专利名称：实现数字电视机顶盒机卡分离的方法
技术领域：
本发明涉及数字电视领域，特别是实现数字电视^几顶盒机卡分离的方法。
背景技术：
数字电视是利用数字化的制作、传播手段提供电视传播与其他相关业务 (增值服务)服务，从而为用户带来集高品质图像质量、多频道、个性化服 务内容于一身数字电视频道服务。
数字电#见机顶盒是一台专用的数字电一见接收才几，才几顶盒中包含CPU、 存储器、音视频解码器、高频头、CA有条件接收读卡器等硬件以及系统操 作软件和应用程序等软件，接收到的数字电视信号经过处理后把节目在电视 机上显示出来。通过使用不同的应用程序，机顶盒可以成为一台具有多重功 能的"信息家电"，通过遥控器完成操作，十分灵活、方便，任何人都可以 轻松使用它。
但是，由于当前数字电视机顶盒的生产、销售都针对不同运营商，各自 独立，互不兼容，例如，中国各地广电有线网络的CA (Conditional Access, 有条件接收)、EPG (Electronic Program Guide,电子节目菜单)、数据广 播、增值应用等技术规范差异很大，导致几乎每个城市对机顶盒需求都不相 同，各厂商不得不为每个城市定制相应的机顶盒，研发投入非常大，订单分 散，数字机顶盒无法进行大批量生产和销售，导致成本问题突出，厂商和用 户利益严重受损。
以EPG为例，国内部分电视台、运营商和机顶盒生产厂商都开发了一 些EPG,但都只是针对某一个网络或一种机顶盒，缺乏广泛的适用性，在实
际应用中存在下面几个方面的问题EPG内容信息缺乏统一的数据格式，给 各台、网之间交换EPG带来很大的复杂性；每个数字电视平台都必须设计 和开发EPG系统，造成大量重复性劳动；兼容性差，机顶盒厂商不得不针 对各平台重复开发EPG应用。
同样，各运营商的CA认证机制都不相同，机顶盒中的应用软件也不同， 这就直接导致了某地的机顶盒拿到另外一地就无法使用，这已经成为了当前 数字电视发展的一个瓶颈问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供数字电视机顶盒机卡分离的方法，解 决当前数字电视机顶盒的生产销售针对不同运营商，而无法兼容的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种实现数字电视机顶盒机卡分离的方 法，包括
在存储卡中保存需更新的系统软件及应用软件，在数字电视机顶盒执行 开机操作时，通过所述存储卡执行更新操作。
将数字电视机顶盒中共同的硬件、公共软件部分独立出来做成所谓的 "机"，将数字电视运营商要求的特色服务软件做在存储卡(卡)上，在数 字电视机顶盒执行开机操作时，数字电视机顶盒能够识别存储卡上内容并将 软件下载到机顶盒里运行或直接运行存储卡上的程序，达到运营商原来定制 机顶盒的使用效果。
本发明通过对原有数字电视机顶盒闪存存储模式的改进，借助该存储卡 进行个性化升级更新操作，利用机卡分离实现了同 一机顶盒兼容不同运营商 的目的。用户只需购买通用的机顶盒，收看不同运营商的电视节目则只需要 购买相应运营商的存储卡或更新原卡，而在这样的过程中，机顶盒制造商可 以实现机顶盒的大规模生产，打破目前有线电视网络运营商向厂家定制机顶 盒的模式。本发明适用于地面数字有线电^L、无线地面数字电视及数字卫星 电视领域等。
图1为本发明的实施例中实现数字电视机顶盒机卡分离的方法流程图； 图2为本发明的实施例中机顶盒闪存存储格式的机构图； 图3为本发明的实施例中半导体存储卡存储格式的结构图； 图4为本方面的另一实施例中实现数字电视j几顶盒才几卡分离的方法流 程图5为本发明的实施例中自动升级成PVR的方法流程图。
具体实施例方式
本发明的实施例通过对原有数字电视机顶盒存储模式的改进，在其中仅 存储各运营商通用的系统和应用软件数据，将各运营商需更新的系统和应用 软件保存在存储卡中，并借助该存储卡进行更新，利用机卡分离实现了同一 机顶盒兼容不同运营商的目的，用户只需购买通用的机顶盒，收看不同的电 视运营商的节目则购买不同的卡或更新原卡，而在这样的过程中，制造商可 以实现机顶盒的大规模生产，打破目前有线电视网络运营商向厂家定制机顶 盒的模式。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明 作进一步的详细描述。
