專利名稱：簡化授權(quán)接收芯片方案的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及簡化授權(quán)接收的芯片方案，不僅具有靈活的配置、擴展能力，而且系統(tǒng)簡 潔，成本優(yōu)化。
技術(shù)背景CAS (授權(quán)接收)是用于對數(shù)字電視用戶進行節(jié)目授權(quán)和管理的部分，是數(shù)字電視廣播 中的重要組成部分之一。而其中采用開放的機卡分離結(jié)構(gòu)又是條件接收系統(tǒng)的未來重要發(fā) 展趨勢。機卡分離是通過在用戶接收終端上定義了一個公共物理接口以及相關(guān)的接口通訊 協(xié)議，將通用的適宜于大規(guī)模生產(chǎn)的電視接收系統(tǒng)與私有的CAS管理系統(tǒng)分離開來。目前， 機卡分離模式在國際上通行的實現(xiàn)方法是采用一種與便攜電腦上的PCMCIA插口類似的物 理接口來實現(xiàn)。歐洲的DVB組織發(fā)布的標準稱之為DVB-CI，美國也有一個類似的標準稱之 為P0D。有條件接收系統(tǒng)由兩個相互的部分加解擾和接收控制組成，其中每一部分均是一個特殊的信息過程。采用三重密鑰傳輸機制。在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，三重密鑰分別是1、解擾密鑰CW，它用于對偽隨機序列發(fā)生器起始觸發(fā)，產(chǎn)生新的偽隨機序列進行加解擾。2、用業(yè) 務(wù)密鑰ECMK1對控制字進行加密，形成授權(quán)控制信息ECM。 ECM信息插入傳送流，大約 每幾秒鐘在傳送流中出現(xiàn)一次。3、用密鑰EMMK1將用戶管理信息進行加密，形成授權(quán)管 理信息EMM，用戶管理信息由提供商的用戶管理系統(tǒng)形成用戶管理信息，包括用戶名稱、 地址、智能卡號、帳單等等。EMM均每8 10秒插入傳送流一次。在DVB傳輸系統(tǒng)中，加擾過程是用一個偽隨機序列對復用后的TS流進行加擾，而這一 個偽隨機加擾過程是用 一個偽隨機序列對復用后的TS流進行加擾，而這個偽隨機序列的生 成由控制字發(fā)生器提供的控制字(CW)來確定。節(jié)目有條件接收的核心就是控制字傳輸?shù)?控制?？刂谱质且唤M隨機數(shù)，是數(shù)據(jù)流的加密密鑰，每隔幾秒鐘隨機變化一次，在接收端 要用同樣的控制字的控制下來解密。系統(tǒng)同時通過密鑰ECMK1對控制字進行加密，形成授 權(quán)控制信息ECM，在接收端你要解擾就必須要首先在ECM中解出控制字，用控制字將加擾 的TS流解擾出來，要成功從ECM中解擾出控制字必須先通過用戶授權(quán)確認，在CA系統(tǒng)中用戶的授權(quán)信息被密鑰EMMK1加密，形成授權(quán)管理信息EMM。采用PCMCIA卡可實現(xiàn)機卡分離，但其成本高，而且也必須移植不同的CA系統(tǒng)。本發(fā) 明提出一種折中的技術(shù)解決方案，即在盡量保證不改變機頂盒硬件實現(xiàn)方案的前提下，對 機頂盒和CA系統(tǒng)以及CA系統(tǒng)和智能卡之間的功能劃分、通信協(xié)議及相關(guān)接口進行了重新 定義，實現(xiàn)真正意義上的機卡分離。圖l為本發(fā)明的在機頂盒應用中的使用示意圖，可以看到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和通常的系統(tǒng)沒有 很大變化，經(jīng)過簡單修改就可以完全實現(xiàn)機卡分離。TS流從TUNER和基帶解調(diào)出來后送入 本發(fā)明電路，通過尋找TS碼流里面的E畫/ECM信息，并把數(shù)據(jù)送入Smart Card解密得到 控制字密鑰CW，然后再根據(jù)密鑰CW解擾，最終得到可以被任何機頂盒芯片接收、解碼播 放的碼流。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為機卡分離提供一個簡化系統(tǒng)方案，不僅對現(xiàn)有的機頂盒方案有很好 的兼容性，而且解擾芯片本身設(shè)計具有高效能，靈活和低功耗的特點。本發(fā)明主要包含五個部分TS流Framer， Packet Filter,帶擴展解擾指令的RISC專 用處理器，EMM/ECM解析引擎和Smart Card接口電路，如圖2所示。TS流Framer用于尋 找TS流中的同步頭，并標識鎖定和非鎖定狀態(tài)。Packet Filter通過I2C接口接收機頂盒 芯片給出的選臺信息，并利用內(nèi)部高速處理電路定位所需要解擾的TS包，并且過濾出所需 要的E羅、ECM等CA信息。Packet Filter輸出兩路數(shù)據(jù)EMM/ECM和待解擾的TS碼流。 前者經(jīng)過EMM/ECM解析引擎處理，得到的CA信息被送入Smart Card接口電路，按照IS07816 協(xié)議規(guī)范，CA數(shù)據(jù)最終發(fā)送到智能卡。經(jīng)智能卡解密后得到碼流密鑰。待解擾碼流進入RISC 專用處理器，結(jié)合密鑰CW， RISC最終給出解擾完成的標準TS碼流。機頂盒芯片接收到這 些碼流，進一步解碼，形成音視頻輸出。本發(fā)明的優(yōu)點在于可以兼顧系統(tǒng)的成本和性能兩方面需求。由于芯片系統(tǒng)內(nèi)部RISC的 高性能和靈活性，CA系統(tǒng)可以很方便地移植到這個芯片上來。本發(fā)明接口簡潔，利用的是 普通的TS流接口和I2C通用接口，對系統(tǒng)的移植基本沒有任何影響，而且簡化了系統(tǒng)板級設(shè) 計，降低了系統(tǒng)設(shè)計的復雜度。


