基于OSD的数字机顶盒用户界面设计

　　1 引言

　　开发完善的机顶盒产品，友好的用户界面是其中不可或缺的一部分。它使用户对机顶盒系统的设置和操作变得简单而形象。osd(on screen display——现场显示显示信息)提供一种在电视节目图像上叠加输出图形及文字的一种操作，通过软件编程可以提供一套图形函数接口，以便进一步根据不同应用需要进行图形用户界面(gui)的开发。

　　2 硬件系统

　　机顶盒硬件系统结构如图1所示。系统由含解复用硬件单元的cpu，视频解码模块，音频解码模块、视频编码输出单元、音频d/a转换单元、高频头单元、 tuner(调谐器)、qam解调器、存储系统(包括系统dram, flash rom, eeprom、视频解码sdram)、jtag接口、遥控和前面板控制芯片等组成。

　　图1 机顶盒硬件系统结构图

　　从卫星、有线和地面来的视频节目信号被接收后，先由高频头进行解调，解调输出的ts流送至解复用芯片，该芯片对送来的ts流进行解复用，并将当前有效的音 频和视频数据包分别送往音频和视频解码芯片进行音频和视频解码。解码芯片对送来的音、视频数据进行解码后经输出单元输出。

　　3 软件系统

　　机顶盒软件系统采用了分层体系结构进行描述和实现。这样，一旦硬件模块发生变化，软件的实现只需修改和硬件相关的固件层，中间层和应用层可以保持不变，可大大节省编程时间，提高代码的重用率。保证了软件的实现在硬件模块，主要是微处理芯片发生变动时，软件只需最小的修改和维护。机顶盒软件系统的分层模型如图2所示。

　　图2 机顶盒软件系统的分层模型

　　固件层主要有硬件bios和实时内核，完成对硬件设备的最低层的封装。驱动层对各系统设备进行了进一步的封装，为flash、eeprom、智能卡、前面 版、以及高频头等设备提供驱动程序、图形引擎等。中间件层对驱动进行封装，为应用层提供所需各个功能的具体实现。使应用程序独立于操作系统和硬件平台，从而将应用的开发变得更加简捷，使产品的开放性和可移植性更强。中间件层主要有信道控制、解复用控制、解码控制、网络控制等模块、人机接口。与机顶盒有关的 上层功能的实现在应用层完成。

　　4 基于osd的gui设计

　　gui的基本功能是向应用程序层提供图形和文字显示的api以及图形元素的组织机制。系统中gui的设计和实现建立在osd的基础上。

　　机顶盒软件系统的设计是在hmd2003硬件环境和软件开发包下进行，并以keil uvision2 c51作为开发和调试工具。

　　4.1 osd图形引擎模块

　　虽然hmd2003的osd单元从硬件上提供了对osd的支持，但如果每次输出osd数据时都对底层的硬件进行操作，其操作过程将非常繁琐，并且容易出 错。系统的osd模块采用分层设计的思想，并结合hmd2003硬件特性进行设计。整个osd模块实现函数分三层:硬件层、api层、应用层。osd图形库分层结构如图3所示。在用户应用程序与底层的osd硬件之间增加了osd图形库，它提供了功能完备的api函数，其目的是为了屏蔽底层的硬件细节，便于上层应用的开发。该结构使最终的菜单设计只涉及一些应用层函数，不仅可以在所提供的函数包上做出完善的osd界面，也很容易在驱动层的基础上进行二次开发，做出适合自己的一些api层函数。