[pt] O mundo em que vivemos é formado por um espaço fisicamente tridimensional e é natural que o ser humano busque representá-lo da forma mais fiel possível, também em ambientes virtuais. Na Web, por exemplo, já existem vários esforços na busca do suporte a criação de aplicações 3D interativas de forma declarativa, grande parte deles são baseados nos conceitos de grafos de cena e grafos de rotas. Grafos de cena têm se tornado um padrão de modelagem espacial de aplicações tridimensionais por meio de uma abordagem hierárquica e declarativa. Por sua vez, o comportamento do grafo de cena usualmente tem sido especificado por meio de grafos de rotas ou linguagens imperativas. No que se refere à TV Digital Interativa (TVDi), por outro lado, ainda há muito a ser feito. Nested Context Language (NCL) é a linguagem declarativa padrão para o sistema de TV Digital Terrestre ISDB-TB e Recomendação ITU-T para serviços IPTV, que permite a autoria de documentos hipermídia por meio de uma abordagem simples e expressiva. Embora NCL não restrinja qualquer tipo de objeto de mídia, na sua versão atual (3.0), ela trata apenas objetos de mídia bidimensionais, relacionando-os temporal e espacialmente. Dada a importância de NCL no cenário de TVDi, esta pesquisa objetiva discutir como tal linguagem pode também controlar objetos tridimensionais, permitindo a criação de aplicações 3D para TVDi. Como caso especial, este trabalho discute como NCL pode controlar o comportamento de objetos 3D compostos representados por grafos de cenas, discutindo suas vantagens e desvantagens em relação ao uso de grafos de rotas. Visando testar a proposta deste trabalho, foi adicionado um exibidor de mídia X3D (linguagem baseada em grafo de cena) à implementação de referência do Ginga-NCL, responsável por executar aplicações NCL. Adicionalmente, também é proposta a extensão dos eventos tratados por NCL, para refletir eventos específicos de ambientes 3D, e a incorporação de regiões, baseadas em objetos geométricos 3D, à NCL, com o objetivo de possibilitar a apresentação de objetos de mídia 2D sobre a superfície de objetos 3D. / [en] The world where we live in is physically formed by a three-dimensional space and it is natural human being wants to represent it as faithful as possible. In Web for example there are a lot of efforts in order to support the creation of interactive 3D applications, most of them based on scene graphs and route graphs. Scene graphs have become a standard for modeling spatial 3D applications from a hierarchical and declarative approach. In order to represent the scene graphs behavior, route graphs or imperative languages are more commonly used. As regards Interactive Digital Television (iDTV), on the other hand, there is still a lot of work to be done. Nested Context Language (NCL) is the standard declarative language for Terrestrial Digital Television Systems (ISDB-T) and IPTV (ITU-T), which allows the hypermedia document authoring through a simple and expressiveness approach. Even though NCL does not restrict any type of media object, in its current version (3.0), NCL treats only two-dimensional objects, relating them temporally and spatially. Given the importance of NCL in the iDTV scenario, this research aims discuss how it can also control three-dimensional objects. As a special case, this work discusses how NCL can control composite object behavior represented by scene graphs, discussing its advantages and disadvantages. In order to test what was proposed, an X3D (which is an ISO standard language based on scene graphs) player was incorporated to the Ginga-NCL reference implementation, which is responsible to play NCL applications. Additionally, it is also proposed a new set of NCL events, in order to reflect three-dimensional events, and the incorporation of NCL regions based on three-dimensional geometric, so that the presentation of two-dimensional media objects over 3D object’s surfaces is possible.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:36:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2666511 bytes, checksum: ea015181db046234ba92f7c73f6c3a90 (MD5) Previous issue date: 2010-09-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Ginga is the official specification and standardized middleware for the Brazilian Digital TV System. The complexity demanded by the construction of this layer of software is high, which also increases the complexity of testing. The importance of software testing and its relationship with quality should be emphasized, since this type of system still has a high degree of complexity inherent to its development, mainly due to its specification is recent, and by proposing innovative features. Besides being considered a critical software, since failures in the implementation of middleware can compromise the success of Digital TV as a whole. The middleware is a key player within a Digital TV system since it is he who dictates the rules so that applications can be run on the platform. Thus, the correctness of middleware is of vital importance to enable interactive applications