基于TVP9000的高清數(shù)字電視設(shè)計

不管是受摩爾定律還是消費者需求的推動，當(dāng)前電視機對性能的要求大幅提升。具有數(shù)據(jù)處理量是標準清晰度(SD)電視格式6倍的1,080像素高清晰度(HD)格式、管理DTV、IPTV以及視頻會議廣播、處理杜比AC-3、MPEG以及其它音頻格式等，都已迅速成為數(shù)字電視(DTV)的必備功能。

除了與音視頻與輸入信號格式有關(guān)的技術(shù)要求外，數(shù)字電視還涉及幾種顯示方式：前投、背投、DLP、LCD、等離子以及 CRT等。不管是通過手表內(nèi)置的1英寸顯示器觀看電視，還是使用將整個墻面用作顯示屏的投影系統(tǒng)，這種顯示尺寸和性能的組合都是豐富多樣的。

盡管目前銷售的每臺數(shù)字電視從尺寸、形狀、大小來說各不相同，銷售人員對不同型號的介紹也大不一樣，但是數(shù)字電視機內(nèi)部的基本結(jié)構(gòu)卻十分相似?？傮w說來，DTV可大致分為以下幾個主要部分：顯示器(與驅(qū)動器)、內(nèi)核媒體引擎、音頻解碼與處理、視頻解碼與處理、高頻頭電路、接口模塊和電源等。

圖1是高清晰度數(shù)字電視(HDTV)在半導(dǎo)體功能層面上的基本結(jié)構(gòu)圖。這些元件大多數(shù)都可以從同一家公司獲得，從而能在確保兼容性的同時加快設(shè)計周期，更快地將產(chǎn)品推向市場。德州儀器(TI)不僅提供開發(fā) HDTV 所需的幾乎所有半導(dǎo)體元件，而且還組建了專門的工作小組，以推進音視頻與 DLP 技術(shù)的發(fā)展，改善用戶的電視體驗。TI的TMS320DM644x系列、達芬奇數(shù)字媒體處理器和其它內(nèi)核處理功能，以及豐富的高性能模擬元件具有集成度高、靈活性高及方便易用的特點，可以滿足快速發(fā)展的DTV市場需求。充分利用高性能音視頻編解碼器、圖形加速功能、通信與支持服務(wù)，對開發(fā)滿足家庭娛樂體驗需求的融合應(yīng)用至關(guān)重要。

圖1：典型的數(shù)字電視系統(tǒng)可大致分為顯示器(與驅(qū)動器)、內(nèi)核媒體引擎、音頻解碼與處理、視頻解碼與處理、高頻頭電路、接口模塊和電源等主要部分。

視頻解決方案

消費者觀賞電視節(jié)目時最重視的或許是視頻體驗。畫面的分辨率、亮度、對比度、清晰度等因素都會影響用戶的真實體驗。電視機是否支持多種ATSC DTV格式、NTSC與PAL解碼、復(fù)合視頻信號與S視頻信號輸入，以及2D自適應(yīng)濾波技術(shù)等也非常關(guān)鍵。隨著HDTV技術(shù)的不斷發(fā)展，支持1080i分辨率和3D自適應(yīng)濾波也將成為標準功能。在圖1中的方案中，TI 提供視頻解碼器系列(如TVP5160)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)(如TVP7001)、視頻緩沖器(如TIV7327)等各種在滿足系統(tǒng)成本目標的同時提供高性能的產(chǎn)品。

圖 2 給出了TVP5160視頻解碼器的數(shù)據(jù)流路徑，該器件可處理NTSC、PAL、SECAM、 S-Video、SCART、YpbPr、RGB、480p及其它輸入格式的信號。DTV應(yīng)當(dāng)具備這種靈活性，以確保一種型號的產(chǎn)品能適應(yīng)實的任意設(shè)置。DTV解碼器的典型特性包括同步、消隱、場、活動視頻窗口、水平與垂直同步、時鐘、同步鎖相(針對下行視頻編碼器同步)、主機CPU中斷以及可編程邏輯I/O信號等，這些都是除視頻數(shù)據(jù)輸出和先進的場消隱期(VBI)數(shù)據(jù)恢復(fù)之外，應(yīng)當(dāng)具備的功能。TI的某些視頻解碼器還具備另外一個特性，即能支持VBI數(shù)據(jù)處理器(VDP)，可對電視圖文廣播、隱藏式字幕(CC)及其它VBI數(shù)據(jù)進行分割、解析和故障檢查。內(nèi)置的FIFO不僅能夠存儲多達11行的電視文字廣播數(shù)據(jù)，而且利用適當(dāng)?shù)闹鳈C端口同步信號，還可進行全屏電視文字廣播搜索。TVP5146M2解碼器可以通過輸出格式器，傳輸兩倍的原始采樣亮度數(shù)據(jù)，以便進行主機VBI處理。

就信號鏈路中的ADC而言，TVP700x系列ADC具有多種優(yōu)勢。它們不僅能夠進一步降低抖動，提高視頻系統(tǒng)的圖形質(zhì)量，還支持PC與 HD視頻輸出所需的更高帶寬等。這種8/10位三通道ADC的速率高達165Msps，并提供豐富的視頻功能，非常適用于商用投影儀、電視機以及機頂盒等應(yīng)用。

最后，我們還要將視頻信號鏈的輸出分辨率與顯示屏的功能及輸入信號的分辨率相匹配，以便優(yōu)化視頻設(shè)計。過去，對于分辨率較低的CRT電視而言，采用性能較低的前端尚可為人們所接受，但就當(dāng)前顯示屏的分辨率而言，任何模擬前端的噪聲或失真都會對DTV屏幕上的圖像造成明顯的影響。

(點擊放大圖片)圖2：解碼器數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)圖