù)器的主要功能包括了節(jié)目導(dǎo)航、用戶驗證、用戶記賬、節(jié)目加擾、頻道選擇、播出控制等等。VOD系統(tǒng)是一種多級服務(wù)器和多級網(wǎng)絡(luò)交換的結(jié)構(gòu)，一個基于HFC網(wǎng)絡(luò)的VOD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由

4、中心服務(wù)器、傳輸系統(tǒng)、HFC網(wǎng)絡(luò)及用戶終端設(shè)備組成。,利用有線電視網(wǎng)絡(luò)的交互式電視系統(tǒng)示意圖,交互式電視實現(xiàn)的方法,1 存儲釋放終端交互方式 2 面向人的實時交互方式,交互式電視實現(xiàn)的方法,1 存儲釋放終端交互方式： 存儲釋放終端交互方式不需要回傳通道，是通過廣播網(wǎng)絡(luò)向下傳輸?shù)臄?shù)字電視信號，也稱為廣播方式的交互式電視。用戶需要購買數(shù)字電視機頂盒，將傳輸?shù)臄?shù)字信號進(jìn)行解碼并轉(zhuǎn)換為普通的模擬視頻信號輸出到普通電視終端顯示設(shè)備上實現(xiàn)顯示。它利用廣播電視頻帶寬的特點將大量的數(shù)據(jù)傳到用戶，用戶可以實時在接收端與接受機的終端實現(xiàn)交互，或?qū)⒋罅啃畔⒋嬖诮K端中的存儲器或硬盤中，在實現(xiàn)非實時的終端交互。,交互式

5、電視實現(xiàn)的方法,2 面向人的實時交互方式： 面向人的實時交互方式需要回傳通道，由于人的感覺反應(yīng)有一定的時間，通常響應(yīng)時間大于0.5s。現(xiàn)有的電視網(wǎng)絡(luò)大部分主有下行通道，所以必須要進(jìn)行雙向改造，目前大部分按照DOCSIS協(xié)議進(jìn)行改造，關(guān)鍵部件是CableModem、上行分支器和集中解調(diào)器，協(xié)議提供了可靠的上行通信機制，是電視網(wǎng)絡(luò)成為一個全雙工通道。,交互式電視的功能,觀眾與內(nèi)容的交互 媒體節(jié)目與內(nèi)容的交互 播出與接收的交互,觀眾與內(nèi)容的交互,交互電視的最大貢獻(xiàn)是將收視的主控權(quán)真正交給用戶。視頻點播就是把收看電視節(jié)目的主動權(quán)移植到用戶手中, 從內(nèi)容和時間上, 使用戶能在任何時間選擇收看自己想看的節(jié)

6、目。交互式電視的節(jié)目指南,不單單起到節(jié)目表的作用, 而且是一種真正引導(dǎo)用戶有找電視杖術(shù)收看、讓用戶掌握主動權(quán)的收視方式。有了節(jié)目指南,用戶不僅可以方便選擇節(jié)目, 而且能從多方面, 如節(jié)目內(nèi)容的分類、演員名稱、個人愛好上去尋找節(jié)目。我們知道, 錄像機使用戶擺脫了傳統(tǒng)的必須按時間收看電視的習(xí)慣, 但模擬錄像機使用較復(fù)雜, 要想預(yù)找節(jié)目較困難。而電視節(jié)目指南, 可以將節(jié)目指南與節(jié)目存儲捆綁在一起, 使用戶能進(jìn)行“ 復(fù)雜條件”下的信息搜尋。,媒體節(jié)目與內(nèi)容的交互,多媒體內(nèi)容采用數(shù)字電視廣播后, 用戶在電視屏幕上不僅可以看到視頻節(jié)目, 還可以看到文本內(nèi)容如網(wǎng)頁, 這樣就大大豐富了電視的表達(dá)方式。媒體節(jié)目

7、與內(nèi)容交互就是把采用不同表達(dá)方式的內(nèi)容在電視機上同時播出, 互相切換。例如我想看體育比賽,輸入某一位球員代號, 會跳出一個靜止畫面來介紹這個球員相關(guān)的背景資料, 當(dāng)然, 通過電視機也能很好地體會到網(wǎng)上沖浪的效果。,播出與接收的交互,傳統(tǒng)的電視是我播你收, 播出只能面對大眾, 不能面對個人。由于交互電視能實現(xiàn)觀眾對內(nèi)容的交互, 內(nèi)容對內(nèi)容的交互使廣播電視演變成一種個性化的“ 推播” , 用戶完全可根據(jù)個人的愛好來推動節(jié)目的播出。對電視運營商來說, 由于采用交互平臺, 用戶反映可記錄下來, 通過在線的調(diào)研, 能立刻知道節(jié)目是否受歡迎, 并可根據(jù)個人習(xí)慣來推動節(jié)目傳播甚至可請用戶參加節(jié)目制作。,交互