to run successfully. The project CDN Ginga (Ginga Code Development Network) is responsible for developing collaborative and distributed a reference version for PC Ginga. This implementation is based on software components and open to universities and companies. In this context, this paper proposes a process for verification and validation of middleware Ginga, to be deployed in parallel to the process of project development Ginga CDN, facing the common core components (Ginga-CC). For this purpose, we defined a set of tests, which aim to check the operation of middleware, as well as validate the different configurations of components, from middleware Ginga CDN generated by the network. / O middleware Ginga é a especificação oficial e padronizada de middleware para o Sistema Brasileiro de TV Digital. A complexidade demandada na construção dessa camada de software é alta, o que também aumenta a complexidade de se testar. A importância do teste de software e sua relação com a qualidade devem ser enfatizadas, visto que este tipo de sistema ainda possui alto grau de complexidade inerente ao seu desenvolvimento devido, principalmente, por sua especificação ainda ser recente, e por propor funcionalidades inovadoras. Além de ser considerado um software crítico, pois falhas na implementação do middleware podem comprometer o sucesso da TV Digital como um todo. O middleware é uma peça chave dentro de um sistema de TV Digital uma vez que é ele quem dita às regras para que as aplicações possam ser executadas na plataforma. Dessa forma, a corretude do middleware é de vital importância para permitir que as aplicações interativas sejam executadas com sucesso. O projeto Ginga CDN (Ginga Code Development Network) é responsável pelo desenvolvimento colaborativo e distribuído de uma versão de referência para PC do middleware Ginga. Essa implementação é baseada em componentes de software e aberta para universidades e empresas. Neste contexto, este trabalho propõe um processo para verificação e validação do middleware Ginga, para ser implantado em paralelo ao processo de desenvolvimento do projeto Ginga CDN, voltado para componentes do núcleo comum (Ginga-CC). Para tanto, foram definidos um conjunto de testes, os quais visam verificar o funcionamento do middleware, bem como, validar as diferentes configurações de componentes, desde middleware, geradas pela rede Ginga CDN.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:36:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3375471 bytes, checksum: 71af6ca3a3405939c90099d5441d8ad0 (MD5) Previous issue date: 2010-08-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Ginga-NCL environment is responsible for the presentation of declarative (NCL) applications on the Brazilian Digital TV System (SBTVD), and it is also the ITU-T H.761 Recommendation for IPTV middleware. Lua is the scripting language of NCL. ITU-T H. 760 series also defines two sets of NCLua API for the development of IPTV applications: the Core and the Extended API. The Core comprises the basic NCLua API, which are part of the Ginga-NCL original specification for the Brazilian terrestrial DTV system. The Extended aims to provide other relevant functionalities incorporating some of the features commonly present on other imperative environments. This work aims to present a set of Lua APIs named LuaTV, which will be part of the draft specification for the NCLua Extended API. LuaTV features are divided into four functional categories: metadata, with functionalities related to the accessing Digital TV metadata information; security, providing mechanisms for encrypting and authenticating data; multidevices, offering high-level access to resources commonly available on remote devices; and widget, aimed at graphical support to applications. / O ambiente Ginga-NCL é responsável pela apresentação de aplicações declarativas (escritas na linguagem NCL) no Sistema Brasileiro de Televisão Digital (SBTVD), e é também a Recomendação ITU-T H.761 para middlewares IPTV. A linguagem Lua é utilizada como linguagem de scripting da NCL. A série de recomendações ITU-T H.760 define também dois conjuntos de API NCLua para o desenvolvimento de aplicações IPTV: as APIs Core e Extended. A API Core compreende a API NCLua básica, parte integrante da especificação original do ambiente Ginga-NCL no SBTVD. A API Extended tem como objetivo prover outras funcionalidades relevantes incorporando algumas das facilidades encontradas em ambientes imperativos. Este trabalho visa especificar um conjunto de APIs Lua denominado LuaTV, que será parte da especificação inicial para a API NCLua Extended. As facilidades da API são dividas em quatro pacotes funcionais: metadata, com funcionalidades relacionadas ao acesso de metadados presentes em um fluxo de TV Digital; security, que provê mecanismos para encriptação, autenticação e integridade de dados; multidevices, oferecendo acesso em alto-nível a recursos comumente presentes em dispositivos remotos; e widget, que tem como objetivo oferecer suporte ao desenvolvimento de componentes gráficos.

