嵌入式系统和浏览器在机顶盒中的应用

嵌入式系统和浏览器在机顶盒中的应用摘要：浅谈嵌入式系统和浏览器的发展现状，以及在机顶盒中的应用情况关键词：嵌入式系统；嵌入式浏览器；机顶盒一、引言数字电视技术的不断发展，使得广播电视从模拟时代进入数字化时代成为历史的必然，因为采用全数字传输，不仅能提高视听质量，节约频率资源，而且服务内容和形式会更加丰富多彩，但是根据现阶段我国的国情，可以预见在未来相当长的一段时间内，模拟电视机仍会存在于千家万户之中，此时，作为模拟电视到数字电视过渡技术的数字机顶盒技术将在我国长期存在和发展。

目前，数字电视机顶盒技术已经非常成熟，涉足该领域的公司也越来越多，如何在激烈的竞争中立于不败之地，是摆在众商家面前非常严峻的问题。

经过对市场的调研，我们得知，开展数字电视增值业务是一个明智的选择。

广播式浏览器是一款应用于数字机顶盒中的增值业务，通过系统集成把广播浏览器软件集成到机顶盒中，实现对前端播出的符合国际标准的网页数据流的接收、处理和显示，使得用户可以根据需要，方便地浏览相关的最新业务信息。

数字电视业务不仅提供了高清晰的数字节目，也带来了更吸引人的交互式服务，如：电子节目指南(EPG)、视频点播(VOD)、远程教育、互动娱乐等。

这些都包含大量视频、音频、图片等高带宽的多媒体应用。

为了在数字电视中浏览这些多媒体信息，通常在数字机顶盒中实现嵌入式浏览器。

目前嵌入式浏览器技术已成为数字电视中的核心技术。

嵌入式浏览器首先必须是一个网络信息浏览器，支持HTYP或者WAP等其它传输协议，支持HTML，JavaScript或扩展XML，WML等标记语言，可以完成网页的浏览功能；其次，这个浏览器必须适合在非PC 的嵌入式信息设备中存在、运行并完整实现通信传输协议、标记语言所规定的功能，必须能够根据嵌入式设备的多样性需要而方便地进行裁减和修改，并满足信息设备使用者对获取文字、图像、声音、视频等多媒体信息的需求。

二、机顶盒中的嵌入式操作系统数字机顶盒由硬件系统和软件系统构成，音视频解码主要由硬件实现，而操作界面的功能、电视图像的重现、数据广播业务的平台以及Internet的接入等都需要软件系统实现。

其中数字机顶盒的软件系统主要由嵌入式操作系统(EOS)、硬件抽象层(HAL)、软件抽象层(SAL)以及应用程序(ASL)组成。

以下主要分析嵌入式操作系统。

人们一般把处理器使用内存较少，对外存需求低并且操作系统装在有限的内存中(一般在ROM中)这样的系统称之为嵌入式操作系统。

嵌入式操作系统一般包括核心系统、图形窗口系统、文件系统、网络通讯系统(TCP／IP／PPP)、应用程序接口(API)以及设备驱动程序接口(DDI)等部分。

对于机顶盒而言嵌入式操作系统恰恰是它的灵魂部位，因为机顶盒工作性能的优异与其使用上是否方便都大大取决于嵌入式操作系统。

另外为机顶盒的科学技术含量也是由所带的嵌入式操作系统体现的。

作为嵌入式系统应当具有以下几个特点：(1)所需的成本低，体积较小以及嵌入升发软件代码的安全可靠性高，另外为了避免用户对其中的程序功能进行修改所以不具备二次开发的能力；(2)嵌入式系统是先进的计算机技术、半导体技术以及电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物；(3)嵌入式系统所实现的功能单一，通常是面向特定的应用，这也正是低功耗的原因，所以一般只实现某些行业的特定功能。

