基于ST40GX1與STi5514網(wǎng)絡(luò)交互式數(shù)字機(jī)頂盒硬件平臺設(shè)計(jì)
1.2.1 系統(tǒng)設(shè)備
ST40GX1系統(tǒng)設(shè)備包括中央處理器CPU、用于DSP功能的浮點(diǎn)運(yùn)算單元/加乘處理單元(FPU/Mac)、存儲管理單元(MMU)以及DMA控制模塊。
其中,CPU為 32位SuperH RISC,2通道超標(biāo)量體系結(jié)構(gòu)主頻166MHz,16位指令定長Load-Store結(jié)構(gòu) 8KB直接指令緩存,16KB直接操作數(shù)緩存,帶有一個(gè)片上乘法器。
存儲器支持4G的存儲空間,支持單塊或多塊虛擬內(nèi)存模式。頁面大小可以為1KB、4KB、64KB或1MB。支持4通道全相關(guān)指令ITLB(Instruction Translation Lookaside Buffer)、64通道全相關(guān)指令以及操作數(shù)UTLB。支持軟件控制的更新算法以及隨機(jī)計(jì)數(shù)的更新算法。這為32位保護(hù)模式下的操作系統(tǒng)提供了完備的硬件平臺。
通用DMA控制器支持5個(gè)通道的數(shù)據(jù)傳輸,其中4個(gè)通道可以用于存儲器到存儲器或存儲器到外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送,另外一個(gè)通道為帶緩沖的多路復(fù)合通道。支持2D塊的搬動以及鏈表操作。兩個(gè)通道的DMA握手信號和EMI接口信號被用于MPX總線操作。
1.2.2 外設(shè)接口模塊
外設(shè)接口模塊包括通用接口模塊和視頻專用接口模塊。
通用接口模塊包括兩個(gè)與ST40系列處理器兼容的全雙工異步串行通信端口、中斷控制器、符合IEEE1149規(guī)范的調(diào)試控制器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、4個(gè)用戶可編程的PLL、24位輸入輸出方向可配置的并行I/O口,兩個(gè)符合v1.1規(guī)范的USB主控制器和收發(fā)器、Modem模擬前端接口MAFE、兩個(gè)可配置為支持I2C或SPI總線接口標(biāo)準(zhǔn)的同步串行控制器(SSC0SSC1)、Teletext輸入接口、兩個(gè)使用異步協(xié)議的SmartCard接口、用于和外部微處理器通信的存儲映射郵箱(Mailbox),符合PCI2.1規(guī)范的PCI接口控制器、兩路音頻PCM輸入接口和一路PCM輸出接口等。
視頻專用接口以及處理模塊包括字視頻輸入端口和2D圖像處理器。
兩個(gè)CCIR601-656視頻輸入端口(DVP0,DVP1)可以同時(shí)輸入YCbCr 4:2:2格式的視頻數(shù)據(jù),并將其裝入局部存儲器。對沒有內(nèi)嵌同步信號的視頻還根據(jù)SAV/EAV協(xié)議提供了外同步信號支持,用戶可以從輸入的視頻圖像中設(shè)定視頻捕獲窗口以及活動窗口的子窗口。數(shù)字編碼器(DENC)將數(shù)字視頻流轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的模擬基帶PAL/SECAM/NTSC信號以及RGB和YUV模擬分量信號。如果在LMI上使用32位的DRAM,則可以獲得RGB24位的數(shù)字視頻流。 2D圖像處理器(或圖像塊傳送引擎)擁有兩個(gè)2D DMA圖像數(shù)據(jù)輸入源,可完成一整套強(qiáng)大處理操作。除了完成普通2D圖形加速功能外,還可完成不同圖形格式(RGB/YUV等)之間的轉(zhuǎn)換,其中包括塊填充、塊拷貝、異步復(fù)合、色彩變換以及2D縮放處理等功能。
2 基于STi5514和ST40GX1的系統(tǒng)構(gòu)成
根據(jù)STi5514和ST40GX1的功能特點(diǎn)提出的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)方案如圖1所示。
2.1 前端解碼部分
由于STi5514內(nèi)置三路TS流解擾通道,故采用雙路的Turner+STV0297QAM解調(diào)器同時(shí)解調(diào)兩個(gè)頻道的基于DVB-C的視頻數(shù)據(jù)傳輸流。充分利用STi5514的硬件解擾、控制處理以及解碼能力,可以實(shí)現(xiàn)畫中畫功能。其中Turner可以采用MicroTune的MT2040單芯片調(diào)諧器以節(jié)省空間和成本。此外,通過外接STE422,對IEEE1394接口輸入提供支持。
2.2 后端解碼部分
后端解碼由STi5514完成。STi5514通過外接8MB共享的SDRAM完成在信道解調(diào)、解復(fù)用以及解碼過程中所需要的存儲資源,STi5514通過MPX總線共享位于ST40GX1 EMI接口上的16MB FLASH。通過ATA接口外接硬盤存儲器以擴(kuò)展VCR應(yīng)用。STi5514解碼后的符合ITU-R601_656標(biāo)準(zhǔn)的視頻數(shù)據(jù)通過視頻輸出端口直接輸入到ST40GX1的兩路視頻輸入端口中的DVP0。STi5514向ST40GX1發(fā)送27MHz的像素時(shí)鐘以及同步信號,以確保STi5514視頻數(shù)據(jù)正確接收。
2.3 圖形處理及便于交互式應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)接口
交互式應(yīng)用硬件實(shí)現(xiàn)部分由ST40GX1以及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口完成。
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