8、電視的原理和技術(shù)特點,1.數(shù)據(jù)壓縮技術(shù) 2.流式壓縮技術(shù)和視頻流傳輸技術(shù) 3.數(shù)據(jù)庫技術(shù) 4.網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 5.交互式電視接口技術(shù),交互式電視的未來前景,在歐洲，交互式電視正呈方興未艾之勢。在英國，由澳大利亞人默多克控制的天空廣播電臺、電視臺擁有500萬用戶。在法國，法國電視四臺擁有150萬用戶。法國電視四臺還在西班牙、意大利、比利時、波蘭和北歐以及非洲部分地區(qū)擁有客戶。據(jù)市場分析人士估計，到2006年，全球范圍內(nèi)的交互式電視用戶將從今年的1300萬增長到226億。與此同時，交互式電視服務(wù)帶來的收益也將從2000年的5800萬美元增長到448億美元。,謝謝！,I2C串行總線的組成及工作原理,2.1

9、 I2C串行總線的組成及工作原理,采用串行總線技術(shù)可以使系統(tǒng)的硬件設(shè)計大大簡化、系統(tǒng)的體積減小、可靠性提高。同時，系統(tǒng)的更改和擴充極為容易。 常用的串行擴展總線有： I2C （Inter IC BUS）總線、單總線（1WIRE BUS）、SPI（Serial Peripheral Interface）總線及Microwire/PLUS等。 本章僅討論I2C串行總線。,2.1.1 I2C串行總線概述,I2C總線是PHLIPS公司推出的一種串行總線，是具備多主機系統(tǒng)所需的包括總線裁決和高低速器件同步功能的高性能串行總線。,I2C總線只有兩根雙向信號線。一根是數(shù)據(jù)線SDA，另一根是時鐘線SCL。,I

10、2C總線通過上拉電阻接正電源。當(dāng)總線空閑時，兩根線均為高電平。連到總線上的任一器件輸出的低電平，都將使總線的信號變低，即各器件的SDA及SCL都是線“與”關(guān)系。,每個接到I2C總線上的器件都有唯一的地址。主機與其它器件間的數(shù)據(jù)傳送可以是由主機發(fā)送數(shù)據(jù)到其它器件，這時主機即為發(fā)送器。由總線上接收數(shù)據(jù)的器件則為接收器。,在多主機系統(tǒng)中，可能同時有幾個主機企圖啟動總線傳送數(shù)據(jù)。為了避免混亂， I2C總線要通過總線仲裁，以決定由哪一臺主機控制總線。 在80C51單片機應(yīng)用系統(tǒng)的串行總線擴展中，我們經(jīng)常遇到的是以80C51單片機為主機，其它接口器件為從機的單主機情況。,一、數(shù)據(jù)位的有效性規(guī)定 I2C總線

11、進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時，時鐘信號為高電平期間，數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定，只有在時鐘線上的信號為低電平期間，數(shù)據(jù)線上的高電平或低電平狀態(tài)才允許變化。,2.1.2 I2C總線的數(shù)據(jù)傳送,二、起始和終止信號,SCL線為高電平期間，SDA線由高電平向低電平的變化表示起始信號；SCL線為高電平期間，SDA線由低電平向高電平的變化表示終止信號。,起始和終止信號都是由主機發(fā)出的，在起始信號產(chǎn)生后，總線就處于被占用的狀態(tài)；在終止信號產(chǎn)生后，總線就處于空閑狀態(tài)。,連接到I2C總線上的器件，若具有I2C總線的硬件接口，則很容易檢測到起始和終止信號。對于不具備I2C總線硬件接口的有些單片機來說，為了檢測起始和終止信號，必

12、須保證在每個時鐘周期內(nèi)對數(shù)據(jù)線SDA采樣兩次。,接收器件收到一個完整的數(shù)據(jù)字節(jié)后，有可能需要完成一些其它工作，如處理內(nèi)部中斷服務(wù)等，可能無法立刻接收下一個字節(jié)，這時接收器件可以將SCL線拉成低電平，從而使主機處于等待狀態(tài)。直到接收器件準(zhǔn)備好接收下一個字節(jié)時，再釋放SCL線使之為高電平，從而使數(shù)據(jù)傳送可以繼續(xù)進(jìn)行。,三、數(shù)據(jù)傳送格式 （1）字節(jié)傳送與應(yīng)答,每一個字節(jié)必須保證是8位長度。數(shù)據(jù)傳送時，先傳送最高位（MSB），每一個被傳送的字節(jié)后面都必須跟隨一位應(yīng)答位（即一幀共有9位）。,由于某種原因從機不對主機尋址信號應(yīng)答時（如從機正在進(jìn)行實時性的處理工作而無法接收總線上的數(shù)據(jù)），它必須將數(shù)據(jù)線置于

