| DreamBox DM500s摩机笔记 |
| 来源/作者：Stanley JING 日期：2007-9-5 浏览：次 |
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编者按：目前低价接收机等器材充斥市场，一些人也特别爱买低价货，但是他们不知道低价机为什么能低价？常言道一分钱一分货，本文通过剖析DM500S仿制机告诉了人们，低价机是牺牲了质量来获得低价的，低价机彻底破坏了原型机的质量保障体系电路，所以使用时间不长就都会出故障。这样低价低质的产品充斥市场，是中国卫星电视接收设备市场的悲哀。
近一段时间，国内卫视圈内最火爆的话题就是高清和DM500S。自从国内一些工厂开始拷贝、仿制DM500S以来，国内生产的拷贝版DM500S销售价格快速下降，其使用者人数也随之大幅上升。
DM500S的原型机是梦幻多媒体电视公司设计生产的，该公司也是DREAM BOX系列机顶盒的制造商，如我们熟知的DM7000S、7020S、7025S等型号都是它的产品。在硬件上我们可以将DM500S看作是DM7000S的简化版，DM500S相比于DM7000减少了后面板的输入输出物理接口数量，取消了PCMCIA模块接口、前面板的液晶显示屏及机内的硬盘接口，并将AC/DC电源外置，使得整机的体积大大缩小，但在功能上却与DM7000相差无几，操作上两者也基本类似。
我们先看一下DreamBox的官方网站列出的DM500S简介：
- 250 MHz IBM PowerPC 处理器 (350 Mips)
- Linux 操作系统
- 1 个智能卡读卡器
- MPEG2 硬解压
- DVB-S
- V.24/RS232 接口
- 100Mbit 双向以太网接口
- 2 LED 指示
- 无限多的电视/广播频道列表
- 频道转换时间小于1秒
- 全自动服务扫描
- EPG (电子频道指南)
- 支持DiSEqC
- 多语言
- 数字码流输出的S/PDIF接口(AC-3 / DTS)
- 1个Scart(欧插)
还有一些其它的技术指标此处不再一一列出，凡是现在卫星数字接收机应有的常规功能，DM500S都具备，而且还具有普通常规卫星接收机所不具备的其它功能。简言之，DM500S是内置有Linux操作系统，也可称其是一台内置电脑的卫星接收机。它支持多种加密系统和多服务器的网络共享，不需要像雷霆430XP那样在接收不同加密系统信号时切换系统，共享时可以不需要外置的CV12共享终端。可以支持的加密系统有Seca、Viaccess、Irdeto、Viasat-NDS、Conax、Nagra1，Nagra2等等，同时支持多种加密系统的正版卡授权。可以使用的正版解扰卡接收加密卫星电视信号，也可以和CV12一样通过网络共享方式进行解密。它还支持多星接收，画面质量当然比430之类的机器好。其它功能还有，通过网络与电脑连接可进行预约录像。不仅可接驳电视机收看，且可以通过网线在局域网内的电脑中同步播放。由于它采用了开放式的Linux操作系统，所以有许多第三方开发团队正在从事针对DM500进行新的、功能强大的应用软件研发。我们可以相信，随着各种IMG及插件的陆续开发，本机可以实现更多的实用功能。
深入了解手中的DM500S
我们先来观察一下这个Dream box DM500S机顶盒的硬件吧！
题头图及图1是DM500S主机的外观及输入输出接口功能示意图，图2是DM500S后板及遥控器照片。前面我们已说过，DM500S的体积非常小，外观做工也很精致，除前面板为塑料材质外，机箱其余部分均为冲压成型的钢板构成。整体呈银灰色外观，前面板则是银白与银灰相间的流线型图案，看上去协调而自然。面板左边的是DREAM的多媒体LOGO，下面则是具体的型号标识，再向右则是一个智能卡的插槽。右侧面板相对简洁，只有一个待机按钮和一个暗红色的小窗口，小窗口中有红外遥控接收头和两个LED指示灯，两个LED分别是绿色的电源指示并兼做遥控指示灯，红色的待机指示灯。
DM500S的后面板同样简洁（图2）：一个LNB中频输入和一个LOOP输出；在一组复合视频、左右声道音频输出端子的上面是一个RS232的串口，主要用于本机软件的更新；中间是一个SCART(欧插)输出口，除此之外就没有其它的音、视频输出接口了。SCART(欧插)口，通过机器的菜单控制，可以输出CVBS（复合视频）、S-Video（亮、色分离视频）、YCbCr（色差）等几种不同的视频信号；再向右依次是S/PDIF数字音频光纤输出、12V直流电源输入插座和LAN网线插口。
DM500S采用了铁质机壳，电磁的屏蔽性很好，加之AC Adaptor开关电源外置，进一步降低了外界的电磁干扰，有利于音、像质量的改善和提高，对于机器长期稳定地工作也起到有益的作用。正因为电源的外置及硬件的减化，才使得本机的体积进一步减小，开盖视之，整个机内就是一整块电路板（图3）。