圖1為根據(jù)本發(fā)明一實施例的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為根據(jù)本發(fā)明電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明芯片位于TS碼流輸入和機頂盒解碼芯片之間。在系統(tǒng)剛開始運行 時，本發(fā)明芯片工作于Bypass模式。此時TS碼流直接通過我們的芯片，沒有做任何處理。 TS碼流被機頂盒主芯片接收后，首先根據(jù)TS碼流里的PSI信息提供給用戶節(jié)目內(nèi)容選項。 根據(jù)用戶的選臺指令，機頂盒迅速找出相對應的音視頻碼流的PID，這些碼流是否被加擾， 以及加擾的CA信息。這些數(shù)據(jù)通過I2C數(shù)據(jù)接口被送入本發(fā)明芯片，并且同時將芯片置為 Normal工作模式。
處于Normal工作模式的芯片首先通過Framer模塊尋找同步頭，并使系統(tǒng)接收的碼流 形成一個個的TS定長數(shù)據(jù)包。Packet Filter通過I2C接口接收機頂盒芯片給出的選臺信 息，并利用內(nèi)部高速處理電路定位所需要解擾的TS包，并且過濾出所需要的E麗、ECM等 CA信息。根據(jù)得到的CA信息找出對應的EMM、 ECM包，通過專用處理引擎解析，并將解析 后的數(shù)據(jù)通過Smart Card接口送入智能卡，從而得到密鑰CW。待解擾碼流進入RISC專用 處理器，結(jié)合密鑰CW， RISC最終給出解擾完成的標準TS碼流。其余不需要的TS碼流直接 按照原有格式和解擾的TS碼流拼接起來，形成最終的TS碼流，送入機頂盒芯片。這樣的 實現(xiàn)既能保證碼流的完整性，又能使得芯片解擾具有很強的針對性。
權(quán)利要求
1.一種精簡的授權(quán)接收的芯片設(shè)計，其特征在于，包括內(nèi)部嵌入專用RISC，專用解擾擴展指令，同時支持包的解析；芯片接口簡單，只需I2C、TS流和Smart Card接口即可實現(xiàn)系統(tǒng)，不需要PCMCIA高成本接口；本授權(quán)接收系統(tǒng)包含TS流解擾和CA解密兩部分；和機頂盒主芯片聯(lián)動，節(jié)省芯片設(shè)計資源。
2. 按照權(quán)利要求1的內(nèi)部嵌入專用RISC,其特征在于不僅可處理常用RISC指令，還包 含硬件加速的擴展解擾指令。
3. 按照權(quán)利要求l所述的芯片接口簡單，其特征在于不需要PCMCIA接口，只通過通常 用的TS流、I2C和Smart Card接口就可以實現(xiàn)所有解擾過程。
4. 按照權(quán)利要求1的授權(quán)接收系統(tǒng)包含TS流解擾和CA解密兩部分，使得機頂盒完全和 授權(quán)接收分割開，方便CA系統(tǒng)更換。
5. 按照權(quán)利要求1和3，本系統(tǒng)和機頂盒主芯片互相聯(lián)動，通過主芯片得到具體選擇碼流， 進一步減少本系統(tǒng)的開銷和功耗。
6. 兩種工作模式Bypass和normal兩種模式。
7. 部分解擾，針對選中節(jié)目進行解擾，進一步減小系統(tǒng)功耗。
全文摘要
本發(fā)明是應用在機頂盒系統(tǒng)中，用簡化外部解擾方案來實現(xiàn)數(shù)字電視的條件接收系統(tǒng)(CAS，Conditional Access Systems)。CAS是用于對數(shù)字電視用戶進行節(jié)目授權(quán)和管理的部分，是數(shù)字電視廣播中的重要組成部分之一。而其中采用開放的機卡分離結(jié)構(gòu)又是條件接收系統(tǒng)的未來重要發(fā)展趨勢。智能卡“機卡分離”的總體設(shè)計思想就是采用通用智能卡接口，即ISO7816接口，將與CA有關(guān)的處理功能模塊劃分成公共模塊和CA專有模塊兩個部分。本發(fā)明采用機卡分離的概念，將公共模塊和CA專有模塊實現(xiàn)在一個芯片中，實現(xiàn)機卡間的CA分離。本發(fā)明芯片功能包含PID和Section field過濾，EMM、ECM包抽取，Smart Card接口和解擾模塊。芯片內(nèi)部集成一顆專用高速RISC處理器，對碼流的處理十分靈活，如圖所示。此外，采用PCMCIA卡可實現(xiàn)機卡分離，但其成本高，而且大卡也必須移植不同的CA系統(tǒng)。故本發(fā)明在設(shè)計整體方案時，接口簡潔，利用的是普通的TS流接口和I2C通用接口，對系統(tǒng)的移植基本沒有任何影響，而且簡化了系統(tǒng)板級設(shè)計，降低了系統(tǒng)設(shè)計的復雜度。
文檔編號H04N7/24GK101296357SQ20071004006
公開日2008年10月29日 申請日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月27日
發(fā)明者鐳 張, 李春峰 申請人:上海芯致電子科技有限公司;張 鐳