同密条件接收系统软件适配层的设计及其实现.doc
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1、同密条件接收系统软件适配层设计和实现1 引言 条件接收系统(Conditional Access System,CAS)是数字电视接收控制关键技术保障系统。在目前中国有线数字电视市场上,运行商大多全部采取同密技术运行CA系统;为了维护系统安全性,CAS开发商对条件接收系统内部技术细节严格保密,在进行用户端软件移植时,CAS开发商仅提供已经生成函数库,再由终端设备开发者完成底层驱动程序、上层数据调用、屏幕显示等内容,共同完成CAS用户端软件移植工作。 同时,不一样CA系统在软件架构、接口参数、调用步骤定义等方面全部有各自特点,没有统一规范可循,所以对终端厂商而言,在更换不一样芯片平台或在同一平台
2、移植不一样CA系统时,需要按摄影关要求重新开发移植软件。为处理CA移植工作中简易化、再复用等问题,笔者设计和开发了数字电视接收终端CAS适配层软件。 2 适配层设计基础和总体设计 通常而言,CAS由加扰和加密两个部分组成,对应到终端设备就是解密和解扰。同密CAS关键是采取一个通用加扰算法,不一样CA系统能够对各自密钥数据使用各自加密算法,但全部要遵照通用加扰算法来加扰信息,这就使得一个传输系统中可运行多个CAS,这种共同点就是接收终端CAS适配层技术基础之一。 接收终端设备经过调谐和解调取得传输流,传输流经过硬件解复用分离出音频流、视频流、EMM、ECM和其它SI信息。其中EMM和ECM被送入
3、智能卡,EMM数据先经过卡内密钥被解密,将目前卡授权信息写入智能卡,这些授权信息就是业务密钥SK。ECM数据在卡内用SK解密生成控制字CW及节目本身信息。终端设备得到控制字CW后写入解扰器,实现对相关节目标音视频进行解扰,最终实现加扰节目标收看。以上工作是由终端软件提供上层调用、步骤控制,底层驱动软件提供支持,并配合智能卡和CAS函数库共同完成;由此也可看到,正是因为原理上相同性,使得设计一个条件接收适配层来适应多种条件接收系统成为可能。 依据对多个条件接收系统分析,可见各个系统所包含到终端调用和驱动软件大致相同,包含实时操作系统抽象层、智能卡驱动、NVRAM存放器驱动、解复用器驱动、解扰器驱
4、动和屏幕显示等内容。依据这些模块功效区分和调用关系将其分为业务、通用驱动、解扰3类适配组件,同时将调用步骤标准化,屏蔽了相关接口和驱动差异,由此组成了CA系统适配层,其总体架构设计及和其它模块关系参见图1。 1) 业务适配组件内部包含节目播放模块和界面接口模块。节目播放模块关键作用是作为CA适配层和CAS函数库输入输出管理器来传输调用和数据,包含连接节目管理模块、SI动态更新模块、频道数据库,向这些模块请求数据,并处理来自这些模块消息。其中最关键功效是传输上层播放新节目调用到CA函数库,准备相关节目数据,接收更新模块消息从而更新节目标播放,和停止节目标播放等。界面接口模块传输CA函数库、适配层
5、、驱动层状态和消息到用户界面。该模块定义了发送给界面消息结构和使用方法,这些消息包含购置消息弹出和消隐,通知消息弹出和消隐,邮通知、消隐和闪烁,IPPV购置框弹出和消隐。在该模块将不一样CA系统数据结构和消息传输方法统一,这包含消息在屏幕上显示位置、动作(闪烁、滚动)、优先级处理等,从而最终实现和用户界面适配。 2) 通用驱动适配组件包含操作系统移植层、NVRAM数据管理层和解复用层3个模块。操作系统移植层提供任务、消息、定时器、信号量和存放器操作系统服务。NVRAM数据管理层用三元组(Address,Buffer,Length)描述适配层传输参数,并在底层实现数据隐藏。解复用驱动实施传输流解
6、复用,并从中过滤出符合指定条件数据。 3) 解扰适配组件由仅和CA直接相关驱动模块组成,包含智能卡和解扰器模块,关键接收来自其它组件消息和数据,配合CAS函数库共同完成解密和解扰工作。智能卡模块提供T=0和T=14两种协议系统接口,完成智能卡初始化,复位和读写功效,并随时检测卡状态,将改变状态通知系统和CAS库。终端软件将ECM和EMM内包含信息送到智能卡内部,最终取得控制字。系统再经过解扰器模块将控制字写入到通用解扰器指定寄存器中以最终进行解扰。 3 适配层关键模块设计和实现 3.1 节目播放模块 本模块传输上层播放新节目标调用到CA函数库,并接收更新模块消息从而更新节目标播放,和停止节目标
7、播放。节目播放模块经过CA_HAL_PlayNotify(pvoid *Param)取得播放节目标消息,该消息传输了需要播放节目wNewProgramID,这是一个由(TSID,Servi-ceID,NetworkID)三元组来确定值,能够唯一识别一套节目。模块使用函数GLOB_DB_GetProgramlnfo(UINT32 ProgramId,pVoid* sCurProginfo)从频道数据库取得相关节目数据,使用函数CA_HAL_PlaySendMes-sage()将ECM PID,EMM PID传输到解复用模块,并经过注册回调函数CA_HAL_DemuxCallBack(UINT32
8、TableType,pVoid*PayamFunc(),取得ECM和EMM数据,并传输给给CAS库。和此同时播放模块将AV PID等设置到AV模块,对该模块使能。 另外,节目播放模块经过函数CA_HAL_SIMonitor-CallBack(UINT32 ModuleId,UINT32 ProgramlD,UINT32ChangeType)取得SI动态更新模块消息,并进行对应处理,如重新加载改变后参数、卸载CA库关联等。系统在实施上述动作同时,EMM和ECM数据被送入CAS库实施后续解密动作。 3.2 解复用模块 本模块设计目标就是对解复用驱动进行接口适配层封装和数据接收标准化处理,这么就可依
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