Este documento discute a arquitetura de um set-top box, o aparelho receptor da TV digital, descrevendo seus principais componentes como sintonizador, demodulador, demultiplexador e decodificadores. Também aborda brevemente a história da implementação da TV digital no Brasil.

1. Arquitetura do Set-Top Box e o Sistema de TV Digital
Ramon A. Oliveira1, Caio1
1
Análise e desenvolvimento de Sistemas – Instituto Federal de Educação, Ciência e
Tecnologia do estado da Bahia (IFBA) – Salvador – BA – Brasil
{ramon.oliveirah,nextc3}@gmail.com
Abstract. This article is about the TV Digital, discussing the architecture of a
set-top box receiver and converter for analog TV Digital, focusing on its
processing capacity. And finally shows a bit of its history in Brazil.
Resumo. Este artigo trata da TV Digital, abordando a arquitetura de um Set-
Top Box, aparelho receptor e conversor de TV Digital para sinal analógico,
focando na sua capacidade de processamento. E por fim mostra um pouco da
sua trajetória no Brasil.
1. Introdução
O termo TV Digital consiste na transmissão digital dos sinais de TV de uma emissora até
um aparelho receptor. Sinal estável, imagem em alta definição, som límpido e a
possibilidade de interação são algumas das vantagens da TV digital. Mas para que
possamos ter acesso a todas elas precisamos de uma camada de hardware muito
especifica.
O Set-Top Box é o aparelho que, conectado à TV, permite a visualização do
sinal digital no aparelho de TV analógico convencional. Mas pelo fato de manipular
dados além de áudio e vídeo digitais, parte da arquitetura de um set-top box é muito
similar a de um computador pessoal, como será vista e descrita a seguir.
2. Arquitetura do Set-Top Box
Os principais componentes de hardware para que um set-top box possa desempenhar as
funcionalidades mínimas estão descritos abaixo.
2.1. Sintonizador
No caso do set-top box para recepção de radiodifusão terrestre, o sintonizador seleciona
um canal de VHF ou UHF (de 6 MHz, no caso do Brasil) onde existe informação de
áudio e vídeo. O sintonizador converte o sinal de radiofrequência para sinal banda base
codificado.
2.2. Demodulador
A função do demodulador é amostrar o sinal sintonizado e convertê-lo em feixes de bits
denominados Transport Stream, que contém vídeo, áudio e dados codificados. Uma vez
que o stream é recuperado, é feita uma checagem de erros para então encaminhar o
stream ao demultiplexador.

2. 2.3. Demultiplexador
Um stream de dados codificados no padrão MPEG-2 – Moving Picture Experts Group -
Consiste de pacotes de dados unicamente identificados por um PID (Packet Id)
numérico. O demultiplexador examina todos os identificadores, seleciona pacotes
específicos, descriptografa e encaminha para um decodificador específico. Por exemplo,
todos os pacotes com identificador de vídeo serão encaminhados para o decodificador de
vídeo. O mesmo ocorre para áudio e dados.
2.4. Decodificador de Vídeo
Um decodificador de vídeo transforma os pacotes de vídeo em sequência de imagens a
serem exibidas no monitor de TV, formatando em diferentes resoluções de tela. Na saída
de um codificador de vídeo existe um microprocessador gráfico, cuja função é renderizar
(desenhar) arquivos gráficos de aplicações interativas ou mesmo páginas da Internet.
Uma vez renderizado, o arquivo gráfico é usado para sobrepor o vídeo exibido por um
programa TV.
2.5. Decodificador de Áudio
O stream de áudio comprimido é enviado para o decodificador de áudio para
descompressão. A saída pode ser um áudio em formato analógico (estéreo / mono) ou
digital.
2.6. Memória
O módulo de memória no Set-Top Box é implementado em um chip, sendo ele
responsável por uma porcentagem substancial do preço do aparelho. Componentes como
máquina gráfica, decodificador de vídeo e etc., precisam da memória principal para
executar suas funções. Para uma boa recepção, sem pausas na transmissão também é
necessário um buffer de memória.
2.7. Processamento de Dados
Para processar os dados de um programa interativo ou aplicação, o set-top box possui
elementos similares a um computador pessoal, com processador, memórias, dispositivos
de armazenamento etc.
2.8 Interfaces físicas
Por ser uma tecnologia ainda em evolução, as possibilidades de escolha de interfaces
físicas para o set-top box crescem rapidamente, modens, USB, Controle Remoto, e
diversas interfaces multimídia de alta velocidade, são alguns exemplos.