在现阶段应用的大多数嵌入式操作系统中，比较著名的有Vxwork、PSOS、PalmOS、嵌入式Linux、QNX和Windows CE等。

三、嵌入式操作系统发展现状20世纪80年代，商业化的嵌入式操作系统开始得到蓬勃发展。

目前国内外已有几十种商业操作系统可供选择，如VxWorks、pSOS、Palm、OS、Neculeus、Windows、CE和“女娲Hopen”等。

在中国，嵌入式操作系统可分为两大类型：一类是自主版权的操作系统，另一类是基于Linux的操作系统。

自主版权的操作系统方面，国内有“女娲Hopen”操作系统、桑夏2000操作系统和DeltaOS操作系统等。

“女娲Hopen”是凯思集团推出的产品，目前已进入产业化阶段，目前“女娲Hopen”已能支持所有主流的嵌入式芯片。

凯思与联想、TCL、Motorola、Winbond、上海贝尔等国内外知名厂商合作开发出了多种产品：联想“天玑810”、天玑e卡通、“天玑Array11”、TCL 集团家庭信息显示器HiD、天亿股票机顶盒、VoD视频点播机顶盒等。

桑夏2000操作系统是深圳桑夏公司推出的产品，是一个面向嵌入式应用的实时操作系统，具备文件系统和嵌入式数据库引擎，提供了基本的图形用户接口，支持层次化、模块化的软件模型，可行动在“龙珠”等三种系列的CPU上，支持包括TCP/IP协议在内的网络通讯协议。

DeltaOS是北京银京成公司开发的嵌入式实时操作系统，它主要包括：内核DeltaCORE、嵌入式TCP/IP DeltaNET、嵌入式文件系统DeltaFILE以及嵌入式图形接口DeltaGUI。

DeltaOS支持ARM7、StrongARM、PPC8XX、PPC4XX、X86、MIPS等多种嵌入式微处理器，可应用于消费电子产品、通信产品、工业控制及军用电子产品中。

近年来，嵌入式Linux进展较快。

在中国，以Linux为基础的嵌入式操作系统比较活跃，其中中软Linux、红旗Linux、东方Linux是业界的代表。

中软总公司以数控平台为背景，推出了中软Linux3.0。

中软嵌入式Linux是实时系统，这套基于Linux的嵌入式系统不仅满足了数控机床的需求，同时可以应用于其它工业控制领域。

红旗Linux把工控和信息家电作为主要的发展领域。

红旗Linux为用户提供了Windows风格的控件集、图形中文环境和嵌入式数据库的开发工具。

中科红旗公司开发出了针对工控领域的嵌入式Linux系统。

东方Linux是凯思集团推出的产品。

凯思通过与中芯微合作，已经推出了网络计算机(NC)采用东方Linux的NC系列产品除具有传统终端的功能之外，还具有本地计算能力，用户可以通过NC使用安装在服务器上的应用程序，并可以使用多种本地软件。

该产品工作方式基于集中与开放网络服务的运算模式，兼容多种网络协议标准，用户可以在任意地点通过网络连接设备，实时访问服务器端的应用程序。

该产品可应用于政府、国防、教育、商业、金融等领域。

四、嵌入式浏览器与其他网络应用一样，浏览器应用也采用客户／服务器模式。

当浏览器与服务器交互时，都遵循超文本传输协议(H ITI'P，Hyper Text Transport Protoco1)。

为了确保浏览器与服务器能够明确地相互操作，HrITP定义了浏览器发送到服务器的请求格式与服务器返回的应答格式。

通常情况下，系统把Web页面传送给运行用户界面的Web浏览器，这些页面中的一部分是静态的，可以存储在嵌入式系统中；在其他情况下，系统通过动态生成的页面把设备的当前状态传送给用户。