Made available in DSpace on 2014-06-12T16:00:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6831_1.pdf: 1705060 bytes, checksum: f484f79f2d6d29d5317b56ad2c673017 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Com a chegada da TV Digital na sociedade, uma nova perspectiva se abre para que sejam formulados novos conceitos de comunicação e interatividade. Os usuários passam a ser agora parte ativa do processo de comunicação,podendo interagir de forma espontânea ou estimulada. Com essas possibilidades, as emissoras podem criar conteúdos interativos que agreguem mais valor aos diversos gêneros televisivos e tornem a nova tecnologia mais atrativa e, consequentemente, criem novas regras de negócios para empresas. O objetivo deste estudo é identificar qual serviço interativo é mais adequado e um determinado gênero televisivo. Neste trabalho, apresentamos uma pesquisa quantitativa e qualitativa de acordo com abordagem baseada no usuário, relacionando gêneros televisivos específicos com serviços interativos para TV-Digital sobre a plataforma Ginga, através de um estudo exploratório em desenvolvimento a partir das falas de setenta e sete telespectadores (n = 77) que aceitaram participar do estudo, em condições físicas e mentais para responderem os instrumentos. Em seguida, foi aplicado um questionário para a realização de uma análise sóciodemográfica e qualitativa das opiniões dos usuários sobre que tipo de serviço é mais atrativo.Os resultados apreendidos de uma entrevista semi-estruturada foram submetidos aos softwares SPSS 17.0 e Alceste 4.8 Foram apresentados e demonstrados três conteúdos de gêneros televisivos, acrescentados de componentes com serviços interativos desenvolvidos em NCL e Lua, para um universo de telespectadores da cidade de João Pessoa-PB. Os dados coletados e analisados foram interpretados subsidiados do referencial teórico pertinente e apresentados em tabelas, figuras, quadros e temas. Os dados da pesquisa de opinião são apresentados e os resultados são discutidos e analisados,sobre a ótica do usuário.

[pt] A cadeia de trabalho presente na criação, desenvolvimento e transmissão de conteúdo hipermídia compreende vários atores, ambientes e equipamentos, desde o criador do conteúdo, passando pelo programador da aplicação até o operador do serviço de transmissão. Estando cada um desses atores imersos em diferentes ambientes de trabalho, e com papéis específicos na criação e edição do conteúdo a ser entregue ao usuário final. Nos dias de hoje, até mesmo os usuários finais, no caso da TV os telespectadores, estão exigindo ferramentas que possam enriquecer o seu conteúdo local. Uma única ferramenta de autoria não é capaz de atender esses diferentes atores e requisitos. Atualmente, existem ferramentas de autoria focadas em satisfazer uma pequena parte desses atores. Mas, essa pequena parte não é satisfeita em sua plenitude, visto que tais ferramentas foram construídas, muita das vezes, com base apenas em requisitos funcionais. Este trabalho discorre sobre a importância de aspectos não-funcionais no desenvolvimento de novas ferramentas de autoria hipermídia. É proposta uma arquitetura que habilita ferramentas a atingir os requisitos específicos de cada ator no processo de criação de conteúdo hipermídia. Essa arquitetura é sustentada sobre extensibilidade, adaptabilidade, performance e escalabilidade. Visando testar a proposta deste trabalho foi desenvolvida uma ferramenta de autoria para aplicações NCL (Nested Context Language) que tem como base a arquitetura proposta. NCL foi escolhida por ser a linguagem padrão para o sistema declarativo (Ginga-NCL) de TV Digital Terrestre ISDB-TB e recomendação ITU-T para serviços IPTV. NCL permite a autoria de documentos hipermídia por meio de uma abordagem simples e expressiva. / [en] The chain of work present in the creation, development and transmission of hypermedia content includes several actors, environments and equipment, from the content creator, passing by the application developer all the way to the operator of the transmission service. Each of these actors is immersed in different work environments and has specific roles in the creation and editing of content being delivered to the final user. Nowadays, even final users are demanding tools that can enrich their content. A single authoring tool cannot meet these requirements and different