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数字电视条件接纳卡SoC SM1658的硬件结构及完成办法(下)

本文介绍了一款基于0.18微米工艺,采用ARM7TDMI IP为核心设计的用于数字电视条件接收模块(CAM)的高性能SoC芯片—SM1658的硬件体系结构,以及芯片结构上的一些特点和实现方法,同时也简

5. 内嵌高速DVB通用解扰算法

通用加扰算法是DVB规范安排引荐的关于TS流的规范加扰算法。现在,在欧洲的数字广播节目中遍及选用了这个算法。我国现在商业化的CA中,TS节目的加扰也根本上是选用的这个算法。因而,咱们向DVB安排申请了此算法的授权,并以固核的形式嵌入到了咱们的SM1658芯片中。

在此固核的规划中充分考虑到了芯片对将来或许呈现的多路高清节目的适应才能,将此解扰模块的处理才能规划到了175Mbps,能够满意一起处理2路高清节目流或4路标清节目流的水平。

6.高功用的TS流处理引擎

在SM1658中,咱们还规划了一套TS流处理引擎,用来对CI接口传送过来的TS流进行整形、过滤、提取特定数据、回送解扰后的节目流等。在此引擎中,咱们规划了64个PID过滤器和16个SECTION过滤器,依据不同的装备状况,此引擎能够完结对TS流7种不同的路由功用。

SM1658功用目标

1. 最高作业时钟频率

SM1658芯片选用了中芯世界的0.18um的规范逻辑CMOS工艺出产。在SM1658的芯片规划中,咱们选用了ARTISAN的0.18um工艺库和MC编译器,选用了SYNOPSYS的DC归纳东西进行归纳,并选用最新的CADENCE的后端规划东西ENCOUNTER进行布局布线和SI剖析,经过对芯片内部总线、存储器和要害途径模块进行优化,使芯片的时序根本上达到了ARM7TDMI IP核手册上测验的规范功用。

咱们完结流片后对芯片进行了最高时钟频率的测验。常温下以1.8V的中心电压和3.3V的IO口电压条件,SM1658能够作业在125MHz~135MHz的频率下,这或许是现已商用化的ARM7TDMI类芯片的最高作业频率了。

因为咱们对芯片的总线、内部存储器进行了优化,为了证明此优化作用。咱们关于芯片的最高运算才能进行了基准测验。咱们的测验程序运用的是ARM公司供给的参阅测验程序Dhrystone2.1(C言语编写),以功用最优的方法进行编译。该测验程序在芯片的内部SRAM中运转。下表是咱们的测验成果以及与软件仿真测验成果的比较。能够看到,咱们的芯片在最高功用时的履行功率现已根本达到了ARM7TDMI的最好的目标,这也阐明,咱们的规划是十分优化的。
表1:SM1658的最高运算才能基准测验成果。

2. 电流耗费

因为芯片内部嵌入了一个大容量的SRAM和高速PLL,芯片在作业中的首要电流耗费将由其发生。在规划中也充分考虑到了其电源耗费的状况,将SRAM的分解成多个独立的部分,确保一起只要一个部分的SRAM在作业。经过电路办理和优化,芯片全速运转程序时的均匀电源耗费如下表:

软件体系简略介绍

关于任何一个SoC芯片,其软件的规划、开发和运用体系是其商用化不行短少的重要部分。咱们从一开端规划SM1658芯片的一起,就在项目内安排了一个软件开发团队对SM1658的软件进行开发。在芯片的规划过程中,软件组同步进行规划,在芯片完结规划流片出来后,咱们的软件底层、运用开发渠道和部分运用软件就现已根本完结了。

这儿简略介绍一下SM1658的软件体系结构。SM1658的软件体系能够分为两个大的部分:API库(运用程序接口)和运用程序。API相似WINDOWS下的API库,它完结了与芯片硬件相关的一切驱动和上层软件开发需求的一些根本和专用的函数库(包含OS体系的根本功用函数),用户在API库的基础上能够比较便利地树立起用户运用程序。

API库又能够分为底层硬件驱动函数库、根本运用服务函数库和高档运用服务函数库。SM1658的底层驱动程序包含根本设备如定时器、看门狗、存储器办理、中止办理、串口等设备的驱动之外,还包含专用的智能卡接口、机卡分离CI接口、TS流处理引擎驱动等特定设备的物理驱动。底层驱动的功用是完结设备的初始化装备、作业状况的改换、根本数据包的发送接纳校验、与其他设备的握手、过错状况的处理等与硬件密切相关的根本处理作业。

根本运用服务包含TS流处理状况的办理、CI指令通道数据的办理、智能卡的底层协议完结等功用,包含OS体系的底层办理功用。它供给了一些比较底层的函数,用户能够经过这些函数的调用,比较深化细心地操控芯片的一些作业状况。也能够针对运用中的一些特殊情况,优化某些运用使命的功用。

高档运用服务完结详细的各个设备的资源办理、用户显现界面MMI办理、CAT和EMM数据的办理、智能卡的运用接口以及OS体系的高层办理功用。它供给了一些比较上层或笼统的函数调用。用户经过对这些函数的调用,能够比较简略地完结一些使命和功用,让用户专心于树立运用体系的内容。

在本软件体系的API库中还比较完整地完结了两套通讯协议接口,它们分别是DVB-CI协议和智能卡的7816协议。用户直接运用这些协议的上层函数,能够大大简化在进行CAM卡运用规划时的软件开发作业量。

在操作体系方面,咱们选用了十分灵敏的ECOS作为此嵌入体系的操作体系。ECOS体系功用强大,可是又有十分便利的可订制的装备形式,特别合适本体系及将来扩大形式的需求。因为当时的CAM既不需求文件办理,又没有GUI界面,所以在ECOS针对此芯片进行装备后,其OS中心代码只要50KB左右。

本文定论

作为数字电视传达环节中一个部分,CAM还有一个重要的特征是内容维护和复制办理(CPCM)功用。因为机卡分离导致的通明节目流在接口上面呈现,不利于节目产品的版权维护,所以,有必要要在机顶盒与CAM之间参加一种防复制机制。在美国,POD规范的内容中早现已有了CP方面的内容;而在欧洲,有关CPCM的内容也现已在2005年的第四季度发布了;现在在国内,有关CP维护的规范也在制定中。一旦国家的CP规范宣告,咱们就能够在SM1658的基础上参加契合规范的CPCM结构,完结一个真实的CAM需求的悉数根本功用。

参阅文献:

1、ARM7TDMI(Rev4) Technical Reference Manual

2、ISO/IEC 7816 Specification

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