主板上通过排线与外界连接的仅有两处，一处是前面板，另一处是后面板上的RS-232升级串口，前面板(图4)就是两个LED和一个电源待机轻触开关、红外遥控接收头的几根连线，RS-232升级串口仅是一个DB9插座。可见本机的结构是非常紧凑的。
图6是整个电路板的全貌，主板正面电路层次分明，各功能管理区块界线分明。在图5中我们根据主板上
各个电路功能，划分了11个区块，见图6中的数字区码。我们将依照数字顺序分别了解各区块的主要功能。
●主板上最引人注目的还是块头最大的集成电路PowerPC，这是本机的灵魂所在。它位于图3的区块1的位置。图6是这块IC的特写照片。
PowerPC 是 Performance Optimiz-ation With Enhanced RISC Perform-ance Computing 的缩写，是国际商用机器公司IBM专门用于数字电视解码器的专用芯片，芯片上标注Digital Set-Top Box Integrated Controller ，意为数字机顶盒专用管理芯片。在芯片的最下方可以看到本芯片的具体型号：IBM39 STB02500。STB02500芯片，内嵌PowerPC 405微处理器。PowerPC 405是一种高性能、低功耗的CPU，功耗小于1W，工作主频为252MHz，内核是一个32位的RISC CPU ，运算速度达350MIPS。图7是STB02500内部结构图。
●主板的区块2和区块3分别是FLASH Memory和SDRAM。
FLASH Memory是一种固态、非易失性、可复写的存储器，其运作方式就像随机存储器与硬盘(HARD DISK)的混合体。具有持久、能够在低电压状态下工作运行，以及能够在电源关闭后保存数据资料等功能。其特点：断电情况下仍能保持所存储的数据信息；数据的写入或删除不是以单个的字节为单位而是以固定的区块(Block)为单位（区块大小一般由256K到20MB）；FLASH这个词最初由东芝因为该芯片的瞬间清除能力而提出，源于EPROM，并正逐步成为EPROM的替代品。该DM500S采用的FLASH Memory是4Mx16Bit 的64MBit Flash存储器，型号是 JS28F640J3D75，是INTEL公司的产品。它用于存储OS系统文件及IMG及用户设置参数等数据
DRAM是动态存储器(Dynamic RAM)的缩写，SDRAM是英文Synchronous DRAM的缩写，译成中文就是同步动态存储器的意思。从技术角度上讲，同步动态存储器(SDRAM)是在现有的标准动态存储器中加入同步控制逻辑(一个状态机)，利用一个单一的系统时钟同步所有的地址数据和控制信号。使用SDRAM不但能提高系统性能，还能简化设计、提供高速的数据传输。在功能上，它类似常规的DRAM，且也需时钟进行刷新。可以说，SDRAM是一种改善了结构的增强型DRAM。DM500S采用了两片SDRAM，其中一片是16Mx16Bit的SDRAM是韩国现代的品牌，型号：HY57V561620CT-6，另一片8Mx16Bit的SDRAM是韩国三星的品牌，型号：K4S181632I-UT60。其中16Mx16Bit SDRAM用于系统，另一片8Mx16Bit SDRAM用于解码数据缓存。
●主板的上另一个大块头当然就是模组化的DVB-S调谐器了（区块4），见图8。本机采用了ALPS的调谐器，型号是BSBE1-706A。它安装在一块小的电路板上，小电路板反面装有一个供调谐用的30V电压升压电路，小板再通过一排插针与主板焊接在一起。ALPS调谐器主要由RF调谐器部分和QPSK解调器两部分组成，QPSK解调IC采用ST公司的STV0299B，两部分电路被封装在一个屏蔽壳内构成一体化DVB-S调谐器。一体化调谐器品质的优劣，也决定了整机的品质与性能，因为它是数字接收机的第一门户，实际使用证明，该调谐器性能很稳定，门限值不算太高，唯一不足之处是发热量稍大，也许与机内空间较小有关，散热性能显然比不上大机壳，即凡事均有一利必有一弊。图9是BSBE1-706A的引脚功能图。
●区块5是主板的系统时钟振荡器，(图10)。它由一只27MHz的石英谐振器和一片74HCU04(U23)构成。其输出送至主芯片U1中的PLL，产生整个硬件系统所需的各种频率的时钟。
●主板的区块6是本机的网络接口部分，见图11。该区域内体积最大的芯片是网络接口芯片，型号是AX88796L（U5），它是台湾ASIX公司推出的NE2000兼容快速以太网控制器，其内部集成有10/100Mbps自适应的物理层收发器和8K×16Bit的SRAM。在此芯片和卡座之间，还有三片贴片微型发光二极管，即D5、D6和D7，平时它们是不发光的，只有将网线插入本机网卡接口中，其中的D6和D7都会正常发光，表明网络和本机连接正常，如果本机内局域网设置正确，本机即作为一台电脑终端接入网内，此时若DM500通过网卡进行数据交换D5便会闪亮，表明连入网内且收发、通讯正常。