actors. Currently, there are authoring tools focused on satisfying a small subset of these actors. But even this small part is not fully satisfied, since these tools were built, most of the times, based only on functional requirements. This work discusses the importance of non-functional aspects in the development of new hypermedia authoring tools. This dissertation proposes an architecture that enables tools to meet the specific requirements of each actor in the process of creating hypermedia content. This architecture relies on extensibility, adaptability, performance and scalability. In order to test the proposal of this work we have developed an authoring tool for applications NCL (Nested Context Language) that is based on the proposed architecture. NCL was chosen because it is the standard language for the declarative system (Ginga-NCL) part of the Terrestrial Digital TV of Brazil ISDB-TB and ITU-T IPTV services. NCL allows the authoring of hypermedia documents in a simple and expressive form.

[pt] O advento da TV Digital traz muitas vantagens, como a melhora da imagem, do som e o suporte à interatividade. Um sistema de TV Digital especifica técnicas de codificação e transmissão de conteúdos televisivos a serem transmitidos das emissoras para os dispositivos receptores dos telespectadores. Um elemento importante definido por tais sistemas é o middleware. No contexto da TV Digital, o middleware oferece uma linguagem de programação a ser usada na criação das aplicações interativas. O middleware especificado pelo Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD), denominado Ginga, é composto por dois ambientes: um declarativo, o Ginga-NCL, e outro imperativo, o Ginga-J. Apenas o uso do Ginga-NCL é obrigatório nos dispositivos portáteis. Dentre as vantagens do Ginga-NCL, ressalta-se o fato da sua linguagem, a NCL, apresentar um conjunto de características que são adequadas para a criação de conteúdo televisivo interativo. É importante, entretanto, realizar uma implementação de referência do Ginga-NCL que sirva como prova de conceito da especificação, ou seja, que mostre a sua viabilidade de uso na prática. Este trabalho apresenta a primeira implementação de referência do Ginga-NCL para dispositivos portáteis, baseada na sua implementação de referência para os terminais fixos. Entre as plataformas estudadas, a do sistema operacional Symbian foi escolhida para a realização da implementação proposta, por apresentar as maiores vantagens. Os problemas encontrados durante o desenvolvimento da implementação proposta são apresentados juntamente com as soluções dadas. Ao final, testes sistêmicos foram usados na identificação e correção de erros da implementação resultante deste trabalho. / [en] The advent of the Digital TV brings many advantages, such as image and sound improvement and interactivity support. A Digital TV system defines codification and transmission techniques for content to be transmitted from broadcasters to receiver devices belonging to viewers. An important element defined for such systems is the middleware. In the Digital TV context, the middleware provides a programming language to be used on the creation of interactive applications. The middleware specified by the Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD), known as Ginga, is composed by two environments: one declarative, the Ginga-NCL, and another imperative, the Ginga-J. Only Ginga- NCL is mandatory in portable devices. Among the advantages of Ginga-NCL, stands out the fact of its language, the NCL, has a set of characteristics that are suitable for creation of interactive television content. However, it is important to make a Ginga-NCL reference implementation that can be used as proof of concept of the specification, which shows its use viability in practice. This work presents the first Ginga-NCL reference implementation for portable devices, based upon its reference implementation for fixed terminals. Among the studied platforms, the one provided by Symbian operating system was chosen to carry out the proposed implementation, since it has the greatest benefits. The problems found during the development of the proposed implementation are presented together with the solutions given. At the end, systemic tests were used on the identification and correction of errors of the implementation resulted from this work.

