一種液晶電視平臺架構(gòu)的系統(tǒng)方案的設(shè)計和實現(xiàn)
出處:zhebolv 發(fā)布于:2011-09-05 13:36:51
在科技日趨數(shù)字化的今天,數(shù)字電視以提高無線頻段資源、圖形質(zhì)量和由被動式觀看到主動式的VOD點播等優(yōu)點必然會吞噬傳統(tǒng)模擬電視市場。盡管數(shù)字電視從上世紀90年代就開始進入人們的視野,但是直到現(xiàn)在,數(shù)字電視還是未能在范圍內(nèi)取代模擬電視,這個吸引人的市場在通向光明的道路上顯得有些步履蹣跚。
簡單說來,數(shù)字電視就是信源在采集、編輯、傳播、接收和顯示等整個廣播鏈路中都保持數(shù)字化。數(shù)字電視的信源初基本都采用MPEG2編碼,現(xiàn)在則有MPEG4、H.26?、AVS等標準,信道編碼由于涉及了太多的變量,各國針對自身的情況采用不同的調(diào)制方式,比如QPSK、COFDM、VSB和QAM等,顯得相當(dāng)?shù)膹?fù)雜。由此產(chǎn)生了DVB、ATSC、ISDB 、T-DMB和DMB-TH、CMMB等。
但是,中國、歐洲、北美、日本等市場的模擬電視和數(shù)字電視標準都不同,各地區(qū)還分別有一些特別規(guī)定,例如歐洲市場要求支持圖文、麗音(NICAM)、SCART接口等,北美市場要求支持CC(Closed Caption)、VCHIP等。因此,芯片提供商和電視生產(chǎn)商必須解決的問如何在同一平臺上開發(fā)出不同的產(chǎn)品并避免重復(fù)開發(fā)工作,簡化硬件軟件設(shè)計,減少研發(fā)投入資金,為產(chǎn)品的升級和兼容提供方便,縮短產(chǎn)品上市時間;同時又能在同一條生產(chǎn)線上生產(chǎn)出滿足各地區(qū)不同標準和特殊要求的電視機的問題。
另一方面,LCD TV市場的競爭越來越激烈,如何開發(fā)出成本更低、設(shè)計周期更短、性價比更高和更具競爭力的產(chǎn)品對LCD TV電視設(shè)計人員提出了極大的挑戰(zhàn),同時,也給芯片供應(yīng)商帶來了更多的機遇和挑戰(zhàn)。因此,集成度更高、使用更簡單、維護更方便、性價比更高的芯片將更多地贏得電視廠商的青睞。

圖1:MST9X88 LCD TV平臺架構(gòu)的系統(tǒng)框圖,MST9X88只需增加少量元器件就可構(gòu)成一個完整的LCD TV系統(tǒng)
作為一家重要的LCD TV芯片供應(yīng)商,MSTAR公司提供了一整套從小尺寸、中尺寸到大尺寸,從低端、中端到高端的LCD TV解決方案,這些芯片都具有可支持平臺、可擴展、集成度高、開發(fā)維護簡單、性價比高等優(yōu)點,因而成為眾多生產(chǎn)廠家競相采用的LCD TV解決方案。其中,MST9X88是一款高集成度、高性價比的芯片,它集成有高性能的圖像縮放模塊、3D視頻信號解碼器、微控制器(MCU)和OSD產(chǎn)生器、NICAM及BTSC麗音解碼器、圖文解碼器、HDMI接收器、高性能的3路10位ADC、3D隔行逐行轉(zhuǎn)換等功能模塊,MST9X88采用256腳PQFP封裝,因此硬件實現(xiàn)簡單,采用雙面PCB就可以滿足設(shè)計要求。

