Development and standardization of an embedded Linux based triple-play IP settop box

Abstract

Son yıllarda Internet erişim hızlarında görülen artış ve ağ tabanlı hizmetlerin ev kullanıcılarına uygun fiyatlar ile sunulması sayesinde Internet'in kullanımı oldukça yaygın durumdadır. Bu hızlı değişime video sıkıştırma ve gönderme algoritmalarında görülen gelişmeleri de eklersek, ilerleyen dönemlerde ev kullanıcıların canlı yayınları Internet üzerinden izlemesini sağlayan IP televizyon kutularının (IPSTB) kullanımının gözle görülür şekilde artacağı aşikardır. Bu amaç ile kullanılan bir IPSTB, televizyon ile Internet arasında bir köprü kurarak, ağ üzerinden ulaşılabilen hizmetleri bilgisayar ihtiyacı olmadan ev kullanıcılarına sunabilmektedir. Belirtilen cihazın tasarımı, ağ yapısı ve protokollerinin belirlenmesi ile ev ağlarına IPSTB sisteminin eklenmesi konusu birtakım zorluklar barındırmaktadır. Bu tez, bahsi geçen cihazların ev ağlarında standart olarak tercih edilen Universal Plug and Play (UPnP) servis tanımlamalarına uygun yöntemler kullanılarak standatlaştırılması konusundaki çalışmaların bir bütünüdür.Tez genelinde sistem tasarımı aşamasında servis sağlayıcılar tarafından yönetilen video sunucuları ve ev kullanıcılarının hizmetine sunulan IPSTB'ler arasında verimli bir iletişim yöntemi kullanılması savunulmuş ve verimi arttırmak için kullanılabilecek yöntemler üzerinde durulmuştur. Tezi hazırlarken tasarımın merkezinde bulunan ve cihaz üzerine eklenebilecek tüm özelliklerin sorunsuz bir şekilde çalışmasını sağlayan Uygulama Yönetici (VBM) program geliştirilmiştir. Bu program, yazılım ve donanım birimleri arasında kullanılmıştır. Tez çalışması sırasında cihaz üzerinde Linux tabanlı sistemlerin genelinde bulunan X pencerelemesikullanılmıştır. Cihaz üzerinde ayrıca Web tarayıcı uygulama olarak Firefox'un da temelini oluşturan Gecko kullanılmıştır.

With the recent enhancements to the delivery of IP services and of the video codecs such as h.264, transmission of television through IP-based communication systems has been a viable option. An IP settop box (IPSTB) constructs a bridge between a television set and a broadband IP network such as DSL, cable modem, powerline or wireless broadband. IPSTB brings new challenges for the system designers, especially in the areas of inherently organized home networking systems, protocols, and architectures. Future IPSTB products are candidate to converge the information and entertainment technologies. This thesis suggests newly developed device and service discovery methods for the design of an IPSTB software structure that is compatible with the Universal Plug and Play (UPnP) audio video (AV) device descriptions. At the design process, it suggests optimized communication schemes between the servers that are in the control of service providers, and the consumer IPSTBs.As a newly developed technology, since there is not any standardization for most parts of the overall IPTV system, this thesis takes proven mechanisms as basis and adapts them to the overall design that consists of the hardware drivers, middleware, and the additional programs which helps the middleware to handle the external components of the system connected via USB or serial interfaces. Being an innovative idea, we have used a control system called Virtual Bus Manager so as to communicate between the aforementioned system components. Some system components such as web browser is based on the X Windows architecture, so cross-compiling the X system for the embedded platform has also been a challenge for thefeasibility of the final design. Being the second part of the Triple-Play system, Voice over IP application has also been included and based on the compilation of open source software for the corresponding embedded system. Finally, the web browser itself has been based on the popular Gecko web-core that is derived from Firefox.