3. Figura 1. Esquema da arquitetura do set-top box
3. Processadores
O Processador, ou CPU, é o cérebro do set-top box, tendo ele a função de inicializar os
vários componentes de hardware, monitorar e gerenciar hardware, carregar dados e
instruções da memória e executar programas.
Os processadores contêm uma unidade lógico-aritmética para cálculos e
operações lógicas, uma unidade de controle para processar dados de entrada e processar
instruções e um clock, cuja função é sincronizar todas as partes do set-top box. A
frequência do clock determina a velocidade do processador em MHz.
As ações do usuário, bem como instruções dos programas em execução, são
interpretadas e executadas pelo processador. Um barramento conecta o processador aos
demais dispositivos que recebem dados ou instruções, bem como às interfaces físicas.
Alguns dos chips da CPU mais populares disponíveis para set-top box pertencem
às seguintes famílias: ARM (Advanced Risc Machines), MIPS (Philips e NEC),
PowerPC (IBM e Motorola), Sparc Risc (Sun Microsystems), STx0 (ST
Microeletronics), SH-4 Series (Hitachi) e x86 (Intel).
4. Memória
Como vimos, a memória é responsável não só por parte substancial do custo do
aparelho, como também pelo rendimento do mesmo, a memória juntamente com o
processador distingue o nível do aparelho. Assim como nos computadores são usadas
dois tipos de memória principal, a RAM e a ROM.
4.1. RAM
A RAM (memória de acesso aleatório) é utilizada para o fluxo de dados entre o
processador e os demais componentes de hardware. Existem dois tipos de RAM em um
Set-Top Box a DRAM (Dinamic RAM) e SRAM (Static RAM), ambas voláteis, ou seja,
perdem todo o conteúdo quando o aparelho é desligado.

4. 4.2. ROM
A ROM é um tipo de memória não volátil, uma vez que um dado é gravado, ele não
pode ser retirado. Alguns set-top boxes possuem EEPROM(Electrically Erasable
Programmable Read Only Memory) e memória flash, que são variações da tecnologia
ROM.
4.1.1. EEPROM
As EEPROM são memórias usadas para armazenar controles e informações de
inicialização. O dado é armazenado permanentemente, mesmo que o STB seja desligado.
A pode ser apagada via hardware.
4.1.2. Memória Flash
A memória flash tem funções parecidas com a EEPROM. A diferença é que a flash pode
ser apagada e reprogramada em bloco de dados, ao invés de um byte por vez, o que
resulta em maior velocidade. Permitindo que possam ser feitas atualizações do sistema
operacional e de aplicações de software residente através da rede, sem visitar fisicamente
o usuário.
A memória flash também pode ser usada para armazenar informações específicas
do usuário, para a personalização de suas preferências e marketing, possibilitando assim
um conteúdo mais direcionado a personalidade do telespectador.
4.3. Disco Rígido
O uso de disco rígidos em um set-top box permite que o usuário tenha controle sobre a
programação recebida, podendo gravar, reproduzir e copiá-la quando necessário.
Podendo ser implementados recursos semelhantes aos de um vídeo-cassete, como
pausa, fast forward, play e etc.
Essa funcionalidade criou um novo paradigma na transmissão televisiva, de forma
que atualmente existem muitos estudos tecnológicos para que se possa garantir a
propriedade intelectual dos conteúdos.
5. O sistema de TV digital brasileiro
As pesquisas para desenvolvimento da TV digital começaram no final da década 1980,
em países europeus, nos Estados Unidos e Japão. Porém no Brasil, as primeiras
pesquisas sobre o tema, só foram feitas a partir de 1994, pela Sociedade Brasileira de
Engenharia de Televisão – SET e a Associação Brasileira de emissoras de Radio e
Televisão – ABERT. Desde então, os estudos sobre a passagem do atual sistema de
radiodifusão analógico para o padrão digital não param.
Em 1998 a Agencia Nacional de Telecomunicações – ANATEL iniciou um
processo de escolha de padrão da TV digital brasileira. A principio idéia era testar os três
sistemas existentes (o europeu, o americano e o japonês) e escolher um deles. Todos os
testes chegaram a ser feitos, mas o pronunciamento oficial sobre o padrão a ser adotado
só seria dado após a posse do novo governo em 2003.
Porém, a fim de construir uma plataforma multimídia rica em recursos e
funcionalidades, estrategicamente visando o desenvolvimento nacional, o novo governo,

5. ideologicamente diferente do anterior, dá uma nova direção ao processo, decidindo por
um modelo próprio de televisão digital. Assim foi instituído o SBTVD (Sistema
Brasileiro de TV Digital).
Contudo, no fim de 2005, as verbas para a pesquisa foram suspensas e em julho
de 2006 foi decretado que a solução seria baseada no padrão de modulação japonês, mas
com a promessa de incorporação de tecnologias nacionais, agregando soluções
desenvolvidas para atender às nossas necessidades.
Já em 2 de dezembro de 2007, A TV digital aberta estreou no Brasil em com
transmissões na cidade de São Paulo, e hoje o estagio é de transição, cabendo ainda
muito estudo.
Referências
Mendes, Luciano Leonel; Faloso, Sandro Adriano . (2000) “Introdução a Televisão
Digital”, INATEL, Santa Rita do Sapucaí, MG, Brasil.
Montez, Carlos;Becker, Valdecir. (2005) “TV Digital Interativa: Conceitos, desafios, e
perspectivas para o Brasil”,Editora UESC, 2ed,Florianópolis, Brasil.
Piccolo, L. Schibelsky Godoy. (2010) “Arquitetura do Set-top Box para TV Digital
Interativa”,Instituto de Computação - Unicamp., Brasil.
Tonieto, Márcia Terezinha. (2006) “Sistema Brasileiro de TV Digital – SBTVD Uma
Análise Politica e Tecnológica na Inclusão Social ”, Centro Federal de Educação
Tecnológica do Ceará, Fortaleza, CE, Brasil.