终端用户也可以通过Web浏览器发送信息给前端来定制或控制设备。

前端设备使用H1Ⅵ’标准协议把Web页面从前端服务器传送给web浏览器；把HTML格式的数据从浏览器传送给接收设备。

浏览器是一个交互程序，从概念上讲，它是由一组客户、一组解析器与一个管理它们的控制器组成。

图1说明了浏览器概念上的组织结构控制器形成了浏览器的中心部件，它解释鼠标点击与键盘输入，并且调用其他组件来执行用户制定的操作。

图l 浏览器的主要组成部分每组解析器必须包含一个HTML解析器来显示文档，其他解析器是可选的。

HTML解析器的输入由符合HTML语法的文档所组成，输出由位于用户显示器上的格式版本文档所组成。

解析器通过将HTML规则转换成适合用户显示硬件的命令来处理版面细节。

HTML解析器的一个最重要的功能是包含可选项。

解析器必须存储关于显示器上位置之间关系的信息和HTML文档中被瞄定的项。

当用户用鼠标或遥控键盘选定了一个项，浏览器通过当前的光标位置和存储的位置信息来决定哪个项被用户选定。

五、几种常见的嵌入式浏览器嵌入式浏览器技术正在蓬勃发展。

常见的浏览器可分为两类，一类为移植开源的LiIlUX浏览器，目前比较流行的有：1)Mozila，功能很强，但是体积庞大，不适合一些资源有限的嵌入式系统；2) konqueror embedded，基于Qte，是一个不错的嵌入式浏览器；3) Dillo，使用GTK 作为GuI平台开发的浏览器。

该浏览器的缺点是不支持表格，布局过于简单，不支持中文，浏览效果比较差，优点是网络功能完善，支持Cache缓冲。

能够支持多种图片格式；4) ViewML，支持X 窗口系统和微软Windows平台，体积小，浏览速度较快，不支持中文。

另一类为大公司提供的商业浏览器。

如：1)Access Nefront，来自日本浏览器大厂Access公司，是全球应用最广泛的嵌入式浏览器。

它符合W3C最新标准，支持CSS，DHTML(动态HTML)以及WAP2．0协议，它使得资源有限的非PC设备能够顺利地浏览互联网内容。

支持众多的操作系统，显示效果非常好，对中文也有良好的支持。

2) OpenTV device mosaic，由全球领先的互动电视公司OpenTV 提供的优秀的嵌入式浏览器，基于最新的Web标准，满足下一代交互电视的要求。

还可根据平台性能进行定制。

3) Internet Explorer for WinCE，是IE 的Windows CE 版，功能强大，但只能在WinCE上使用。

4)iPanel，由深圳茁壮公司开发成功的相X-：t实用化的成熟产品。

占用资源少，支持中日韩文。

移植开源的Linux浏览器的一大优点是费用低廉，但是无法获得强大的技术支持，同时这些浏览器普遍没有针对数字电视进行优化，有些浏览器软件代码过于庞大，占用资源过多，实用化程度不高，且大都不支持中文。

购买商业的嵌入式浏览器需要支付相当的费用，但却可以获得这些公司的技术支持，有利于缩短移植时间，同时这些浏览器针对数字电视应用进行了专门的优化，适合集成在数字机顶盒中。

六、发展趋势嵌入式操作系统会与嵌入应用软件协同发展。

嵌入式系统中的重要角色包括嵌入式应用软件，嵌入式系统应用领域千差万别，只有充分重视应用软件的发展，才能满足丰富多彩的应用要求。

嵌入式操作系统是在多种硬件平台上发展起来的，随着嵌入式系统的广泛应用，信息交换、资源共享机会增多，由此相关的标准问题也将日渐突出，如何建立相关标准成为业界关注的问题。

随着宽带网络和数字电视的发展，嵌入式浏览器在机顶盒中的地位越来越重要。

将来嵌入式浏览器还应对两项重要的技术提供更好的支持：一个是XML技术，它良好的扩展性、自我描述性特别适合快速发展数字电视业务；另一项是Java，它能为数字电视带来更强劲的交互功能，当然这需要数字机顶盒在硬件上取得更大的发展。