Este trabalho tem por finalidade aprimorar o Sistema-em-Chip (SoC) desenvolvido para um "Set-Top Box"de Televisão Digital com a capacidade de executar aplicações segundo o Sistema Brasileiro de Televisão Digital (SBTVD) e melhorar o desempenho do novo sistema. A "Rede H.264"e o "GingaCDN", dois projetos desenvolvidos anteriormente relacionados à Televisão Digital, foram utilizados como base para esse trabalho. A Rede H.264 teve como principal objetivo o desenvolvimento de codificadores e decodificadores para o padrão brasileiro. O resultado foi um SoC para "Set-Top Box"que inclui uma interface de usuário, um processador e os decodificadores de áudio e vídeo com suas respectivas interfaces de saída. Por outro lado, o GingaCDN criou uma implementação de referência para o middleware do SBTVD, denominado Ginga. O primeiro passo foi adicionar regras para compilar o Ginga no ambiente de desenvolvimento do SoC, sendo necessárias diversas mudanças na infraestrutura do middleware. O desempenho do sistema é melhorado através de hardware-software codesign onde as primitivas do Ginga que consomem maior tempo de processamento e de processador foram implementadas em hardware. O ganho obtido ocorre devido a dois fatores: o sistema se torna mais rápido e os recursos da CPU são liberados para outras aplicações. Neste trabalho, o alvo foi o subsistema gráfico do middleware, onde o impacto é mais significativo. Um estudo das características do hardware do sistema foi realizado e, então, uma função gráfica foi escolhida e implementada em hardware. Todas as etapas para substituir uma função em software por outra equivalente em hardware são descritas no texto. Entre as contribuições deste trabalho, abre-se espaço para dar continuidade à expansão das capacidades do "Set-Top Box"por meio de módulos de hardware, melhorando a eficiência do SoC para esta aplicação, dito então "Ginga-ready". A experiência pode ser estendida também para auxiliar a geração de middleware para outras plataformas. / This work aims to enhance a System-on-Chip (SoC) designed for Digital Television Set-Top Box in order to run applications according to the Brazilian Television standard (SBTVD) and to increase the performance by hardware. Two previous projects related to the Digital Television, "Rede H.264" and "GingaCDN", were used as base for this work. The "Rede H.264" had as main objective the development of codecs for the Brazilian standard. The result was a SoC for a Set-Top Box which includes a processor, audio and video decoders with output drivers, and user interface. Otherwise, the "GingaCDN" created a reference implementation for the middleware of the SBTVD, called Ginga. The first step was to add rules to compile Ginga on the development environment of the SoC, for which some configuration of the Ginga middleware needed to be changed. Performance improvement was obtained by hardware-software codesign where Ginga primitives that are time and processor consuming could be implemented in hardware. The gain is twofold: the system becomes faster and CPU resources are freed for other applications. In this work, the target was the graphical subsystem primitives of the middleware, where the impact is more significant. A study of the hardware characteristics of the system was made, and then a graphical function was chosen and implemented on hardware. All the steps needed to substitute a software function by an equivalent one implemented in hardware are described in the text. Among the contributions of this work, the way is openned to continue the expansion of the capabilities of the Set-Top Box by efficient hardware modules on a so called "Ginga-ready" SoC. The experience may be useful also to help the generation of the middleware for other platforms.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:36:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2757758 bytes, checksum: 190623edac59a5dd3d056de8a14e2653 (MD5) Previous issue date: 2010-07-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Recently, Brazil has defined its Digital Television standard. One of news in this model is the digitization of content transmitted by the broadcasters, which enables the convergence of applications and Internet services in interactive services for TV. In this sense, middleware for TV is the software which supports the implementation of such applications. The integration of 3D technologies in Digital Television environments extends the possibilities of interactivity and entertainment. Thus, the use of this technology can expand the range of research and business opportunities within the Interactive TV area. This work presents an architecture to support the execution of 3D applications on Digital Television environments. This architecture is based on DTV Brazilian middleware: Ginga. In this work are discussed strategies for integration of 3D technologies through execution and presentation environments of Ginga. Besides the definition of the architecture, this work presents a proof of concept for the new model presented as well as a performance analysis of the proposed