解決高清音頻 IC 設(shè)計(jì)難題

視頻流和圖像繪制技術(shù)的進(jìn)步，極大地提高了高清 (HD) 運(yùn)動(dòng)圖像的質(zhì)量。加上家庭娛樂(lè)中心逐漸流行，這些因素已成為追求“家庭影院”體驗(yàn)以及便攜式電子設(shè)備發(fā)展的重要推動(dòng)力。除了高清視頻之外，高清音頻(HD Audio)也隨之引入，為日益擴(kuò)大的多媒體娛樂(lè)世界增加更豐富的音頻體驗(yàn)。本文將對(duì)高清音頻市場(chǎng)的三大領(lǐng)域予以介紹，即

● 數(shù)字電視–DTV

● 機(jī)頂盒–STB

● 藍(lán)光DVD

根據(jù)最新報(bào)道，預(yù)計(jì)到2011年，DTV、機(jī)頂盒和藍(lán)光DVD的銷售量將分別達(dá)到1.87億、1.6億及1.16億臺(tái)。除此之外，A/V接收器、高清便攜式攝像機(jī)、IPTV及手機(jī)等其他市場(chǎng)領(lǐng)域也將大幅增長(zhǎng)。

不過(guò)，在處理要求、音頻聲道、比特率和精度要求方面，標(biāo)清和高清音頻規(guī)范之間存在著很大的差異。高清音頻系統(tǒng)的眾多新要求，不單影響著集成電路(IC)設(shè)計(jì)的各個(gè)方面，而且也給這些新設(shè)備實(shí)現(xiàn)高質(zhì)音頻帶來(lái)了重大挑戰(zhàn)。

本文將介紹各種不同的高清媒體分發(fā)技術(shù)，探討IC 設(shè)計(jì)人員面臨的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，并提出高效實(shí)現(xiàn)高清音頻的解決方案和設(shè)置方法。

圖1 7.1音箱系統(tǒng)的放置

高清音頻的應(yīng)用機(jī)會(huì)
下面介紹高清音頻的三大主要應(yīng)用機(jī)會(huì)。

1 數(shù)字電視(DTV)
數(shù)字電視(DTV)使用分立(數(shù)字)信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)圖像和聲音的發(fā)送與接收。從模擬電視到數(shù)字電視的轉(zhuǎn)換始于1990年代末期，而因?yàn)樗峁┝巳轿坏男律虣C(jī)，所以很快成為了電視廣播和消費(fèi)電子行業(yè)備受矚目的技術(shù)。在早期采用DTV的國(guó)家中，荷蘭和芬蘭分別在2006年和2007年就完成了模數(shù)轉(zhuǎn)換；而美國(guó)從2009年6月12日起，國(guó)內(nèi)所有的電視臺(tái)都將只使用數(shù)字模式來(lái)播送節(jié)目。另一方面，英國(guó)已開(kāi)始向DTV的轉(zhuǎn)換，并預(yù)定在2012年全面實(shí)現(xiàn)DTV廣播。中國(guó)方面則計(jì)劃到2015年完成到DTV廣播的轉(zhuǎn)換。

從模擬向數(shù)字廣播或播放的轉(zhuǎn)換有一個(gè)重大挑戰(zhàn)，就是高清音頻應(yīng)用所需的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)流量。任何基于IC的高清音頻解決方案要獲得成功，都需要在開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)階段把這一點(diǎn)考慮在內(nèi)。DTV的另一個(gè)挑戰(zhàn)是必須降低消費(fèi)者的成本，因?yàn)橄駾TV 的轉(zhuǎn)換是強(qiáng)制性的，消費(fèi)者必須按照法規(guī)決議更換新電視，因此他們會(huì)對(duì)價(jià)格非常敏感。

2 機(jī)頂盒(STB)
機(jī)頂盒(STB)是一種連接電視機(jī)和外部信號(hào)源，并把信號(hào)轉(zhuǎn)換為能夠在電視機(jī)屏幕上顯示的內(nèi)容的設(shè)備。數(shù)字機(jī)頂盒可以幫助沒(méi)有內(nèi)置數(shù)字調(diào)諧器的電視機(jī)接收數(shù)字電視廣播節(jié)目。在直接廣播衛(wèi)星系統(tǒng)中，機(jī)頂盒是一個(gè)集成式接收器/解碼器。

在美國(guó)等市場(chǎng)，由于模擬廣播將于2009年終止，因此音頻質(zhì)量成為機(jī)頂盒制造商關(guān)注的焦點(diǎn)，以確保音頻信號(hào)具有和視頻輸出相匹配的質(zhì)量。

3 藍(lán)光光盤
藍(lán)光光盤(也稱作“藍(lán)光”或“BD”)是一種光盤存儲(chǔ)媒體。藍(lán)光這個(gè)名稱源于這種磁盤格式采用藍(lán)色激光(實(shí)際上是紫藍(lán)色的)來(lái)進(jìn)行讀寫，主要用于高清視頻和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。由于藍(lán)光光盤的光束波長(zhǎng)(405nm)遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于標(biāo)準(zhǔn)DVD編碼所用的波長(zhǎng)(650nm)，故它的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量相比也大得多。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的雙層藍(lán)光光盤可以存儲(chǔ)多達(dá)50GB的數(shù)據(jù)，差不多比雙層DVD多6倍，比單層DVD更是高出10倍。