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【摘 要】高清机顶盒实现安全在线升级要求Loader需要符合目前高清机顶盒的基本应用需求，顺利完成高清机顶盒中应用程序、开机LOGO以及其他重要信息的升级。升级的实现方式应该包括全网升级、指定升级、提示升级和强制升级。根据升级数据的传输方式分为空中升级（OTA）、本地升级两种。
【关键词】嵌入式Linux 在线升级 数据打包 高清机顶盒 UBIFS文件系统
机顶盒STB（Set Top Box）是指电视机顶端或内部的一种终端装置，它使得模拟电视机能直接接收数字电视节目，从而使模拟电视用户获得数字电视技术带来了新享受，在数模共存，由模拟向数字转移过程中机顶盒起到了重要的作用。根据传输信道的不同，数字机顶盒可分为有线、卫星、地面、IP等几种类型，也可细分为单向或双向，双模或多模，标清或高清数字电视机顶盒，它们的基本工作原理大致相同。有线、卫星和地面数字机顶盒含有相同的音频、视频和数据的解复用和信源解码等模块，只在信道接收上有所区别。数字有线电视机顶盒的信号传输介质是有线电视广播所采用的全同轴电缆网络或光线/同轴电缆馄合网。有线电视网络的传输质量较好，能进行数字电视的优质传输，并因其传输的数据稳定、可靠而同时承载各种交互式多媒体的应用，比如数据广播、因特网接入、电子邮件、IP电话、电子节目指南（EPG）、软件在线升级等，其中软件在线升级便是本文谈论的主题。
有线数字机顶盒的主要部件有调谐器、信道解调、解复用器、解码器、音频D/A转换器、视频编码器、智能卡模块、控制电路等部件。机顶盒接收由CATV分配网络传输的信号，调谐器接收来自前端的射频信号并输出中频信号，该中频信号经QAM解调输出相应的TS流，接着便将TS码流送入解码模块，在该模块中，主要完成TS的解析、解复用、解扰、解码和音视频编码，接着通过配置的各种外围接口输出数字或模拟标清、高清音视频信号，将之前送来的TS码流首先进行解扰和解复用，根据要收看节目 包识别号（PID）或相应的动作所需的PID，提取中相应的视频、音频和数据包，恢复符合MPEG标准的打包节目基本流（PES），然后进行MPEG-2解壓缩，生成符合格式的视频数据流和音频数据流，送入后续的处理模块。软件升级的数据也是通过上述的信号传递到机顶盒中，之后经过一系列处理后得到需要的升级数据，和控制升级数据，之后便开始执行机顶盒中烧录的Loader程序进行相应的升级操作。
髙清机顶盒Loader升级之后的数据需要是准确、有效的，不能出现反复升级数据，或数据升级过后重启出现数据丢失，数据不完整等现象。因此需要确保Loader对存储介质的管理是安全和稳定的。机顶盒中一般采用闪存进行数据的存储，因此需要进行闪存驱动的设计，以及数据安全存储的考虑。根据上面的Loader功能需求，Loader系统应包含：Loader系统主模块、闪存管理模块、数据接收模块、机顶盒启动程序及内核和文件系统启动流程的控制、数据安全性和数据有效性检验模块、OSD屏幕显示和控制模块、前面板按键响应和LED数码管显
示模块以及其他的外围设备驱动模块如USB、串口和网口驱动等。整个模块框架如图所示。这些模块中Loader的重点设计在闪存的管理和数据安全性、有效性校验模块以及机顶盒中启动流程的控制，其中将数据安全性和数据有效性校验模块称为package打包解包模块。数据接收模块和OSD显示以及前面板模块的实现与标清机顶盒Loader中的设计非常相似，
本Loader是基于高清有线数字机顶盒而研宄设计的。在设计的过程中需要充分考虑高清有线机顶盒与标清机顶盒之间的区别，设计适合高清有线数字机顶盒软件升级系统。相对于标清机顶盒的无操作系统，或简易操作系统，高清机顶盒具有功能较强大的嵌入式操作系统，同时在硬件配置上有较大的提高，使得高清机顶盒能处理更多的数据，进行更复杂的操作。高清机顶盒的Loader升级与标清机顶盒也有较大的区别，其升级的数据不是以往的几百K字节或几兆字节而是几十甚至几百兆字节。Loader系统由硬件和软件两部分组成，其硬件部分包括微处理器、存储器、调谐器、图形控制器、外设器件和V0端口等。
本Loader的硬件是基于博通平台设计的，主处理器采用MIPS处理器，配有Nor Flash和Nand Flash作为存储介质。Loader系统的软件运行于硬件之上。Loader系统中的软件主要涉及到CFE（Bootloader），嵌入式Linux操作系统，操作系统之上的Loader主程序，与Loader交互的应用程序部分，其他的用户存储信息。由于闪存中的内容掉电后不会丢失，因此在目前的机顶盒设计中，使用闪存作为存储介质，存放Bootloader，Loader，应用程序，用户信息等数据。
我国模拟电视转数字电视正在如火如荼地进行着，数字机顶盒必在此阶段担当重任。各种新的业务需求，新的功能层出不穷，Loader系统的设计在今后应该还会向着更智能，更人性化的方向发展。此外三网融合的进程也在推进，目前也有多家公司拿到了广电的网络营业牌照，这比为机顶盒注入新的动力，机顶盒Loader设计应该也会更在多样化。
参考文献：
[1]廖洪涛.数字电视业务支撑系统[M].北京：电子工业出版社，2011
[2]赵坚勇.数字电视技术[M].西安电子科技大学出版社，2011
[3]张宏伟.数字电视技术[M].北京：兵器工业出版社，2008.
