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硬件构成
从现有的机顶盒方案来看，其核心的硬件构造可以分为前端信道解调解码和后端信源解码两个部分。如图1所示，前端部分以调谐器和信道解码器为核心，主要用于接收来自网络的特定信号以从射频信号中解调出MPEG传输流；后端部分包括微处理器和MPEG解码芯片，完成压缩的音视频数字信号解码、解压缩、模拟电视音视频信号形成和机顶盒各部分的控制功能。
机顶盒的工作过程：数字电视机顶盒通过前端选择频道，并进行解调和和信道解码处理，输出MPEG-2多节目传输流数据，送给解复用器，解复用器从MPEG-2传输流数据中抽出一个节目的已打包的视音频基本流(PES)数据，包括视频PES，音频PES和辅助数据PES，解复用器中包含一个解扰引擎，可在传输流层和PES层对加扰的数据进行解扰，解复用器输出的是已解扰的视音频PES。视频PES送入视频解码器，取出MPEG-2视频数据并对其解码后，输出到模拟编码器，编码成模拟视频信号，再经视频输出电路输出。音频PES送入音频解码器，取出MPEG-2音频数据并对其解码，输出PCM音频数据到音频D/A变换器，音频D/A变换器输出模拟立体声音频信号，经音频输出电路输出。
如果再考虑机顶盒能够直接输出原始射频信号(RFbypass)、直接接收模拟电视信号(调谐器—PAL/NTSC解调)、条件接收(解扰引擎)、接收数字数据信息(双向调谐—QAM解调—Cable Modem—CPU)以及交互式操作(CPU—Cable Modem—QPSK QAM调制—双向调谐)、各种多媒体接口等功能，则可以考虑再增加相应功能模块，如图1所示。当然在有线电视网的运营商将目前单向传输的CATV网络改造成双向网络之前，采用基于电话线①、以太网②的信号回传方式是机顶盒实现交互式应用的现实手段。
软件构成
一个完整的数字机顶盒由硬件平台和软件系统组成，可以将其分为4层，如图2所示，从底向上分别为: 硬件平台、底层软件、中间件、应用软件。底层软件提供操作系统内核以及各种硬件驱动程序；中间件将应用软件与依赖于硬件平台的底层软件分隔开来，使应用不依赖于具体的硬件平台；应用软件包括本机存储的应用和可下载的应用程序，这些应用程序实现了机顶盒的各种功能。
值得一提的是中间件(Middleware)，它指居于数字电视机顶盒内部实时操作系统与应用程序中间的软件部分，它以应用程序接口API的形式存在，整个API集合被存储在机顶盒的闪存FLASH中。节目服务商将各种服务项目以应用程序的形式通过传输信道(例如宽带多媒体数据网，有线电视网络)发布(例如电子节目指南EPG)，用户打开电视机通过机顶盒浏览。用户的需求信息(例如视频点播VOD)通过上传信道(例如电话线MODEM，或有线电视电缆)传输到视频服务器，并根据请求选择相应的服务项目以应用程序的形式通过传输信道下载到用户终端－机顶盒的闪存FLASH中。
应用程序调用机顶盒FLESH内的中间件所包含的API，执行应用程序，完成用户请求的功能。中间件的目的是使机顶盒基本的和通用的功能以应用程序接口API的形式提供给机顶盒生产厂家，以实现数字电视交互式功能的标准化，同时使服务项目(以应用程序的形式通过传输信道)下载到用户终端而机顶盒的数据量减小到最低限度。
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