圖2:MST9X88的高速模擬輸入部分(ADC)
MST9X88 LCD TV平臺架構(gòu)
MST9X88 LCD TV平臺架構(gòu)如圖1所示。MST9X88只需增加少量元器件就可構(gòu)成一個完整的LCD TV系統(tǒng)。
1.TV解調(diào)部分
一個RF模擬電視信號經(jīng)過調(diào)諧器解調(diào)、混頻成IF信號,再進入中頻放大器IC,經(jīng)過中頻放大、解調(diào),輸出CVBS視頻信號,傳送給MST9X88,同時,也將解調(diào)出來的第二伴音中頻信號和音頻信號傳送給MST9X88.
當(dāng)然,客戶也可以直接采用一體化的調(diào)諧器,這樣可以更便于開發(fā)和生產(chǎn),還能縮短開發(fā)周期,但另一方面也將增加整個BOM成本。因此在演示板上,我們采用調(diào)諧器+中頻放大器的方式,從而使整個方案的性價比和競爭力得到進一步提高。

圖3:MST9X88的調(diào)試工具界面
2.高速模擬輸入
MST9X88具有三路高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)輸入端口(圖2)。這三個ADC輸入端口是完全等同的,每一路都可支持電腦格式的VGA、XGA輸入,高清信號的SDTV、HDTV輸入,可支持1080P、UXGA輸入,戶可隨意組合和應(yīng)用,十分靈活方便。如果設(shè)計針對國內(nèi)市場的機型,則可以采用一路作VGA輸入,兩路作HDTV的輸入,或者一路作VGA輸入,一路作HDTV的輸入,一路作內(nèi)置DVD、讀卡器或USB的輸入。如果設(shè)計針對歐洲市場的機型,則可以一路作VGA輸入,一路作HDTV輸入,另一路作FULLSCART的RGB輸入??傊?,不論是面向中國市場還是歐洲市場,三路ADC輸入端口完全可以滿足需求。
3.模擬視頻輸入
MST9X88具有四路復(fù)合視頻(CVBS)輸入,2路S端子(YC)輸入,資源非常豐富。通常情況下,一路CVBS輸入作為TV輸入,另外的兩路為后AV輸入,另外的一路作為側(cè)AV輸入。S端子輸入也一樣,一路作后S端子,一路作側(cè)S端子。在目前的機中,可支持三路AV和兩路S端子的機器仍然比較少,一般都是兩路AV和一路S端子。
如果要設(shè)計針對歐洲市場的機型,MST9X88模擬視頻輸入的資源也綽綽有余,它可支持一路FULL SCART和一路普通SCART.
MST9X88中集成有高性能的3D視頻解碼器,相對傳統(tǒng)的2D視頻解碼器來說,無論是YC的分離的干凈程度,還是畫面的清晰度方面,它都具有很大的優(yōu)勢。MST9X88能夠支持現(xiàn)有的所有彩色制式的解碼,包括NTSC M、NTSC-J、NTSC-4.43、PAL(B、D、G、H、M、N、I、Nc)和SECAM.

圖4:MST9X88的ISP工具界面
4.高清晰多媒體接口(HDMI)輸入
MST9X88集成有一路HDMI接收器,同時還兼容DVI/HDCP接收標準。MST9X88可支持高達165MHZ的帶寬,完全符合HDMI 1.2的標準,可支持1080P的輸入,另外,它還支持長線功能,多可支持長達30M的長線,完全可以滿足一般和特殊用途要求。
5.第二伴音中頻解調(diào)(SIF)
由于MST9X88是面向平臺的芯片解決方案,所以有可能會將歐洲的麗音和美國立體聲(BTSC)的聲音解調(diào)器集成進去。它支持兩路的SIF輸入,同時還支持A2/EIA-J、FM立體聲及SAP的解調(diào)和解碼,因此外部無需增加任何音頻解碼芯片就可實現(xiàn)解調(diào)麗音和美國立體聲的功能,以進一步簡化硬件電路的設(shè)計。但考慮到一般客戶不會要求同時支持麗音和美國立體聲,為進一步節(jié)省成本,可將支持麗音和支持美國立體聲的芯片分開,即MST9E88和MST9U88,但兩者的管腳兼容。使用和擴展也非常方便,無需改動任何硬件,只需對軟件做一些相應(yīng)的改動即可。

