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liuhong的博客

翻译:M16C/62P在中国液晶电视制造商中的应用

2008-10-10 18:40:17 | 分类: 未分类

摘要

最近几年,中国的液晶电视工业有了巨大的增长。LCD消费电子产品制造商泰鼎微系统公司(Trident Microsystems)与瑞萨系统解决方案亚洲私人有限公司(Renesas System Solution Asia 私人. Ltd.)合作,使用我们的M16C/62P MCU加上泰鼎的视频LSI开发出了液晶电视。本文将介绍M16C平台在先进的数字液晶电视技术,以及硬件配置和软件算法方面的作用。同时也将讨论其他的LSI。

 

1.概述

瑞萨系统解决方案亚洲私人与位于深圳的我们的用户泰鼎微系统公司共同开发了两个项目。一个是北美市场的US-Model,另一个是计划在香港推出的HK-Model(图1)。两种类型的规格相类似。显示屏的尺寸为32英寸,长宽比为16∶9,分辨率为1366×768,对比度为800∶1,亮度为1000cd/m2。接口采用HDMI、YpbPr、S-Video、Video、D-sub和DVI。这些基于M16C/62P的项目与泰鼎高度集成的单芯片系统器件的目标,是那些在视频和数据处理方面有高精度要求的高清晰电视(HDTV)和备用PC液晶电视应用。此外,它也是中国电视制造商用于26英寸或以上电视的主要解决方案。

 

图1 液晶电视及其图形OSD

 

2.项目

2.1 MCU

主印刷电路板显示了所有芯片的布局(图2)。瑞萨的M16C系列是一个具有高ROM效率的多用途32和16位CISC微型机。它具有在高速度条件下的优异噪声免疫性和超低功耗处理能力。M16C/62P是可提供低成本开发环境和高达24MHz的增强工作频率的一组16位M16C系列。该器件的其他优点是支持多工和独立总线模式,可以连接外部存储器和视频处理器。我们的液晶电视解决方案中选择了M30620SPGP,它是一个内置10K RAM的无ROM的版本,可以20MHz的PLL时钟的微处理器模式工作。一个8位多工总线用于整个系统。

由于采用了无ROM M16C/62P作为中央处理单元,显示器的帧缓冲器可与视频处理器一起运行,外部ROM和RAM可连接在一起。W29C040闪速存储器结合在一起作为512K×8位和128Mbit DDR SDRAM使用。

 

图2 主板上的芯片布局

 

2.2 其他的LSI

那么,我们来看看视频信号处理器。

 

表1 泰鼎的第五代集成视频处理器

产品

封装

模拟输入

 

数字视频输入

显示器接口

 

应用

SVPTMEX52

256引脚QFP

 

CVBS、RGB、YprPb

 

24位

LVDS

具有第二解码器和HDMI接收器

的Premium LCD、PDP TV

 

LSI名称是SVPTMEX52,代表泰鼎的第五代的SVP EX系列集成视频处理器。它可无高档数字电视提供所有主要的解码、处理、调节和显示控制功能。它集成了用于CVBS/S-video/Component,以及HD-D1/D2/D3/D4模式的SD/HD模拟视频输入的10位ADC。高达108MHz的PC RGB输入可支持SXGA/60Hz。隔行扫描刷新为60Hz到100Hz,而逐行扫描刷新为50Hz到75Hz。泰鼎图形引擎可提供卓越的视频图像质量。该技术集成了3D梳状视频解码,并支持PAL、NTSC和SECAM格式、运动适应解隔行扫描、数字噪声消除、图像调节、平均画面水平控制、边界消除和锐利度提升。其内部低电压差分信号发送器和LDVS用来连接LVDS面板。它还采用了一种用于LCD过驱动的专有技术,可以改善主画面(MP)和画中画(PIP)频道的LCD面板的反应时间。