图1为本发明实施例提供的数字电视机顶盒机卡分离的方法流程图，具 体包括如下步骤
首先，本发明实施例改进了现有数字电视机顶盒中的存储模式，其格式 如图2所示。这部分数据存储于机顶盒的闪存(flash)中，其中，Loader 程序是机顶盒启动时最先运行的程序，Loader必须具有写保护功能，防止 Loader被破坏，造成机顶盒启动失败，并且应能拒绝非法代码下载，防止恶 意写入。
Sys/app是机顶盒中的系统文件和应用文件，数字才几顶盒中的操作系统 采用嵌入式操作系统，嵌入式操作系统可在实时环境中工作，并占用较小的
内存空间。嵌入式操作系统负责管理本地资源和网络资源，提供基本的操作 功能以及设备的访问控制。而数字机顶盒中的应用软件有很多，比如电子节 目菜单，它通过电视屏幕向用户提供由文字、图形和图像组成的人机交互界
面，负责电视节目的导航；还有视频点播系统，可以为用户提供各种交互式 信息服务，如互动点播和预约点播。当然，应用软件远不止这么多，即使是 同一应用，如EPG，各运营商使用的软件也是不同的。在本发明实施例中， 机顶盒在出厂时，Sys/app部分l又存储各运营商共有的系统和应用软件。
User data (用户数据)部分保存用户的个性化数据，比如，针对机顶盒 的操作、设置、状态等个性化信息的内容，用户每次操作后都会自动写到该 区域，新的代替旧的。在机顶盒出厂时，该部分甚至可以为空，用户使用后， 根据用户的操作来更新该部分内容。
其次，本发明实施例采用存储卡来进行机顶盒中的软件更新，所述存储 卡包括但不仅限于SD卡、CF卡、memory stick (记忆棒)、USB存储盘 以及用户自定义接口形式的存储卡。
存储卡上保存的数据格式如图3所示，其中，
CA是用户认证部分的数据，数字电视机顶盒的CA认证用于实现控制 免费频道与付费频道，未授权频道与授权频道正常收看(听)的功能，即CA 数据通过认证的用户才能观看相应的付费频道或控j又频道。在现有的数字电 视系统中，CA数据保存在机顶盒的闪存中或单独保存于一张CA卡中，导 致该机顶盒或CA卡只能通过特定运营商的认证。本发明实施例将CA认证 部分的数据保存在存储卡中，功能等同于CA卡，实现用户认证，避免了用 户更换运营商时必须更换机顶盒的问题。例如用户将机顶盒在异地使用时， 只需将存储卡中的CA数据通过当地运营商更新，即可完成原有机顶盒在新 的运营商下的认证。
Sys/app是需更新的系统软件与应用软件。与机顶盒闪存中的不同，这 部分系统软件包含运营商的信息，应用软件包括各运营商的个性化软件，比 如有无数据广播、有无股票信息、有无购物栏目、有无社区服务、有无点播
等等。存储卡中的Sys/app软件是机顶盒待更新的软件，实现机顶盒跨运营 商的使用。
Backup部分保存备份数据，即当机顶盒进行更新前，将机顶盒原有的 Sys/app数据进行备份，用于机顶盒升级更新操作失败时的系统恢复。
User data是用户数据区，保存用户下载的视音频内容和数据，留待下次 直接从卡上重播或读取这些内容。因为目前的存储卡存储容量不断增大，且 价格持续降低，因此本发明实施例在较大容量的存储卡上划分出User data 区，当用户在观看节目、浏览信息时，可将感兴趣的内容直接下载到该区进 行保存，比如电视节目、mp3、图文信息等。与机顶盒闪存中用户数据部分 内容相比，机顶盒闪存中用户数据部分空间十分有限，只存放一些用户设置 等针对机顶盒的操作、设置、状态等个性化信息的内容；而存储卡中的User data存的通常是一些容量较大的文件，比如，用户根据需要下载的视频、 MP3等。
通过对原有机顶盒闪存存储模式的改进，并借助存储卡进行更新，本发 明实施例就通过机卡分离实现了同一机顶盒兼容不同运营商的目的，并且无 需对原有机顶盒做硬件上的改造。当机顶盒出厂使用时，或跨运营商使用时， 对机顶盒更新的流程如下
步骤101、对机顶盒进行开机操作。机顶盒中插入包含CA认证数据和 更新数据的存储卡。
步骤102、运行机顶盒中的Loader。 Loader是机顶盒生产厂家出厂时写 好的，且设置为只读属性，不允许任何用户更改其内容，即永不更新。
