王 斌

（太原有線電視網(wǎng)絡(luò)有限公司，山西 太原 030024）

1 主處理模塊

1.1 主處理模塊功能及組成部門

主處理模塊完成本系統(tǒng)的主要功能：CPU控制、MPEG-2傳輸流解擾解復(fù)用、MPEG-2視頻解碼視頻輸出編碼、MPEG-2音頻解碼。

主處理模塊主要包括以下幾個(gè)部分（見圖1）。

圖1 主處理模塊框圖

小系統(tǒng)包括CPU、FLASH和內(nèi)存，其作用為處理系統(tǒng)所有的初始化、配置、中斷處理、時(shí)鐘和電源管理。CPU的主頻為133 MHz；FLASH（目前主要采用SPANSION的4 M或8 M，SDRM）主要是32 MB，16位寬，程序和視音頻內(nèi)存。

Memory 接口子系統(tǒng)：提供 I/O BUS、HSDP（High Speed Data Port）和SDRAM接口，還提供DMA訪問。通過ASXBUS總線，內(nèi)部的中斷控制器、音視頻解碼器、視頻編碼器、外部總線接口等進(jìn)行DMA數(shù)據(jù)傳輸。

數(shù)字視頻/音頻子系統(tǒng)：提供完成同步的數(shù)字視頻解碼編碼、音頻解碼。包括MPEG-2傳輸解復(fù)用、MPEG-2視頻解碼、MPEG-2/杜比數(shù)字音頻解碼、NTSC/PAL/SECAM視頻編碼。

外圍設(shè)備子系統(tǒng)：包括通用計(jì)數(shù)器、PWM（脈寬調(diào)制）、I2C單元、智能卡接口、UART750串行接口、同步串行接口、串行控制器、GPIO（通用IO）控制器、紅外接收、實(shí)時(shí)時(shí)鐘/前面板控制器。

1.2 主處理模塊故障分析

主處理模塊其實(shí)指的是單板的邏輯電路，它主要由CPU、FLASH和SDRM組成，也稱小系統(tǒng)。小系統(tǒng)出故障主要會(huì)引起不開機(jī)（1002）、死機(jī)重啟（1001）、不能升級(jí)（A124）等。遇到這類故障時(shí)，可以通過“望、聞、問、切”判斷硬件有無明顯損壞，如燒焦；檢測(cè)各工作電壓是否正常，有無短路現(xiàn)象；再要考慮系統(tǒng)時(shí)鐘與復(fù)位信號(hào)。通常軟件問題比較容易排除，如果懷疑FLASH有問題，可以直接更換一個(gè)已加載好軟件的新FLASH.

表1 CPU故障信息表

2 高頻頭模塊

高頻頭模塊主要實(shí)現(xiàn)信道解碼的功能。該模塊從有線電視線接收經(jīng)前端調(diào)制完成的射頻信號(hào)（可用頻率范圍51～860 MHz，數(shù)字電視節(jié)目實(shí)際使用其中的某一段）并下行變頻為36 MHz中頻信號(hào)，然后QAM解調(diào)模塊進(jìn)行QAM解調(diào)，輸出MPEG傳輸流的串行或并行數(shù)據(jù)。QAM解調(diào)模塊使用TDA10023的單芯片解碼模塊，支持4-256QAM調(diào)制格式。高頻頭模塊主要可分為以下幾個(gè)部分：RF射頻接收器、QAM調(diào)制器、差分解碼、解隨機(jī)、比特到字節(jié)轉(zhuǎn)換、卷積解交叉器、RS解碼器。

RF射頻接收器：接收來自Cable或衛(wèi)星接收器的高頻信號(hào)RF，然后將高頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成中頻信號(hào)，然后將中頻信號(hào)送給ADC轉(zhuǎn)換器。

QAM解調(diào)器：接收來自RF射頻接收器的中頻模擬信號(hào)，將模擬信號(hào)進(jìn)行QAM-64或QAM-256調(diào)制轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后將數(shù)字信號(hào)送給差分解碼單元。

差分解碼單元：接收來自QAM調(diào)制器的數(shù)字，完成差分解碼。

解隨機(jī)單元：將差分解碼單元處理完成后的數(shù)據(jù)完成解隨機(jī)處理。

比特到字節(jié)轉(zhuǎn)換單元：完成解隨機(jī)單元處理后的數(shù)據(jù)從串行到并行8 bit的轉(zhuǎn)換。

RS解碼單元：完成比特到字節(jié)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)的RS（204，188）的RS解碼處理。

經(jīng)高頻頭模塊處理完成后的數(shù)據(jù)被還原成了MPEG-2的TS（Transport Stream）傳輸流，然后傳送給MPEG-2處理模塊，完成MPEG-2的傳輸流的處理。

3 內(nèi)存模塊

該模塊完成主板內(nèi)存的功能，即用來存放主板的運(yùn)行后的臨時(shí)文件，包括主板啟動(dòng)后從FLASH搬移后的程序運(yùn)行文件。另外,主板的內(nèi)存還用來存放CPU主芯片工作時(shí)視頻解碼文件、音頻解碼文件以及數(shù)據(jù)文件。