圖5:MST9X88 ISP口和VGA口的連接,通過TXD、RXD來實現(xiàn)VGA口和MST9X88的硬件連接
6.聲音輸入輸出和處理
同樣, MST9X88也集成了聲音處理部分,它多可支持4路立體聲(L/R)和一路單聲道輸入,其中單聲道主要是為TV輸入提供的。另外,它還支持I2S和SPDIF的輸入。對于HDMI,可支持采樣頻率為32K、44.1K、48KHz.
在輸出方面,它內(nèi)置了音頻DAC和一個線性輸出,一路重低音輸出,同時還有I2S和S/PDIF輸出。在音效處理方面,MST9X88具有音量、平衡、低音、高音、靜音、均衡器、假立體聲和環(huán)繞聲等功能。
7.音頻功放輸出規(guī)格
MST9X88 DEMO BOARD上采用的是傳統(tǒng)的AB類功放(ST公司的TDA7266SA),在VCC=11V,RL=8,THD=10%的情況下,可以達到7WX2的功率,此外還可以提供一路耳機輸出。
8.串行閃存電路
MST9X88系統(tǒng)中所運行的程序存儲在外部串行閃存PS25LV040內(nèi),PS25LV040具有512KB的存儲空間,對目前一般的電視平臺來說已經(jīng)足夠了。此外,它與MST9X88只需4線連接,SO8封裝節(jié)省了PCB空間,在價格上也比并行閃存便宜。
9.按鍵和遙控
MST9X88內(nèi)置有MCU,同時內(nèi)置了4個低速ADC端口,所以可用兩個或兩個以上的ADC作為按鍵口,可實現(xiàn)8個以上的按鍵,完全可以滿足用戶的需要。
此外,MST9X88還內(nèi)置了一個外部中斷以實現(xiàn)遙控功能,它可以支持所有的遙控編碼,例如:NEC、RC-5、MITSUBISHI、PANASONIC、JVC等。如果是NEC碼,還可以使用MST9X88內(nèi)部的硬件解碼器來解碼,更加方便和快捷。
10.升級和維護
MST9X88中內(nèi)置的MCU為51內(nèi)核,因此系統(tǒng)的調(diào)試,完善和維護非常簡單和方便,圖3顯示了 MST9X88的調(diào)試工具,通過它可以很方便地跟蹤MST9X88中的一些寄存器和程序運行的信息。
同樣,MST9X88也能實現(xiàn)在線升級(ISP)功能,這使得后期的生產(chǎn)和維護非常方便,并且客戶可以通過本機自帶的VGA端子輕松實現(xiàn)ISP功能,萬一生產(chǎn)的時候出現(xiàn)問題,也免除了拆機和裝機帶來的麻煩和低效率。圖4即為MST9X88的ISP工具,圖5表示MST9X88 ISP口和VGA口的硬件連接關(guān)系,主要是通過TXD、RXD來實現(xiàn)VGA口和MST9X88的硬件連接。
,MST9X88還集成了高性能的縮放模塊,3D隔行逐行轉(zhuǎn)換處理,支持電影模式,3:2、2:2下拉功能,以及圖文、CC、VCHIP等。
本文小結(jié)
基于MST9X88開發(fā)出的LCD TV,可以針對歐洲、美國市場需要,換用管腳兼容的芯片,使產(chǎn)品兼容市場的要求。其中,MST718BE是針對歐洲市場開發(fā)的,具有圖文,麗音功能;MST7181BU是針對美國市場開發(fā)的,支持CCD和Vchip功能。由于Mstar公司已將這些功能集成在芯片硬件DSP中,開發(fā)商可直接在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上構(gòu)建其應(yīng)用層,并對其進行調(diào)用。對于MST9X88, Mstar公司還提供成熟的底層軟件平臺,能加快LCD TV 軟件的開發(fā)進度。
通過以上說明可知,構(gòu)建定制的LCD電視信號處理平臺并非難事。為進一步推動對LCD TV的研發(fā),Mstar公司現(xiàn)已設(shè)計出并提供 基于MST9X88的LCD平臺演示板,可作為參考設(shè)計和效果演示工具。該演示板是一個針對市場的LCD TV平臺,支持圖文、麗音功能,而通過換用管腳兼容的同型芯片,則還能支持CCD和Vchip功能。
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