solutions. Finally, a comparison is made between the solutions developed in order to determine which strategy is more feasible. / Recentemente o Brasil definiu seu padrão de TV Digital. Uma das novidades neste novo modelo é a digitalização do conteúdo transmitido pelas emissoras, que permite a convergência de aplicações e serviços de internet em serviços interativos para TV. Neste sentido, o middleware para TV é o software responsável por oferecer suporte à execução de tais aplicativos. A integração de tecnologias 3D a ambientes de TV Digital estende as possibilidades de interatividade e entretenimento. Através do uso deste tipo de tecnologia é possível ampliar o conjunto de possibilidades de pesquisa e negócios no âmbito da TV Interativa. Este trabalho apresenta uma arquitetura de suporte à execução de aplicações tridimensionais em ambientes de TVDI. Tal arquitetura é baseada no middleware brasileiro de TVDI: Ginga. Neste trabalho são discutidas as estratégias de integração de tecnologias 3D através dos ambientes de execução e apresentação do Ginga. Além da definição da arquitetura, este trabalho apresenta uma prova de conceito para o novo modelo apresentando, bem como uma análise de desempenho das soluções propostas. Por fim, é feita um estudo comparativo entre as soluções desenvolvidas, a fim de definir qual estratégia é mais viável.

Este trabalho tem por finalidade aprimorar o Sistema-em-Chip (SoC) desenvolvido para um "Set-Top Box"de Televisão Digital com a capacidade de executar aplicações segundo o Sistema Brasileiro de Televisão Digital (SBTVD) e melhorar o desempenho do novo sistema. A "Rede H.264"e o "GingaCDN", dois projetos desenvolvidos anteriormente relacionados à Televisão Digital, foram utilizados como base para esse trabalho. A Rede H.264 teve como principal objetivo o desenvolvimento de codificadores e decodificadores para o padrão brasileiro. O resultado foi um SoC para "Set-Top Box"que inclui uma interface de usuário, um processador e os decodificadores de áudio e vídeo com suas respectivas interfaces de saída. Por outro lado, o GingaCDN criou uma implementação de referência para o middleware do SBTVD, denominado Ginga. O primeiro passo foi adicionar regras para compilar o Ginga no ambiente de desenvolvimento do SoC, sendo necessárias diversas mudanças na infraestrutura do middleware. O desempenho do sistema é melhorado através de hardware-software codesign onde as primitivas do Ginga que consomem maior tempo de processamento e de processador foram implementadas em hardware. O ganho obtido ocorre devido a dois fatores: o sistema se torna mais rápido e os recursos da CPU são liberados para outras aplicações. Neste trabalho, o alvo foi o subsistema gráfico do middleware, onde o impacto é mais significativo. Um estudo das características do hardware do sistema foi realizado e, então, uma função gráfica foi escolhida e implementada em hardware. Todas as etapas para substituir uma função em software por outra equivalente em hardware são descritas no texto. Entre as contribuições deste trabalho, abre-se espaço para dar continuidade à expansão das capacidades do "Set-Top Box"por meio de módulos de hardware, melhorando a eficiência do SoC para esta aplicação, dito então "Ginga-ready". A experiência pode ser estendida também para auxiliar a geração de middleware para outras plataformas. / This work aims to enhance a System-on-Chip (SoC) designed for Digital Television Set-Top Box in order to run applications according to the Brazilian Television standard (SBTVD) and to increase the performance by hardware. Two previous projects related to the Digital Television, "Rede H.264" and "GingaCDN", were used as base for this work. The "Rede H.264" had as main objective the development of codecs for the Brazilian standard. The result was a SoC for a Set-Top Box which includes a processor, audio and video decoders with output drivers, and user interface. Otherwise, the "GingaCDN" created a reference implementation for the middleware of the SBTVD, called Ginga. The first step was to add rules to compile Ginga on the development environment of the SoC, for which some configuration of the Ginga middleware needed to be changed. Performance improvement was obtained by hardware-software codesign where Ginga primitives that are time and processor consuming could be implemented in hardware. The gain is twofold: the system becomes faster and CPU resources are freed for other applications. In this work, the target was the graphical subsystem primitives of the middleware, where the impact is more significant. A study of the hardware characteristics of the system was made, and then a graphical function was chosen and implemented on hardware. All the steps needed to substitute a software function by an equivalent one implemented in hardware are described in the text. Among the contributions of this work, the way is openned to continue the expansion of the capabilities of the Set-Top Box by efficient hardware modules on a so called "Ginga-ready" SoC. The experience may be useful also to help the generation of the middleware for other platforms.