13、高電平，而由主機產(chǎn)生一個終止信號以結(jié)束總線的數(shù)據(jù)傳送。,如果從機對主機進(jìn)行了應(yīng)答，但在數(shù)據(jù)傳送一段時間后無法繼續(xù)接收更多的數(shù)據(jù)時，從機可以通過對無法接收的第一個數(shù)據(jù)字節(jié)的“非應(yīng)答”通知主機，主機則應(yīng)發(fā)出終止信號以結(jié)束數(shù)據(jù)的繼續(xù)傳送。,當(dāng)主機接收數(shù)據(jù)時，它收到最后一個數(shù)據(jù)字節(jié)后，必須向從機發(fā)出一個結(jié)束傳送的信號。這個信號是由對從機的“非應(yīng)答”來實現(xiàn)的。然后，從機釋放SDA線，以允許主機產(chǎn)生終止信號。,（2）數(shù)據(jù)幀格式 I2C總線上傳送的數(shù)據(jù)信號是廣義的，既包括地址信號，又包括真正的數(shù)據(jù)信號。,在總線的一次數(shù)據(jù)傳送過程中，可以有以下幾種組合方式：,在起始信號后必須傳送一個從機的地址（7位），第8位

14、是數(shù)據(jù)的傳送方向位（R/），用“0”表示主機發(fā)送數(shù)據(jù)（T），“1”表示主機接收數(shù)據(jù)（R）。每次數(shù)據(jù)傳送總是由主機產(chǎn)生的終止信號結(jié)束。但是，若主機希望繼續(xù)占用總線進(jìn)行新的數(shù)據(jù)傳送，則可以不產(chǎn)生終止信號，馬上再次發(fā)出起始信號對另一從機進(jìn)行尋址。,a、主機向從機發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳送方向在整個傳送過程中不變：,注：有陰影部分表示數(shù)據(jù)由主機向從機傳送，無陰影部分則表示數(shù)據(jù)由從機向主機傳送。 A表示應(yīng)答， 表示非應(yīng)答（高電平）。S表示起始信號，P表示終止信號。,b、主機在第一個字節(jié)后，立即由從機讀數(shù)據(jù),c、在傳送過程中，當(dāng)需要改變傳送方向時，起始信號和從機地址都被重復(fù)產(chǎn)生一次，但兩次讀/寫方向位正好反相。,

15、四、總線的尋址,I2C總線協(xié)議有明確的規(guī)定：采用7位的尋址字節(jié)（尋址字節(jié)是起始信號后的第一個字節(jié)）。 （1）尋址字節(jié)的位定義,D7D1位組成從機的地址。D0位是數(shù)據(jù)傳送方向位，為“0”時表示主機向從機寫數(shù)據(jù)，為“1”時表示主機由從機讀數(shù)據(jù)。,主機發(fā)送地址時，總線上的每個從機都將這7位地址碼與自己的地址進(jìn)行比較，如果相同，則認(rèn)為自己正被主機尋址，根據(jù)R/位將自己確定為發(fā)送器或接收器。 從機的地址由固定部分和可編程部分組成。在一個系統(tǒng)中可能希望接入多個相同的從機，從機地址中可編程部分決定了可接入總線該類器件的最大數(shù)目。如一個從機的7位尋址位有4位是固定位，3位是可編程位，這時僅能尋址8個同樣的器件

16、，即可以有8個同樣的器件接入到該I2C總線系統(tǒng)中。,（2）尋址字節(jié)中的特殊地址 固定地址編號0000和1111已被保留作為特殊用途。,起始信號后的第一字節(jié)的8位為“0000 0000”時，稱為通用呼叫地址。通用呼叫地址的用意在第二字節(jié)中加以說明。格式為：,第二字節(jié)為 06H時，所有能響應(yīng)通用呼叫地址的從機器件復(fù)位，并由硬件裝入從機地址的可編程部分。能響應(yīng)命令的從機器件復(fù)位時不拉低SDA和SCL線，以免堵塞總線。,第二字節(jié)為 04H時，所有能響應(yīng)通用呼叫地址并通過硬件來定義其可編程地址的從機器件將鎖定地址中的可編程位，但不進(jìn)行復(fù)位。,如果第二字節(jié)的方向位B為“1”，則這兩個字節(jié)命令稱為硬件通用呼

