用fpga实现数字电视条件接收系统

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1、用FPGA实现数字电视条件接收系统

2、第1　　C送到接收端。为了信号的保密性，CM。PDK由CA系统设备产生并严格控制，在接收端不能被用户读出。本文采用的方法是在接收端把PDK装入FPGA芯片中，增加保密性。为了能提供不同级别、不同类型的服务，一套CA系统往往为每个用户分配好几个PDK，来满足丰富的业务需求。EMM是用户管理信息和SK等通过PDK加密形成。用户管理信息由服务商的用户管理系统形成，包括用户名称、地址、智能卡号等。EMM平均每8～10s插入传送流一次，以便新开机用户解扰。解扰是加扰的逆过程，首先是用户插入IC卡，输入

3、用户密码，如果密码正确PDK就会对SK进行解密；然后，由SK对ECM解密出控制字CT）、网络信息表（NIT）以及条件访问表（CAT）。其中CAT和PMT与条件接收有关。条件接收信息EMM和ECM的位置是通过CAT和PMT中的条件访问描述子确定。表1介绍了条件描述子［1］。500)this.style.ouseg(this)">　　EMM信息包的位置是通过CAT表中的描述子确定。ECM信息包的位置确定稍微复杂一些。当在PES流层加扰，出现在PES流中ECM信息被反映到TS流的PMT中，ECM的条件描述子就出现在PMT中。当在TS

4、层加扰，ECM不出现在PES流中，如果条件信息通过复接加入TS流，ECM的条件描述子就出现在PMT中；如果条件信息没有通过复接加入TS流，确定ECM的位置可以有2种方法：一种方法是复接时在PMT中预先加入ECM条件描述子，用他确定TS流中ECM的位置，本文就是采用这种方法；另一种方法是也用CAT中的条件描述子确定ECM信息包的位置，通过CA＿system＿ID辨别ECM和EMM。　　实现CAS时还要注意以下一些限制［2］：　　（1）仅在PES层或TS层加扰，不要两层同时加扰。　　（2）加扰的PES包头不允许超过184B。　　（

5、3）携带PES包的TS包，除了含有PES包尾的可以有自适应域外，其他的不可以含有自适应域。　　（4）PID等于MPEG-2规范的条件描述子CA＿PID值的TS包，应仅含有条件系统信息，不能携带其他信息。另一方面，条件信息不应该出现在其他地方，例如自适应域等。　　（5）在同一个TS中，两个CA提供商不应该使用相同的CA＿PID。　　为了避免客户端解扰设备太复杂，DVB（DigitalVideoBroadcasting）对在PES层加扰做了前3条限制；广播数据跨越媒体边界（例如从有线广播到卫星广播）时需要新的CA信息替换原有的CA

6、信息，为了灵活高效地进行CA信息替换，DVB做了后2条限制。　　解扰只是加扰的逆过程，并且相对简单，所以下面只对条件接收系统加扰过程的FPGA实现进行讨论。2．1　加扰器的实现　　加扰器在条件接收中是一个关键部分，他关系到整个系统的保密程度，所以需要一个安全性较高的加扰器。图2所示加扰器是在FPGA内部实现：他是以可预置线性反馈寄存器（LFSR）为基础，与数据选择器共同形成。4个LFSR的阶数要求互质，每个LFSR的反馈多项式要求是本原的，这样产生的伪随机序列具有最大周期。总线是控制码发生器（一个伪随机序列发生器）产生的选择器

7、控制码，有8个抽头并行输出，每2位对应一个选择器的选择端。每个选择器的输出是选出的4个LFSR反馈之一，作为与之相连的LFSR时钟。这是Gollmann级连的改进型，通过数据选择消除了Gollmann级连易受锁定攻击的缺点。4个LSFR输出的XOR（这是FPGA中的一个器件，当输入有奇数个1时输出为1），除去LFSR的线性影响，通过数字选择器选取这些XOR的输出之一作为加扰序列的输出。数字选择器滤除了加扰器的代数特性避免相关（线性代数）攻击［3］。　　500)this.style.ouseg(this)">　　选择码生成器可由

8、C在PES层已经加入，对于PES层加扰当然很适合；但是对于TS层加扰，完成ECM包中含有的C也在TS层加入，实现加解扰同步就容易得多。　　TS流是连续不断的实时信号，条件信号并不可以任意加入其中。不过，TS流中存在大量的空包，可以通过空包替换的方法实现条件包的加入。空包替换器实际就是一个数据选择器，在需要条件包的地方，让条件包代替空包。　　ECM包PID寄存器存放从PMT中读取的ECM包的PID，以便形成ECM包时利用。ECM包和EMM包的形成是给EMM和ECM加上包头、PID和Table＿id等。ECM包的Table＿id有

9、两个，0x80和0x81，是为了方便接收端解扰，只有ECM包含新的C包，还用以前的CM只有一个时，可以把他放入CAT包；如果有多个时，可单独形成EMM包，通过CAT包中的描述子确定他的PID。其实，为了节约硬件，在加入TS流前条件包并不一定是一个完整的TS包，他包含必要的信息