基于GX1121+GX3001的直播卫星机顶盒整体解决方案

杭州国芯科技有限公司的全国产化直播卫星解调、解码芯片组（GX1121-GX3001）荣获2008年度中国半导体创新产品和技术奖。

数字电视产业主要分为卫星、有线、地面三个主要领域，卫星数字电视的最大优势在于一颗卫星，就可让一个国家及地区的所有用户收看到丰富的数字电视广播节目。我国地域辽阔、地形复杂，众多边远地区，如海岛、山区、草原及少数民族居住区域，经济发展不平衡，卫星数字电视无疑是解决广播电视覆盖盲区和丰富广大人们群众文化生活最有效、最经济的途径。

2008年6月，“中星九号” 直播卫星的成功发射标志着我国跨进了期待已久的直播卫星时代。中星九号采用了我国自主知识产权的ABS-S 传输标准。杭州国芯科技有限公司（NationalChip）是目前取得广电总局授权、唯一能够同时提供“GX1121+GX3001”全国产解调与解码套片解决方案的芯片设计企业。

下面介绍基于GX1121+GX3001的ABS-S直播卫星机顶盒设计。

1系统硬件设计

以下主要从系统的信道及信源两方面介绍该方案的设计。图1是采用GX1121 解调和GX3001 解码的直播卫星机顶盒套片解决方案示意图及开发板；

1.1 GX1121芯片特点

GX1121是一款支持自主知识产权直播卫星传输标准（ABS-S）的信道接收芯片，采用0.13μm工艺，集成了从基带模拟信号采样到MPEG码流输出的完整功能，实现对ABS-S传输的数字电视信号的解调与信道解码。能够在十分恶劣的条件下展现出色的接收性能。GX1121芯片及内部结构框图如图2所示。

GX1121主要技术特性：

1）支持ABS-S广播模式（QPSK/8PSK）和LDPC信道纠错码

2）内部集成高精度双10位ADC，IQ不平衡补偿

3）支持ABS-S定义的所有滚降因子:0.20/0.25/0.35

4）支持标准中的各项LDPC码率

5）支持导频模式，导频长度自动识别

6）高性能的均衡器，有效消除回波干扰

7）先进的电源管理，典型功耗

8）灵活可配的TS输出端口

1.2 GX3001解码芯片特点

GX3001是一款数字电视机顶盒MPEG2解码芯片。内部集成高性能32位RISC CPU、MPEG2解复用器和视音频解码

器、去隔行及后处理单元、真彩色的OSD及2D图形加速、电视编码及视频DAC等功能模块。

内嵌32位CPU的工作主频为216MHz，具有强大的软件处理能力，并支持JTAG调试，支持数据广播和条件接收。

真彩色的OSD及2D图形加速，提供绚丽的界面。专有的视频处理算法可以完成视频去隔行和缩放效果，提供视频逐行输出。

电视编码支持所有的PAL和NTSC制式，内部集成四路视频DAC，满足各种视频输出需求。

2系统软件设计

直播卫星机顶盒软件主要包含下载器（Loader）和应用软件（Application Software，AS）两个部分。下载器实现系统启动和空中升级应用软件。应用软件实现机顶盒所有基本应用功能。

2.1 系统的应用软件架构

在直播卫星的硬件平台上实现了图4所示的应用软件架构。

各模块功能描述如下：

1）PSI/SI engine：有效组织起对节目搜索和EPG信息中需要的PSI/SI表数据的监控、过滤和解析，增强了软件功能实时性和代码的可读性。

2）UI系统：搭建具有丰富控件种类和强大功能的机顶盒界面开发平台，提高了开发效率。

3）NODE：管理机顶盒数据存储，减少flash碎片，保证数据的有效存储和快速提取。

4）Search：完成机顶盒的节目搜索，排序和保存。

5）EPG：灵活控制EPG模块工作状态，优化系统资源，达到实时更新数据和删除过期数据的目的。

6）Book：预约节目功能，能自动切换到用户预约的节目上。

7）Time：为机顶盒提供系统时间，也为应用层和同层的其他模块提供定时器功能。

8）AV：控制对音视频的一些操作。

9）Dbase：调用NODE实现对于机顶盒数据的存储、读取、删除、修改、增加。

10）Information service：实现信息服务数据的过滤、整理。

2.2 系统的软件方案界面

采用“GX3001+GX1121”套片解决方案开发的直播卫星机顶盒已经通过广电总局的入网测试和中电54所的生产许可测试认证。直播卫星机顶盒的用户软件界面如图5所示。

杭州国芯在推出GX1121+GX3001套片组的同时，为直播卫星机顶盒生产企业提供了完整便捷的一揽子解决方案，实现一站式的服务，从而可以在很大程度上减轻整机生产企业在切入直播卫星机顶盒产品开发方面的人员和资金投入压力，帮助客户以最快的速度进入直播卫星市场。公司拥有一支由芯片设计人员组成的技术支持团队，将陪伴客户从方案导入到批量生产等所有环节的技术支持，保证在最短的时间内迅速实现量产，努力为发展我国的直播卫星产业，提供最好的产品和服务支持。

3企业简介

杭州国芯（NationalChip）是一家以浙江大学为依托成立的集成电路设计企业，专注于数字电视技术研究、芯片产品设计与应用方案开发。公司成立之初，集中全部精力参与国家地面数字电视传输标准和国家有线数字电视传输标准的技术研发，2004年开始转入产品化和产业化开发，2005年和2007年二度被中国半导体行业协会评为中国最具成长性集成电路设计企业，目前已经发展成为国内数字电视领域解调解码芯片出货量最大、芯片产品种类最齐全的本土集成电路设计企业。在2008年整体半导体行业不景气的情况下，杭州国芯开发的数字电视芯片产品，成功地实现了在技术和市场上的双丰收。

公司这些年发展的一条重要体会是，以技术创新推动产品创新。公司从标准和技术研发起步，从信道解调芯片产品开发起步，发展到解调解码SOC芯片。公司的卫星解调、有线解调、卫星解调解码SOC芯片都占据了国内第一的市场份额。在国标产品开发方面，开发出首款同时支持地面国标单、多载波和有线三合一接收的解调芯片GX1501；首款同时支持AVS国标和MPEG2标准的数字机顶盒解码芯片GX3101；首套直播卫星解调解码全国产化芯片组解决方案“GX1121+GX3001”。公司的“卫星数字电视解调解码SOC芯片GX6101”荣获由工信部颁发的2008年度信息产业重大技术发明奖和浙江省科学技术一等奖；公司的“有线数字电视信道解调芯片GX1001”荣获2008年度第三届“中国芯”最佳市场表现奖；公司最新推出的芯片产品已经将DVB-S的RF、SDRAM、解调与解码等功能实现单片集成，是目前国际上第一款具有最高集成度的创新产品。这一系列创新产品的推出，意味着公司的芯片产品开发已经从市场产品的追随者，向创新产品的引领者迈出了坚实的步伐。而这种产品创新的前提是持之以恒的技术创新。

发展数字电视产业，对建设和谐社会，促进内需保增长，抵御国际金融危机冲击，都具有非常重要的积极意义。政府相关振兴政策的出台，对我国数字电视产业的发展必将起到积极的推动作用。在业界的支持下，我们一定会更加努力地工作，为中国的数字电视用户，提供更多更好的创新芯片产品，为中国数字电视产业的发展和中国集成电路产业的发展，做出更大的贡献。