IPTV是通过IP宽带网络体验多媒体服务的一种全新业务，它基于IP网络承载，采用电视机呈现，融合使用音视频编解码、媒体分发、网络通信、数字版权保护和人机交互等多种技术，为用户提供丰富多彩的多媒体内容服务。其业务具有快速增长、频繁变化、日益复杂、注重体验等特点。IPTV机顶盒作为业务的承载和呈现设备，为了迎合这些业务特点，对其在系统架构开放性、扩展性和有效提升用户体验质量方面的设计提出了更高的要求，相关的研究工作变得日益重要。事实上，在IPTV机顶盒几年的发展过程中，硬件架构经历了通用处理器、视音频DSP和单片SOC等三个主要的发展阶段，目前已呈现出高度集成、单片多核多接口的特点。软件架构经历了厂家封闭式设计的发展阶段，目前运营商更加强调厂家间的互联互通和业务的快速开发，对STB软硬件设计和实现方面提出了更高要求。如何顺应目前IPTV机顶盒的发展方向，通过合理的系统架构设计和技术创新，设计出满足用户需求并在市场竞争中占据优势的产品，具有现实和迫切的研究意义，基于此，本文所做的工作主要包含以下几个方面：从整个IPTV机顶盒系统的角度，由宏观到微观，由整体到局部，深入研究和合理归纳了其系统组成和原理。结合典型的ST7105SOC主芯片方案，对IPTV机顶盒硬件系统各功能单元组成、工作原理和特点进行了分析研究，并基于此实现了硬件系统设计。采用基于组件的软件设计思想对软件系统进行设计，融合了分层、面向服务和基于事件的隐式调用等多种架构风格，使得软件系统在开放性、扩展性和可复用性方面得到了明显的提升。从硬件与软件结合、系统与终端结合、基础业务与家庭业务结合等方面，对如何提升用户体验进行了有效的研究、设计和实现。通过图形硬件加速优化软件UI性能，通过FCC技术优化频道切换响应速度等，通过DLNA实现以机顶盒为中心的家庭融合业务，大大提升了QOE（用户体验质量）。通过上述工作，为IPTV机顶盒设计提供了良好的理论指导和支撑，最终研发的产品顺利通过公司的验收测试，并且在运营商主导的集采测试中取得了优异的成绩，在市场上取得了领先的位置和份额。