Este trabalho tem por finalidade aprimorar o Sistema-em-Chip (SoC) desenvolvido para um "Set-Top Box"de Televisão Digital com a capacidade de executar aplicações segundo o Sistema Brasileiro de Televisão Digital (SBTVD) e melhorar o desempenho do novo sistema. A "Rede H.264"e o "GingaCDN", dois projetos desenvolvidos anteriormente relacionados à Televisão Digital, foram utilizados como base para esse trabalho. A Rede H.264 teve como principal objetivo o desenvolvimento de codificadores e decodificadores para o padrão brasileiro. O resultado foi um SoC para "Set-Top Box"que inclui uma interface de usuário, um processador e os decodificadores de áudio e vídeo com suas respectivas interfaces de saída. Por outro lado, o GingaCDN criou uma implementação de referência para o middleware do SBTVD, denominado Ginga. O primeiro passo foi adicionar regras para compilar o Ginga no ambiente de desenvolvimento do SoC, sendo necessárias diversas mudanças na infraestrutura do middleware. O desempenho do sistema é melhorado através de hardware-software codesign onde as primitivas do Ginga que consomem maior tempo de processamento e de processador foram implementadas em hardware. O ganho obtido ocorre devido a dois fatores: o sistema se torna mais rápido e os recursos da CPU são liberados para outras aplicações. Neste trabalho, o alvo foi o subsistema gráfico do middleware, onde o impacto é mais significativo. Um estudo das características do hardware do sistema foi realizado e, então, uma função gráfica foi escolhida e implementada em hardware. Todas as etapas para substituir uma função em software por outra equivalente em hardware são descritas no texto. Entre as contribuições deste trabalho, abre-se espaço para dar continuidade à expansão das capacidades do "Set-Top Box"por meio de módulos de hardware, melhorando a eficiência do SoC para esta aplicação, dito então "Ginga-ready". A experiência pode ser estendida também para auxiliar a geração de middleware para outras plataformas. / This work aims to enhance a System-on-Chip (SoC) designed for Digital Television Set-Top Box in order to run applications according to the Brazilian Television standard (SBTVD) and to increase the performance by hardware. Two previous projects related to the Digital Television, "Rede H.264" and "GingaCDN", were used as base for this work. The "Rede H.264" had as main objective the development of codecs for the Brazilian standard. The result was a SoC for a Set-Top Box which includes a processor, audio and video decoders with output drivers, and user interface. Otherwise, the "GingaCDN" created a reference implementation for the middleware of the SBTVD, called Ginga. The first step was to add rules to compile Ginga on the development environment of the SoC, for which some configuration of the Ginga middleware needed to be changed. Performance improvement was obtained by hardware-software codesign where Ginga primitives that are time and processor consuming could be implemented in hardware. The gain is twofold: the system becomes faster and CPU resources are freed for other applications. In this work, the target was the graphical subsystem primitives of the middleware, where the impact is more significant. A study of the hardware characteristics of the system was made, and then a graphical function was chosen and implemented on hardware. All the steps needed to substitute a software function by an equivalent one implemented in hardware are described in the text. Among the contributions of this work, the way is openned to continue the expansion of the capabilities of the Set-Top Box by efficient hardware modules on a so called "Ginga-ready" SoC. The experience may be useful also to help the generation of the middleware for other platforms.