基于TVP9000的高清數(shù)字電視設(shè)計(jì)

不管是受摩爾定律還是消費(fèi)者需求的推動(dòng)，當(dāng)前電視機(jī)對(duì)性能的要求大幅提升。具有數(shù)據(jù)處理量是標(biāo)準(zhǔn)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(huì)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(hào)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(guò)手表內(nèi)置的1英寸顯示器觀看電視，還是使用將整個(gè)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(tái)數(shù)字電視從尺寸、形狀、大小來(lái)說(shuō)各不相同，銷售人員對(duì)不同型號(hào)的介紹也大不一樣，但是數(shù)字電視機(jī)內(nèi)部的基本結(jié)構(gòu)卻十分相似?？傮w說(shuō)來(lái)，DTV可大致分為以下幾個(gè)主要部分：顯示器(與驅(qū)動(dòng)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(shí)加快設(shè)計(jì)周期，更快地將產(chǎn)品推向市場(chǎng)。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(jìn)音視頻與 DLP 技術(shù)的發(fā)展，改善用戶的電視體驗(yàn)。TI的TMS320DM644x系列、達(dá)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(diǎn)，可以滿足快速發(fā)展的DTV市場(chǎng)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(duì)開發(fā)滿足家庭娛樂(lè)體驗(yàn)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(dòng)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(fèi)者觀賞電視節(jié)目時(shí)最重視的或許是視頻體驗(yàn)。畫面的分辨率、亮度、對(duì)比度、清晰度等因素都會(huì)影響用戶的真實(shí)體驗(yàn)。電視機(jī)是否支持多種ATSC DTV格式、NTSC與PAL解碼、復(fù)合視頻信號(hào)與S視頻信號(hào)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)的同時(shí)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(hào)。DTV應(yīng)當(dāng)具備這種靈活性，以確保一種型號(hào)的產(chǎn)品能適應(yīng)實(shí)的任意設(shè)置。DTV解碼器的典型特性包括同步、消隱、場(chǎng)、活動(dòng)視頻窗口、水平與垂直同步、時(shí)鐘、同步鎖相(針對(duì)下行視頻編碼器同步)、主機(jī)CPU中斷以及可編程邏輯I/O信號(hào)等，這些都是除視頻數(shù)據(jù)輸出和先進(jìn)的場(chǎng)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(gè)特性，即能支持VBI數(shù)據(jù)處理器(VDP)，可對(duì)電視圖文廣播、隱藏式字幕(CC)及其它VBI數(shù)據(jù)進(jìn)行分割、解析和故障檢查。內(nèi)置的FIFO不僅能夠存儲(chǔ)多達(dá)11行的電視文字廣播數(shù)據(jù)，而且利用適當(dāng)?shù)闹鳈C(jī)端口同步信號(hào)，還可進(jìn)行全屏電視文字廣播搜索。TVP5146M2解碼器可以通過(guò)輸出格式器，傳輸兩倍的原始采樣亮度數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行主機(jī)VBI處理。

就信號(hào)鏈路中的ADC而言，TVP700x系列ADC具有多種優(yōu)勢(shì)。它們不僅能夠進(jìn)一步降低抖動(dòng)，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(dá)165Msps，并提供豐富的視頻功能，非常適用于商用投影儀、電視機(jī)以及機(jī)頂盒等應(yīng)用。

最后，我們還要將視頻信號(hào)鏈的輸出分辨率與顯示屏的功能及輸入信號(hào)的分辨率相匹配，以便優(yōu)化視頻設(shè)計(jì)。過(guò)去，對(duì)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(huì)對(duì)DTV屏幕上的圖像造成明顯的影響。

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