[4]陈科.数字电视原理与检测技术[M].北京：人民邮电出版社，2011
[5]许志强，张兆安.发展数字电视产业推进“三网融合”[J].通信与信息技术，2009，6
【关键词】嵌入式Linux 在线升级 数据打包 高清机顶盒 UBIFS文件系统
机顶盒STB（Set Top Box）是指电视机顶端或内部的一种终端装置，它使得模拟电视机能直接接收数字电视节目，从而使模拟电视用户获得数字电视技术带来了新享受，在数模共存，由模拟向数字转移过程中机顶盒起到了重要的作用。根据传输信道的不同，数字机顶盒可分为有线、卫星、地面、IP等几种类型，也可细分为单向或双向，双模或多模，标清或高清数字电视机顶盒，它们的基本工作原理大致相同。有线、卫星和地面数字机顶盒含有相同的音频、视频和数据的解复用和信源解码等模块，只在信道接收上有所区别。数字有线电视机顶盒的信号传输介质是有线电视广播所采用的全同轴电缆网络或光线/同轴电缆馄合网。有线电视网络的传输质量较好，能进行数字电视的优质传输，并因其传输的数据稳定、可靠而同时承载各种交互式多媒体的应用，比如数据广播、因特网接入、电子邮件、IP电话、电子节目指南（EPG）、软件在线升级等，其中软件在线升级便是本文谈论的主题。
有线数字机顶盒的主要部件有调谐器、信道解调、解复用器、解码器、音频D/A转换器、视频编码器、智能卡模块、控制电路等部件。机顶盒接收由CATV分配网络传输的信号，调谐器接收来自前端的射频信号并输出中频信号，该中频信号经QAM解调输出相应的TS流，接着便将TS码流送入解码模块，在该模块中，主要完成TS的解析、解复用、解扰、解码和音视频编码，接着通过配置的各种外围接口输出数字或模拟标清、高清音视频信号，将之前送来的TS码流首先进行解扰和解复用，根据要收看节目 包识别号（PID）或相应的动作所需的PID，提取中相应的视频、音频和数据包，恢复符合MPEG标准的打包节目基本流（PES），然后进行MPEG-2解壓缩，生成符合格式的视频数据流和音频数据流，送入后续的处理模块。软件升级的数据也是通过上述的信号传递到机顶盒中，之后经过一系列处理后得到需要的升级数据，和控制升级数据，之后便开始执行机顶盒中烧录的Loader程序进行相应的升级操作。
髙清机顶盒Loader升级之后的数据需要是准确、有效的，不能出现反复升级数据，或数据升级过后重启出现数据丢失，数据不完整等现象。因此需要确保Loader对存储介质的管理是安全和稳定的。机顶盒中一般采用闪存进行数据的存储，因此需要进行闪存驱动的设计，以及数据安全存储的考虑。根据上面的Loader功能需求，Loader系统应包含：Loader系统主模块、闪存管理模块、数据接收模块、机顶盒启动程序及内核和文件系统启动流程的控制、数据安全性和数据有效性检验模块、OSD屏幕显示和控制模块、前面板按键响应和LED数码管显
示模块以及其他的外围设备驱动模块如USB、串口和网口驱动等。整个模块框架如图所示。这些模块中Loader的重点设计在闪存的管理和数据安全性、有效性校验模块以及机顶盒中启动流程的控制，其中将数据安全性和数据有效性校验模块称为package打包解包模块。数据接收模块和OSD显示以及前面板模块的实现与标清机顶盒Loader中的设计非常相似，
本Loader是基于高清有线数字机顶盒而研宄设计的。在设计的过程中需要充分考虑高清有线机顶盒与标清机顶盒之间的区别，设计适合高清有线数字机顶盒软件升级系统。相对于标清机顶盒的无操作系统，或简易操作系统，高清机顶盒具有功能较强大的嵌入式操作系统，同时在硬件配置上有较大的提高，使得高清机顶盒能处理更多的数据，进行更复杂的操作。高清机顶盒的Loader升级与标清机顶盒也有较大的区别，其升级的数据不是以往的几百K字节或几兆字节而是几十甚至几百兆字节。Loader系统由硬件和软件两部分组成，其硬件部分包括微处理器、存储器、调谐器、图形控制器、外设器件和V0端口等。
本Loader的硬件是基于博通平台设计的，主处理器采用MIPS处理器，配有Nor Flash和Nand Flash作为存储介质。Loader系统的软件运行于硬件之上。Loader系统中的软件主要涉及到CFE（Bootloader），嵌入式Linux操作系统，操作系统之上的Loader主程序，与Loader交互的应用程序部分，其他的用户存储信息。由于闪存中的内容掉电后不会丢失，因此在目前的机顶盒设计中，使用闪存作为存储介质，存放Bootloader，Loader，应用程序，用户信息等数据。
我国模拟电视转数字电视正在如火如荼地进行着，数字机顶盒必在此阶段担当重任。各种新的业务需求，新的功能层出不穷，Loader系统的设计在今后应该还会向着更智能，更人性化的方向发展。此外三网融合的进程也在推进，目前也有多家公司拿到了广电的网络营业牌照，这比为机顶盒注入新的动力，机顶盒Loader设计应该也会更在多样化。
参考文献：
[1]廖洪涛.数字电视业务支撑系统[M].北京：电子工业出版社，2011
[2]赵坚勇.数字电视技术[M].西安电子科技大学出版社，2011
[3]张宏伟.数字电视技术[M].北京：兵器工业出版社，2008.
[4]陈科.数字电视原理与检测技术[M].北京：人民邮电出版社，2011
[5]许志强，张兆安.发展数字电视产业推进“三网融合”[J].通信与信息技术，2009，6