液晶高清數字電視技術發展與主流方案分析
而單芯片解決方案則是以包含MPEG解碼、復合視頻信號解碼、視頻信號處理、圖像顯示處理以及微控制單元的單芯片為主構成。這種方案內置3D梳狀濾波器和圖像加強等高性能處理系統,具有集成度高,成本低的優點,但開發技術難度大,開發周期長,成熟度有待提高。不過,隨著集成度、成熟度的不斷提高,單芯片解決方案將成為未來液晶高清數字電視的主導方案。
意法半導體(ST)的液晶高清數字電視解決方案包括數字電視接收嵌入式解決方案及單芯片解決方案。
由圖2所示的數字電視接收嵌入式解決方案框圖可看出,數字一體化調諧器包括數字射頻頻率調諧和信道解碼兩部分,從接收到的數字電視射頻信號解調輸出標準的MPEG傳輸碼流信號。未特殊加密的MPEG碼流直接輸入到ST數字電視信號解碼芯片中進行處理;對于特殊加密的MPEG碼流,首先輸入到CI卡回路進行解密,再將碼流直接輸入ST數字電視信號解碼系統芯片進行處理。經ST數字電視信號解碼系統芯片的MPEG解碼和信號編碼,AD變換輸出模擬YPRPB和立體聲音頻信號,到已有的模擬電視系統顯示數字電視圖像,從而構成完整的液晶高清數字電視。
以下是ST數字電視信號處理解碼芯片的主要功能及特點:
高性能200MHz 32位CPU內核;
2路串行或并行碼流輸入,1路雙向碼流接口,共計3路碼流接口;
可編程傳輸接口(PTI):適于DVB、ATSC、OpenCable、DIRECTV的傳輸碼流解復用,集成DES及DVB解擾;
一路MPEG-2高清解碼;
模擬RGB或YPRPB輸出,1080I、720P、480P、480I;
模擬PAL/NTSC復合視頻信號(CVBS)和亮色(YC)信號輸出;
內置基于位圖字符(OSD)發生器;
一路數字音頻解碼,可實現MPEG-1、MPEG-2、MP3、AAC和AC3解碼;
5.1聲道數字伴音轉換為兩聲道輸出;
兩路24位DAC輸出模擬音頻信號,一路S/PDIF數字音頻輸出。

圖3:液晶高清數字電視單芯片解決方案。
圖3是液晶高清數字電視單芯片解決方案框圖。ST數字電視單片系統芯片及附帶的FLASH/DDR SDRAM存儲器,外圍的數模一體化調諧器、模擬開關芯片、HDMI/YPrPb/VGA輸入處理芯片、液晶屏、伴音處理芯片、音頻放大電路、揚聲器、CI卡電路,以及鍵盤/遙控接收,共同組成液晶高清數字電視接收系統。
這種數字電視單芯片解決方案可方便地實現目前所有數字/模擬標準信號的接收處理(當然,對于地區的不同接收制式標準應選用不同的接收前端),以及對HDMI、高清YPrPb和VGA信號的接收處理。在圖像處理顯示方面,該方案具有3D NTSC/PAL/SECAM亮色分離單元,加強邊沿細化的帶運動補償的去隔行變換處理,以及應用3D降噪、對比度加強、色空間修正等高性能的視頻處理技術,能支持到最高標準1080P的顯示,可方便地實現PIP、PAP、POP顯示。在音頻處理方面,該方案實現MPEG1、MPEG2、AC3、MP3的數字伴音解碼和AM-FM MONO、NICAM、BTSC、Zweiton等模擬伴音解碼,可調整大范圍伴音延時以確保伴音與圖像同步,可進行杜比、SRS、ST環繞聲處理及五段均衡處理。
以下是ST液晶高清數字電視單芯片的主要功能及特點:
高性能32位CPU(266MHz,480MIPS),DDR333存儲器接口,運行實時操作系統;
兩路帶有3D梳狀濾波器的NTSC/PAL/SECAM數字彩色解碼器;
兩路高清晰視頻圖像處理單元:12位視頻處理,3D亮度/色度帶運動補償的降噪處理,具有加強邊沿細化的帶動態補償的隔行到逐行變換處理,靈活的水平/垂直方向的縮放處理,高性能的圖像質量改善處理;
高清PIP,PAP和POP;
兩路具有DES,DVB和MULTI2解擾的傳輸碼流解復用;
兩路DVB-CI和CableCARD接口;
兩路標清(SD)或一路高清(HD)MPEG2解碼;
兩路24位音頻處理DSP,實現MPEG1、MPEG2、AC3、MP3解碼;
基于位圖的OSD;
豐富的DTV機芯控制接口:I2C、GPIOs、ADC、PWM等;
最高可達1080P的顯示輸出;
90納米的芯片工藝技術,實現低功耗、高可靠性。
隨著數字電視的快速發展,會出現適應市場不同需求的高、中、低檔數字電視芯片方案。集成度更高、性能功能更加優化、性價比更高的低成本數字電視芯片方案,以及高集成度、高性能、具有數字化家庭娛樂中心功能的高檔數字電視芯片方案將成為液晶高清數字電視系統芯片的兩大發展方向。
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