步骤103、检查存储卡上的CA认证数据是否具有合法性，如果是，执 行步骤104;否则执行步骤108。该检查是由机顶盒的Loader来完成的，并 且一定是要在认证不合法时继续运行机顶盒中原有Sys/app。其原因在于， 如果不继续运行原有Sys/app,会直接导致数字电^L没有任何显示内容，而 对于一些免费内容，此时，机顶盒还可以继续观看这些免费的电视节目。
步骤104、核对机顶盒闪存中Sys/app的版本，判断该版本是否与存储
卡上的相同，如果是，执行步骤108;如果版本不同，说明该机顶盒需要更 新。执行下一步。
步骤105、备份闪存中原有的Sys/app数据到存储卡的backup中。因为 此时要释放在存储卡上的Sys/app数据到机顶盒进行更新，而在释放之前如 果不进行备份，则一旦释放失败，即机顶盒上新的Sys/app不能启动，此机 顶盒将不能使用，所以该备份是预防性的备份。如果释放或安装更新时失败， 机顶盒的判断结果为失败，则机顶盒将从存储卡上的备份区backup中拷贝 原有的Sys/app数据到机顶盒上，恢复原来机顶盒上的Sys/app。
步骤106、解压解密存储卡上的Sys/app数据，复制到闪存中。加密算 法可釆用通用的软件加密算法，解压解密后安装到机顶盒上闪存上，替代原 来的Sys/app。
步骤107、验证新的Sys/app的版本，判断该版本号是否与当前运营商 相同，如果是，执行步骤108;否则从backup区重新装载备份的Sys/app数 据。装载备份数据后就运行该Sys/app。
步骤108、继续运行机顶盒闪存中的Sys/app。
通过以上方法，一方面实现了采用保护性措施保证机顶盒在装载新的软 件时，不会产生死^L现象；另一方面，对非本网/非法用户也可以收看几套 免费节目，并不进行强制关机处理。
所述存储卡上的系统和应用软件可以为运营商提前开发好并设置保存 于存储卡中，也可以通过有线电视网络、互联网、无线网络等方式对存储卡 上的系统软件和应用软件进行下载更新、升级操作。
实现机卡分离后，用户只需购买通用的机顶盒，收看不同的电视节目则 购买不同运营商的存储卡或更新原卡。而在这样的过程中，制造商可以实现 机顶盒的大规模生产，打破目前有线电视网络运营商向厂家定制机顶盒的模 式。而运营商只需要定制各自存储卡中的软件，就可实现特色化经营。
在本发明的其它实施例中，可以对以上实施例的流程J文改进，以适应不 同的应用场合。
例如，可以将前面实施例中存储卡的CAi人i正数据单独存^f诸在专用CA 卡中，通过该专用卡完成认证。这种方案的优点在于能够兼容现有的独立厂 商生产制造的CA卡，使这类CA卡不致失去作用。在这种实现方式中，机 顶盒上需要设置两个独立的读卡器，一个用于读取专用CA卡上的认证数据， 另一个用于读取存储卡。该实施例的流程如图4所示(图中仅示出部分流 程)，包括对机顶盒进行开机操作；运行机顶盒中的Loader;检查专用 CA卡上的认证数据是否具有合法性。其它步骤则与前述实施例相同。在这 种方案中，机顶盒中的Sys/app从存储卡上升级得来。
在另 一实施例中，在现有的非机卡分离的数字电视机顶盒上加装一个存
储卡的读写器，在该机顶盒出厂时，在Loader程序中写入读取存储卡数据
的程序。在使用该机顶盒时，当机顶盒Loader检测到存储卡的Sys/app区域
发现有PVR应用(Personal Video Recorder,个人录傳4几)时，该应用是运
营商在存储卡的预先写入的一个应用，此时，在机顶盒会将此应用下载到机
顶盒的Sys/app,并在机顶盒的操作界面中自动添加PVR选项，用户可以根
据电视屏幕上的提示进行PVR操作，机顶盒将会根据用户选择，将收视的
内容保存到存储卡上的user data区域中。比如，电视剧的某个剧集、歌手演
唱会、MP3等等。还比如，某人因晚上的商业聚会不能观看晚上的足球比赛，
他可以在早上上班前在才几顶盒上通过EPG (当然，并不限于^f吏用EPG,也
可通过其它定制的管理软件)提示，定制晚上的录像的开始时间和结束时间，
而后，他可以将机顶盒设置成待机状态，就可以放心的去上班了。到了预定
的录像开始时间，机顶盒会自动启动，并开始录像到预定的结束时间结束，
所录制的文件存》文在存储卡的User data 区内，并自动生成文件名。主人回
来后，在机顶盒应用里可以找到定制的录像文件，并可以随时观看。另外，
主人还可以管理存储卡的user data区内的已录制文件。比如，针对已录制