在此区域内，还有一个八脚芯片(U3)，型号是93LC66。93LC66是一个串行的E2PROM，容量是256X16Bit，其内存有网卡MAC地址等数据。93LC66与我们熟悉的24LCxx都是E2PROM，但两者的数据接口形式不同，24LCxx是I2C接口，而93LC66是SPI接口。SPI是Series Protocol Interface的缩写，这是一个利用四根信号线的串行接口协议，包括主／从两种模式。4个接口信号是：
·MISO=串行数据输入(主设备输入，从设备输出)；
·MOSI=串行数据输出(主设备输出，从设备输入)；
·SCK=移位时钟；
·SS=从设备使能。
SPI接口的最大特点是由主设备时钟信号的出现与否来界定主／从设备间的通信。一旦检测到主设备发出的时钟信号，数据开始传输，时钟信号无效后，传输结束。在这期间，要求从设备必须被使能(SS信号保持有效)。SPI方式的优点是只占用4根数据线、数据传输速度快等优点。
●主板的区块7是本机的音频D/A转换及输出缓冲部分。音频D/A转换采用了台湾Princeton公司的PT8211（U10），此芯片采用八脚的SOIC封装，工作电压5V，为16位、右对齐数据格式音频D/A转换器。图12是PT8211引脚图。
<br> 音频输出缓冲采用美国国家半导体公司的LM358(U11)，这是一个八脚的双运放芯片，与常用于音响设备中的4558和NE5532等双运放芯片管脚兼容，但其音频指标很一般。
●机顶盒硬件系统的电源往往比较复杂，机内各数字芯片需多组工作电压，目前稳压电源方式主要有线性稳压电源和DC-DC开关电源两大类。DM500S采用外置AC Adaptor电源，输入DC 12V再经相应的DC/DC升压或降压电路，来满足机内各种电压的要求。主板的区块8就是由12V电压转换成5V和3.3V的DC/DC开关电源。主芯片PowerPC和DVB-S调谐器所需的2.5v和1.8V再由LDO线性稳压器LT1117 进行二次变换产生。
本机的5V和3.3V的DC/DC开关电源由两片的ACT4060(IC40、IC41)构成，其中IC40、L402、D42等组成3.3V DC/DC电源，IC41、L400、D40等组成5V DC/DC电源。ACT4060 最大输出电流2A、最高转换效率95％、输入电压范围4.75～20V、可调输出电压范围1.3～18V、关断电流8μA、开关工作频率410kHz，具有过流、短路、静电及过热保护特性，SOP-8封装。图13和图14分别是LT1117和ACT4060引脚图。
●主板的区块9是LNB供电的二次电压转换部分。我们知道，LNB的供电电压决定LNB的接收极化，一般的标准供电电压为13/18V，同时在其电压上还需要调制22kHz信号，以控制双本振LNB的本振切换及DisEcq和22kHz中频切换开关
DM500S的LNB供电的二次电压转换部分由Linear科技公司的型号为LT1930升压型开关稳压器（U70）及L711、D71等元器件构成。LT1930最高输出电压34V、输入电压范围2.6～16V、开关工作频率1.2MHz。图15是LT1930引脚图。
●区块10 是DM500S的RS-323接口，RS-323接口的电平转换及驱动由SP3243（U60）芯片完成。SP3243是具有3个发送端，5个接收端的RS-232收发器，一般偏向应用于移动设备和手持设备，例如笔记本电脑，掌上型电脑。SP3243包括一个补充的接收端用来在其处于关断模式时持续检测外部设备的触发信号。SP3243的特点是能够降低对视频信号的色度亮度干扰和电磁干扰，能够符合数据传输率高达1Mbps的高速要求，因此能够轻松满足高速RS-232应用的要求。SP3243系列内置高效的电荷泵供电电源，在3.3V时只需外接一个0.1μF的电容。电荷泵和Sipex's的驱动结构体系使得SP3243系列可以在电源范围+3.0V到+5.5V之间工作。自动上线功能使得SP3243可以在连接设备开启工作时，自动从关断模式中唤醒。另外，SP3243也可以自动进入功耗小于1μA的关断模式。
图16是SP3243引脚图，图17是DM500S开机时串口发出的应答字符串。
DM500S串口采用全双工的串行通讯接口且为标准的DB9接口连接器，其传输参数：波特率115200bps，无校验位，8数据位，1停止位。 ●区块11是智能卡的读卡卡座，其数据线直接接至PowerPC主芯片的数据接口。
不同出身的DM500S对比