4 時(shí)鐘模塊

DV32SEMP VER C單板時(shí)鐘由一個(gè)10.111 MHz（X1）時(shí)鐘源和U2組成時(shí)鐘單元，為CPU及其他相關(guān)電路提供時(shí)鐘信號(hào)。

5 復(fù)位模塊

復(fù)位模塊的原理是單板正常運(yùn)行后CPU不斷向復(fù)位芯片送數(shù)據(jù)，在既定的時(shí)間內(nèi)復(fù)位芯片收到CPU送來的數(shù)據(jù)后會(huì)自動(dòng)將其內(nèi)部的計(jì)數(shù)器清零重新計(jì)數(shù)，循環(huán)往復(fù)。當(dāng)CPU由于某種原因不能夠給復(fù)位芯片送數(shù)據(jù)，超過既定的時(shí)間后，復(fù)位芯片計(jì)數(shù)溢出，就會(huì)送給CPU一個(gè)復(fù)位信號(hào)，整個(gè)單板會(huì)重新啟動(dòng)。

復(fù)位采用分離器件提供的復(fù)位信號(hào)，借助單板上電之初給主芯片發(fā)送復(fù)位信號(hào)，主芯片接收到并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配置，完成后輸出Reset Out，送到各周邊芯片。

6 音視頻輸出模塊

視頻音頻輸出單元主要用于輸出給電視、音箱或功放的視頻和音頻信號(hào)。

視頻輸出有3種格式：①CVBS，即混合視頻輸出（兩路）。②S-Video，即視頻的亮度和色度分開輸出。③YPbPr：也叫色差分量接口，采用的是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA-770.2a標(biāo)準(zhǔn)；還有一種接口被稱為YCbCr接口。它們二者的區(qū)別在于，前者是逐行掃描色差輸出，后者是隔行掃描色差輸出。

音頻輸出采用2種：①直接模擬音頻輸出。②光信號(hào)音頻輸出（S/P DIF）。模擬音頻輸出部分包含1個(gè)D/A轉(zhuǎn)換和音頻運(yùn)放。CPU輸出為數(shù)字音頻信號(hào)，在CPU輸出后級(jí)包括1個(gè)音頻D/A轉(zhuǎn)換模塊和1個(gè)音頻運(yùn)放模塊。

7 智能卡控制模塊

智能卡是用于存放機(jī)頂盒用戶資料的設(shè)備，它通過定時(shí)向機(jī)頂盒提供專用的控制字，使機(jī)頂盒能夠識(shí)別有線電視數(shù)字節(jié)目中的加擾碼流。智能卡采用單獨(dú)使用1塊小板的方式提供1個(gè)智能卡接口，通過主板的智能卡連接器連接主板和智能卡小板。用戶智能卡板包含了智能卡接口芯片及其周邊電路和智能卡座。

8 電源模塊

機(jī)頂盒系統(tǒng)采用的開關(guān)電源模塊是通過電源連接器獲取220 V電源，轉(zhuǎn)化為 3.3 V、5 V、12 V、-12 V4個(gè)電壓。

通常電源采用集成高壓開關(guān)芯片NCP1014構(gòu)成的反激式電路，輸入交流100～240 VAC，輸出4個(gè)直流電壓：3.3 V/1.1 A，5 V/0.7 A，±12 V/0.035 A，輸出功率為8 W.其中3.3 V采用閉環(huán)穩(wěn)壓控制，精度可達(dá)±3%，其他電壓受3.3 V調(diào)節(jié)，精度為±10%.具有穩(wěn)定性好、效率高（77%220 VAC）、待機(jī)功耗低等優(yōu)點(diǎn)，并具有短路、開環(huán)過壓、過溫保護(hù)等功能。主控板內(nèi)3.3 V電壓通過電壓調(diào)整器LM1117轉(zhuǎn)化為1.8 V和1.25 V.

9 顯示及紅外接收模塊

前面板的結(jié)構(gòu)主要按鍵，顯示和紅外接收于一體的綜合輔助模板。按鍵是用于用戶基本操作，LED數(shù)碼顯示管來顯示基本的狀態(tài)和頻道號(hào)。另外在顯示板上還設(shè)有紅外接收儀，用于接收來自遙控的命令。

10 小結(jié)

本文主要對(duì)機(jī)頂盒結(jié)構(gòu)以及機(jī)頂盒的主要功能模塊進(jìn)行了詳細(xì)闡述，為初學(xué)機(jī)頂盒維修技術(shù)的人員提供了一些粗淺參考，為今后機(jī)頂盒維修技術(shù)的研究發(fā)展方向奠定了基礎(chǔ)。隨著三網(wǎng)融合的發(fā)展趨勢(shì)不斷加速，也對(duì)機(jī)頂盒維修技術(shù)提出了更高更細(xì)的要求，這也將是我們今后工作中的方向。