文件进行加锁，从而防止意外删除；或者加密码，指定观看人群；或者通过
遥控器配合屏幕上的虚拟键盘为已录制文件编辑文件名；删除已录制文件；
定制录像空间的管理策略当存储卡的userdata区的空间不够时，是停止当
前录像，还是删除已录文件中的最早的一个文件继续当前录像，等等。
录像操作可以是实时的，既边看边录。也可以是预先定制的，定制可以 通过本枳4喿作，也可以通过手机、电话，互联网，无线网络等。
如图5所示，当具有PVR应用时^U亍的流程如下 步骤501、对机顶盒进行开机操作。 步骤502、运行机顶盒中的Loader。
步骤503、读取CA卡，判断CA卡上认证数据的合法性，如果合法， 则执行下一步；否则执行步骤507。该实施例采用了单独CA卡的方式，如 果CA认证数据保存在存储卡中，该方法同样有效。
步骤504、读取存储卡，判断其中是否有PVR应用程序，如杲有，则 执行下一步507;否则执行步骤507。
步骤505、读取机顶盒闪存区，判断其中是否有PVR应用，如果有， 则执行下一步507;否则执行步骤507。
步骤506、读取存储卡上Sys/app区，将存储卡Sys/app区上的PVR应 用添加到机顶盒的闪存区，机顶盒的闪存区上的内容保留。
步骤507 、运4亍冲几顶盒闪存区。
除了 PVR应用，同样，当数字电视机顶盒中的Loader检测到存储卡的 Sys/app区上具有股票应用、游戏应用、天气预净艮应用、交互电^L应用、音 一见频下载应用、互联网下载应用，及个人目标广告等应用时，则根据用户的 选择，将应用的内容保存到存储卡的相应区域。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的 保护范围。
权利要求
1、一种实现数字电视机顶盒机卡分离的方法，其特征在于，包括在存储卡中保存需更新的系统软件及应用软件，在数字电视机顶盒执行开机操作时，通过所述存储卡执行更新操作。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括 设置所述数字电视机顶盒的存储器的存储结构为包括， 保存运行程序Loader的区域，保存各运营商共有的系统和应用软件的区域和保存用户针对机顶盒的操作、设置和状态的个性化数据的区域。
3、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括 设置所述存储卡的存储结构为包括，保存所述数字电视机顶盒需更新的系统软件和应用软件的区域，保存用 户认证数据的区域，保存备份数据的区域和保存用户下载数据的区域。
4、 根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述更新操作具体 包括运行所述数字电朝L机顶盒中的Loader;检查有条件接收CA数据的合法性，当该数据不合法时运行所述数字电 视机顶盒中的原有系统和应用软件，不进行更新操作；合法时则执行下一步；检查所述数字电视机顶盒中的系统和应用软件的版本是否与存储卡上 的相同，相同则不进行更新操作，运行所述数字电^L机顶盒中的原有系统和 应用软件；不相同时则解压解密所述存储卡上的系统和应用软件数据，并复 制到所述数字电视机顶盒的存储器中运行，更新原有系统和应用软件。
5、 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述检查CA数据合法 性，包括检查所述存储卡上CA数据的合法性或检查专用CA认证卡上CA 数据的合法性。
6、 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括当所述版本号与当地运营商不同时，将所述数字电视机顶盒中原有的系 统和应用软件进行备份，当解压解密所述存储卡上的系统和应用软件数据失 败时，则将所述备份的原有的系统和应用软件复制到所述数字电视机顶盒中 进行恢复。
7、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括当使用所述存储卡上的系统和应用软件数据更新原有系统和应用软件 后，验证所述存储卡上的系统和应用软件的版本，判断是否与当地运营商相 同，如果相同，则运行所述更新的系统和应用软件；否则将所述备份的原有 的系统和应用软件复制到所述数字电视机顶盒中进行恢复。
