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随着数字电视、宽带网络和控制技术的发展，有线电视综合业务网显示出强大的资源优势。机顶盒作为综合业务推广入户的平台，已经得到越来越广泛的应用。运用不同的终端设备，用户目前可以分别享受IP数据接入和数字电视业务；但是人们对家居的信息化程度，家用设备控制的灵活性及其外部信息获取的方便性都提出了更高的要求。为了充分利用HFC的网络资源和满足人们日益增长的信息需求，本文设计实现了一种基于VxWorks嵌入式操作系统的综合业务机顶盒，能够同时支持传统的Cable Modem和普通机顶盒STB的功能。以数字电视综合业务的发展和机顶盒应用的网络模型为背景，本文首先介绍了在双向HFC网络上进行数据传输的MPEG-2和DOCSIS协议以及综合业务机顶盒的交互规范和功能需求；然后在分析综合业务机顶盒工作原理的基础上，以科胜讯公司的交互式线缆机顶盒单芯片CX24430为核心芯片，搭建了综合业务机顶盒的硬件平台，对主要的硬件模块进行了研究和设计。完成了硬件模块的研究和设计后，本文对综合业务机顶盒软件系统的架构和需求进行了分析，选定以性能好、可靠性高的VxWorks作为本课题的嵌入式操作系统。在分析了VxWorks的组成及其开发环境Tornado后，重点研究以下软件系统的主要模块，并给出设计的程序流程图和关键定义代码。(1)Cable Modem子系统，包括底层驱动END的设计及其装载和启动，CM与CMTS的连接。(2)STB子系统解复用模块软件实现，PAT和PMT信息的软件解析。(3)用户交互模块的软件实现，主要包括遥控器的键值表示及其初始化、中断处理和键值信号处理的软件实现。(4)机顶盒系统初始化和应用建立的软件实现。本课题研究的目标是设计实现一个集Cable Modem和STB与一身的综合业务机顶盒。实现了硬件和软件的研究、设计和调试后，我们在广州有线电视网对综合业务机顶盒进行了应用测试，IP数据传输和数字电视应用的测试结果均满足设计的技术指标，并且系统工作稳定，性能良好，具有广阔的应用前景。