1、Dream box的原产DM500
我们知道，DM500S是由Dream box设计生产的。那么原厂生产的DM500S与我们手中的仿制机有什么区别呢？
在此要感谢罗世刚先生及深圳罗世刚科技有限公司，他们给笔者提供了一台DM500S原型机，让我们有机会一睹DM500S原型机的真面目。图18是Dream box原厂生产的DM500S(OEM by China)，图19是其主板图片。我们可以看到，该机调谐器采用ALPS的BSBE1-702A，主电源DC/DC和LNB供电DC/DC分别采用凌特科技公司(Linear Technology)的LT1940和LT1930；Flash采用Intel的TE28F640；两片SDRAM分别采用了现代和AMIC的产品；时钟晶体频率13.5MHz，PLL采用的是MK2727；音频DAC是BB公司的PCM1725；原厂生产的DM500S一直采用ALPS调谐器，对于采用PHILIPS调谐器的DM500S则全部为仿制(拷贝)机。
原厂DM500S和仿制DM500S的一些细微差异可从图20对照看出。该图由Dream box网站取得。
从图20中我们可以看出，原版的DM500S除了网络接插件及机箱结构与一些仿制机不同外，最明显的差异是两者所用的电解电容和功率电感。而这恰恰是影响整机系统性能最最关键的元件。仿制机大多采用普通的钽电容(或铝电解电容)及国产的廉价功率电感，其中功率电感对DC/DC变换器输出性能影响更为显著。
功率电感是一种特殊的电感，它以方形或圆形工字型铁氧体为骨架，采用不同直径的漆包线绕制而成，主要应用于DC/DC变换器电路中作为储能元件。对于功率电感器除了普通电感的电感值等参数外，还有下列两个主要参数：最大电流及工作频率。
我们知道，电感器的参数除了电感量以外，还有一个重要的参数———品质因数Q值，它是指电感器在某一频率的交流电压下工作时，所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。电感器的Q值越高，其损耗越小，效率越高。电感器品质因数的高低与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗及铁心、屏蔽罩等引起的损耗等有关。
现在大部分的功率电感的铁心主要是铁氧体磁芯。铁氧体磁芯是指由各种氧化铁混合物组成的一种烧结磁性金属氧化物。锰-锌铁氧体和镍-锌铁氧体是典型的铁氧体材料。锰-锌铁氧体具有高磁导率和高磁通密度的特点，且在低于1MHz 的频率时，具有较低损耗的特性。镍-锌铁氧体具有极高的阻抗率、不到几百的低磁导率等特性，及在高于1MHz的频率亦产生较低损耗。国内生产的铁氧体磁芯由于成分配方、烧结工艺以及成本限制等等条件约束下，其在磁导率、磁通密度及高频损耗等方面与国外产品有一些差距。同时由于过于关注成本，国内的功率电感生产厂家生产的国产功率电感的工作频率不能很高；国产铁氧体磁芯的饱合磁通密度不高，为防止电感磁芯饱合，在制作功率电感时，磁芯需要开较大的气隙，这样会加重电感的漏磁干扰。由于功率电感在工作时要流过直流电流，即在开关频率的交流电流上有直流电流的叠加，磁芯必然有直流磁化的现象，导致电感量的下降。国外的功率电感在流过其额定的直流电流时电感值下降不超过15％，而国内生产的功率电感在流过其额定的直流电流时电感值下降一般在30％左右甚至更高。
国产仿制的DM500S采用了国产功率电感，而由LT1940构成的DC/DC变换器，工作频率是1.1MHz。在此频率下国产功率电感的磁芯的损耗将大大增加，电感Q值下降，以及磁芯磁化造成的电感值下降幅度较高，使得DC/DC变换器输出纹波很高。同时，仿制的DM500S采用了很多二手的拆机元器件，如FLASH、SDRAM等。这一切就使得仿制机的工作稳定性较差，故障率远远高于原版DM500S。
DM500是一个系列化产品，后缀-S为卫星数字电视机顶盒，-C是有线数字电视机顶盒，而-T则是地面数字电视接收机。三种不同后缀的DM500在硬件上的差异仅仅是采用的调谐器不同。同时对于-C和-T两种机型来讲，由于它们的射频信号输入端不需向外都提供电源，所以两种机型不需安装卫星机特有的LNB供电部分元器件。图21、图22和图23是一台DM500C，从图中我们可清楚地观察它与DM500S的不同。
在图21中我们能够看到它的LOGO下面标注的型号是:DM500-C。在图22，它的天线接口是9.5天线插口，与卫星机上的F端子明显不同。图23是DM500C的内部照片，可以看到它的调谐器型号是：CU1216L/A，调谐器后面的LNB供电部分零件全部未装。硬件的其余部分与DM500S完全相同。 （未完待续）
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