8、 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括当所述数字电视机顶盒检测到存储卡的应用软件中具有个人录像机应 用时，则根据用户的选择，将收视的内容保存到存储卡的相应区域。
9、 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，该方法具体包括 读取存储卡，如果存储卡中有个人录像机应用，则将存储卡系统和应用软件 区域上的个人录像机应用添加到数字电视机顶盒的系统和应用软件区，数字 电视机顶盒系统和应用软件区上原有的内容保留。
10、 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括 当所述数字电祸L机顶盒中的Loader 4企测到存储卡的系统和应用软件中具有股票应用时，则根据用户的选择，将股票应用的内容保存到存储卡的相 应区域。
11、 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括 当所述数字电朝L机顶盒中的Loader检测到存储卡的系统和应用软件中具有游戏应用时，则根据用户的选择，将游戏应用的内容保存到存储卡的相 应区域。
12、 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括 当所述数字电—见机顶盒中的Loader检测到存储卡的系统和应用软件中具有天气预报应用时，则根据用户的选择，将天气预报的内容保存到存储卡 的相应区i或。
13、 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括 当所述数字电视机顶盒中的Loader检测到存储卡的系统和应用软件中具有交互电视应用时，则根据用户的选择，将交互电视的内容保存到存储卡 的才目应区i或。
14、 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括 当所述数字电视机顶盒中的Loader检测到存储卡的系统和应用软件中具有音视频下载应用时，则根据用户的选择，将音视频下载的内容保存到存 储卡的相应区域。
15、 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括 当所述数字电3见机顶盒中的Loader 4金测到存^f渚卡的系统和应用软件中具有互联网下载应用时，则根据用户的选择，将互联网下载的内容保存到存 储卡的相应区域。
16、 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括 当所述数字电^L机顶盒中的Loader 4企测到存1渚卡的系统和应用软件中具有个人目标广告应用时，则根据用户的选择，将个人目标广告的内容保存 到存储卡的相应区域。
17、 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述存储卡上的系统和 应用软件为运营商提前开发并设置于所述存储卡中，或通过有线电视网络、 互联网、无线网络对存储卡上的系统和应用软件进行下载更新、升级操作。
全文摘要
本发明公开了实现数字电视机顶盒机卡分离的方法，在存储卡中保存需更新的系统软件及应用软件，在数字电视机顶盒执行开机操作时，通过存储卡执行更新操作。本发明通过对原有数字电视机顶盒闪存存储模式的改进，在其中仅保留机顶盒基本的公共软件，将各运营商不同的个性化系统和应用软件保存在存储卡中，借助该存储卡进行升级更新操作，利用机卡分离实现同一机顶盒兼容不同运营商的目的。用户只需购买通用的机顶盒，收看不同运营商的电视节目则只需购买相应运营商的存储卡或更新原卡，而在这样的过程中，机顶盒制造商可以实现机顶盒的大规模生产，打破目前有线电视网络运营商向厂家定制机顶盒的模式。本发明适用于地面数字有线电视、地面无线数字电视及数字卫星电视领域等。
文档编号G06F9/445GK101365047SQ200810119778
公开日2009年2月11日 申请日期2008年9月9日 优先权日2008年9月9日
发明者维 冯, 波 吴 申请人:南京瑞晶集成电路设计有限公司