3.軟件體系設計

    DVB-C軟件體系采用分層結構,首先對系統(tǒng)的軟件進行分層,然后進行模塊化的層次劃分。

    3.1軟件層次結構

    按照機頂盒軟件系統(tǒng)中不同軟件功能和作用,將軟件系統(tǒng)按層次進行劃分,可分為操作系統(tǒng)層、驅動層、中間層和應用層

    其中操作系統(tǒng)層主要包括操作系統(tǒng)內核、硬件平臺抽象和操作系統(tǒng)抽象；硬件平臺抽象又叫硬件抽象層,主要是將CPU的相關操作和功能部分進行封裝,以提供給上層調用,從而避免直接與硬件直接相關性,同時為系統(tǒng)軟件的移植、操作系統(tǒng)的更換等帶來極大的方便；操作系統(tǒng)抽象主要是將與操作系統(tǒng)直接相關的操作進行抽象化、模塊化,以提供給應用程序簡單方便的接口,同時使軟件系統(tǒng)具有良好的可移植性。

   在硬件平臺和軟件結構基本構建好以后,就選擇適合高效的多任務系統(tǒng)環(huán)境的嵌入式實時操作系統(tǒng),而μC/OS-II采用基于優(yōu)先級的多任務搶占式調度策略；內核短小,實時性好,能進行快速的上下文切換(小于5µs),效率高；內存要求低鑒于這些特點,在本系統(tǒng)中,選擇嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)為μC/OS-II,作為該機頂盒的操作系統(tǒng),并將其移植于Hi2011系統(tǒng)上,同時設計操作系統(tǒng)抽象層,封裝操作系統(tǒng)與用戶相關的操作。

    3.2操作系統(tǒng)

    在硬件平臺和軟件結構基本構建好以后，就選擇適合該系統(tǒng)的嵌入式實時操作系統(tǒng)。在選擇嵌入式實時操作系統(tǒng)（real－timeoperationsystem，RTOS）時，應該具有以下特征的RTOS：基于優(yōu)先級的多任務搶占式調度策略；內核短小，實時性好，能進行快速的上下文切換（小于5µs），效率高；開放源代碼，并且支持一系列的處理器芯片；低的內存要求；具有可裁剪、可移植性。

    因為這樣的RTOS是高效率的操作系統(tǒng)，能夠為DVB-C提供高效的多任務環(huán)境，包括任務調度管理、時鐘管理、內存管理、中斷處理、通過信號量實現同步和互斥、以及通過消息隊列實現消息通信等等。比如μC/OS-II、μCLinux、Vxworks、OS20等操作系統(tǒng)，都具有上述特征。

    在本系統(tǒng)中，選擇嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)為μC/OS-II，作為該機頂盒的操作系統(tǒng)，并將其移植于Hi2011系統(tǒng)上，同時設計操作系統(tǒng)抽象層，封裝操作系統(tǒng)與用戶相關的操作。

    3.3軟件模塊和任務的劃分

    根據DVB-C硬件模塊的一致性可知,其軟件模塊主要包括初始化啟動模塊、端口處理模塊、解復用模塊、解擾模塊、節(jié)目存貯模塊、Flash模塊、音視頻操作模塊、用戶界面控制模塊、頻道轉換控制、系統(tǒng)升級模塊、EPG模塊、中文字體模塊和SDRAM模塊等。

    依據DVB-C要實現的功能和模塊劃分,將系統(tǒng)的任務劃分為10個主要的任務,并為每個任務分配不同的優(yōu)先級。每個任務都完成相應的功能,并將任務的調度交于操作系統(tǒng)實現。其中系統(tǒng)的初始化啟動模塊和設備驅動模塊在主函數中調用相應的函數來實現其對應的功能。具體劃分如下：Task2完成處理遠程電源管理、清屏、主菜單鍵和傳遞按鍵給鍵值處理模塊等功能；Task3完成系統(tǒng)的音視頻處理；Task4完成頻道更新；Task5處理頻道節(jié)目的編輯和刷新等；Task6調度開機LoGo；Task7處理機頂盒各種顯示任務；Task8調度游戲和日歷等；Task9處理各種表單,如節(jié)目單和解復用單等；Task10處理處理OSD和PMT。而Task1啟動其他任務和開機Logo。

    3.4數據庫構建

    基于DVB－C的數字機頂盒的數據庫構建，主要構建本地臨時數據庫和數據庫管理兩個方面。其中本地臨時數據庫包括：節(jié)目表ProgramList、附加節(jié)目表TransponderList和節(jié)目數據結構，ProgramList和TransponderList的構建在搜臺時完成，當用戶作頻道管理時，需要作相應的更新并寫Flash即可。

   數據庫管理主要是為管理和訪問各數據庫里的數據，數據庫管理分為頻點數據庫管理、節(jié)目數據庫管理和系統(tǒng)數據庫管理三個方面。頻點數據庫管理主要是完成對頻點數據的管理，包括頻點信息單元和數據塊頭、鏈表兩個方面。節(jié)目數據庫管理主要管理節(jié)目信息單元和數據塊頭、鏈表，由于節(jié)目數據庫的數據量十分龐大，因此，在定義節(jié)目數據庫的結構時，不能將節(jié)目信息置于一個結構中，以免超出編譯器的64KB的界線。

    3.5搜臺模塊

    搜臺十分重要,不僅要找出頻道列表,還要解析出一定程度的各頻道的相關信息。搜臺算法分為手動搜臺和自動搜臺算法。因為自動搜臺是通過手動搜臺對頻率的for循環(huán)來實現的,所以研究手動搜臺。在搜臺之前,首先搜索各種節(jié)目信息表,因此搜索各種表時的順序十分重要,這將影響到搜索節(jié)目的時間和效率。在搜臺時,有以下幾種搜索表：PAT：提供PMT的pid,所以要先于PMT的搜索；PMT：提供每個節(jié)目(service_id)的包括音視頻pid等信息；SDT：提供節(jié)目的屬性信息,包括節(jié)目名字、節(jié)目運行狀態(tài)等屬性,在PAT之后搜索；NIT：提供網絡的信息,包括網絡標識號和網絡名稱,保存在頻點數據庫中；NIT還提供此網絡下其他頻點的參數信息,根據這個可以增加頻點數據庫。

    采用搜索算法思想為：首先調用驅動層封裝好的相應API,設定Tuner頻點、符號率等參數,根據數據更新的方式決定是否要清除ProgramList和TransponderList,然后搜索解析PAT表,PAT表解析完后對Program逐個解析PMT表和SDT表,所有的Program都完成后,解析NIT表獲得網絡信息,更新TransponderList,最后成功返回。

    3.6系統(tǒng)主函數實現

    μC/OS-II操作系統(tǒng)是使用標準C語言編寫的，因此，整個系統(tǒng)軟件中，又且僅有一個main()函數。在本系統(tǒng)中，也只有一個main()函數。在實現main()時，必須考慮系統(tǒng)的效率。在本系統(tǒng)設計中，采用了Task1來開啟其他任務的方式，來減少主函數的代碼，提高主函數的運行效率。其代碼如下：

    main()

    {…

    OSInit();//操作系統(tǒng)初始化

    sys_init();//系統(tǒng)初始化

    System_mail_Set=OSMboxCreate(0);//系統(tǒng)消息初始化

    sysflag=OSFlagCreate(0x81,&err_main);//系統(tǒng)標志初始化

    OSTaskCreate(task1,(void*)&Task1_Stk[TASK1_STK_SIZE-1],TASK1_PRIO);//任務調度開始

    OSStart();//操作系統(tǒng)開始

    …}