17、叫命令。 在這第二字節(jié)的高7位說明自己的地址。接在總線上的智能器件，如單片機或其他微處理器能識別這個地址，并與之傳送數(shù)據(jù)。硬件主器件作為從機使用時，也用這個地址作為從機地址。格式為：,在系統(tǒng)中另一種選擇可能是系統(tǒng)復(fù)位時硬件主機器件工作在從機接收器方式，這時由系統(tǒng)中的主機先告訴硬件主機器件數(shù)據(jù)應(yīng)送往的從機器件地址，當(dāng)硬件主機器件要發(fā)送數(shù)據(jù)時就可以直接向指定從機器件發(fā)送數(shù)據(jù)了。,（3）起始字節(jié),不具備I2C總線接口的單片機，則必須通過軟件不斷地檢測總線，以便及時地響應(yīng)總線的請求。單片機的速度與硬件接口器件的速度就出現(xiàn)了較大的差別，為此，I2C總線上的數(shù)據(jù)傳送要由一個較長的起始過程加以引導(dǎo)。,起始字

18、節(jié)是提供給沒有I2C總線接口的單片機查詢I2C總線時使用的特殊字節(jié)。,引導(dǎo)過程由起始信號、起始字節(jié)、應(yīng)答位、重復(fù)起始信號（Sr）組成。,請求訪問總線的主機發(fā)出起始信號后，發(fā)送起始字節(jié)（0000 0001），另一個單片機可以用一個比較低的速率采樣SDA線，直到檢測到起始字節(jié)中的7個“0”中的一個為止。在檢測到SDA線上的高電平后，單片機就可以用較高的采樣速率，以便尋找作為同步信號使用的第二個起始信號Sr。 在起始信號后的應(yīng)答時鐘脈沖僅僅是為了和總線所使用的格式一致，并不要求器件在這個脈沖期間作應(yīng)答。,電荷泵的工作原理,電荷泵電壓反轉(zhuǎn)器是一種DC/DC變換器，它將輸入的正電壓轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的負(fù)電壓，即

19、VOUT= -VIN。另外，它也可以把輸出電壓轉(zhuǎn)換成近兩倍的輸入電壓，即VOUT2VIN。由于它是利用電容的充電、放電實現(xiàn)電荷轉(zhuǎn)移的原理構(gòu)成，所以這種電壓反轉(zhuǎn)器電路也稱為電荷泵變換器（Charge Pump Converter）。,電荷泵的結(jié)構(gòu),電容式電荷泵通過開關(guān)陣列和振蕩器、邏輯電路、比較控制器實現(xiàn)電壓提升，采用電容器來貯存能量。 電荷泵轉(zhuǎn)換器不使用電感，因此其輻射EMI可以忽略。輸入端噪聲可用一只小型電容濾除。它的輸出電壓是工廠生產(chǎn)精密預(yù)置的,調(diào)整能力是通過后端片上線性調(diào)整器實現(xiàn)的，,電容式電荷泵內(nèi)部結(jié)構(gòu),工作于較高的頻率，因此可使用小型陶瓷1mF，使空間占用小，使用成本低。電荷泵十分適

20、用于便攜式應(yīng)用產(chǎn)品的設(shè)計。它實際上是一個片上系統(tǒng)。,電容式電荷泵內(nèi)部結(jié)構(gòu),電荷泵工作原理,電荷泵變換器的基本工作原理如下圖所示。它由振蕩器、反相器及四個模擬開關(guān)組成，外接兩個電容C1、C2 構(gòu)成電荷泵電壓反轉(zhuǎn)電路。 振蕩器輸出的脈沖直接控制模擬開關(guān)S1及S2；此脈沖經(jīng)反相器反相后控制S3及S4。當(dāng)S1、S2 閉合時，S3、S4 斷開；S3、S4 閉合時，S1、S2 斷開。,電荷泵選取方法,效率優(yōu)先，兼顧尺寸 無調(diào)整電容式電荷泵 90% 可調(diào)整電容式電荷泵 85% 開關(guān)式調(diào)整器 83% 輸出電流的局限性 較低的輸出紋波和噪聲,電荷泵的發(fā)展趨勢,提高輸出電流及降低輸出電阻 。 減小功耗 擴大輸入電壓范圍 減少占印板的面積 輸出負(fù)電壓可設(shè)定（調(diào)整） 兩種新型的四倍壓器件,數(shù)字調(diào)諧器,將調(diào)諧器，解調(diào)器和信道解碼器等做在一起，成為一體化調(diào)諧解調(diào)解碼器，并用金屬殼屏蔽起來，形成獨立的通用組件，常稱為數(shù)字調(diào)諧器。,數(shù)字調(diào)諧器常用芯片,SL1925單片零中頻調(diào)諧器 STB6000型高集成零中頻調(diào)諧集成電路 ZL10036單片寬帶直接變頻調(diào)諧器 國產(chǎn)GX1101系列,SL1925單片零中頻調(diào)諧器,SL1925如右圖，其工作頻率達(dá)到950