该系统还在HDMI(高清晰度多媒体接口)设计了一个接收器Sil9011。这个LSI与HDMI 1.1规范兼容。与DVI 1.0的后向兼容性可使HDMI系统以一条电缆连接到现有的DVI 1.0主机(例如DVD播放器)。它包括高达1080p(DTV分辨率)的单TMDS内核,或高达165MHz的UXGA(PC分辨率)视频。而且,它具有高达192KHz的采样率,支持S/PIF和多频道音频输出。工业标准的I2S端口可与音频DAC直接进行连接。Sil9011还嵌入了一个HDCP(高清晰度内容保护)解码引擎预编程HDCP键盘,用来接收受保护的音频和视频内容,从而提供最高级别的安全性能。

 

 

音频处理器MSP34x0G系列覆盖了全球所有模拟电视标准范围的声音处理。同时,诸如自动音量控制(AVC)、低音增强效果(BBE)和亚低音扩音器输出等音频基带处理也是在一个单芯片中执行。用于香港的电视系统是PAL I和NICAM声音调制,所以HK-Model将MSP3410G与PAL/NTSC调谐器配合使用。美国的电视系统是NTSC M和BTSC立体声+SAP调制,所以US-Model使用的是MSP3420G+NTSC调谐器。MSP34x0G有一个运行在32KHz的内置的I2S总线接口。不过,它不适合直接连接Sil9011。因此,我们增加了一个具有192KHz采样率的D/A转换器,以改变音源到基带的音频声音。

 

3.基本的系统结构

3.1硬件配置

基本的硬件配置如方框图所示(图3)。M16C/62P的I2C总线连接到存储初始值和电视数据的EEPROM。其他用于通信器件,例如SVPTMEX52、HDMI接收器、音频处理器和调谐器。这个I2C总线也与一个PC平行端口连接。当MCU程序进入固件调试模式时,MCU释放I2C总线控制。泰鼎的工具应用软件(图6)能够控制所有这些器件,对我们的系统调试非常有用。视频处理器支持I2C总线和平行接口。M30620SPGP是一个在微处理器1M字节模式下以20MHz工作的无ROM MCU。它需要连接一个10MHz的晶振,使PLL时钟频率增加两倍。它们之间的通信采用一个多工总线来实现。存储器的映射定位于CS2区域的8000h的起始地址。在调试模式条件下,我们需要对SVPTMEX52内部的寄存器进行设置,以控制I2C总线,并使平行接口失效。此外,M16C/62P的UART1能够连接到PC串行端口。运行嵌入在PC视窗操作系统中超级终端(Hyper Terminal)等应用,从而输出信息。这意味着MCU接受我们的远程或本地输入指令并完成某些任务。当程序在正常状态下运行时,PC和液晶电视之间持续进行交互。这是一个监控不确定性结果的强大的工具。

 

图3 系统方框图

 

3.2系统的开发

该系统的软件结构包括由C语言编写的EX、TV API(泰鼎的应用可编程接口)和应用程序三个层次。我们利用EXSDK(泰鼎的开发工具包)开发了该程序,EXSDK提供了有效的应用程序和API。基于分开数据和编码的概念,包括寄存器设置、OSD数据(电视上的屏幕显示数据)和用户定义区域等数据,都可以按照泰鼎的应用程序(图5)进行编辑。它能够用来创建并保持资源存储数据(图4)。然后,每种统一的数据作为一个指定的资源插入到程序中,例如视频信号处理器SVPTMEX52中的数据表和不同LSI中的所有寄存器表。

 

图4 运行流程图

 

以下是一个经常用来处理寄存器表的API实例:

Void tdWriteRegTable(RPByte rpTable,Byte ucColume Num)

 

rpTable参数是一个指标,它指向寄存器表插入生成的数据。ucColumnNum参数对哪一列数据应该写入芯片进行选择。在其他例子中,OSD的插入是调色板、字体、字串、图像、OSD数据和OSD项目。所有这些资源都是用TOE(泰鼎OSD引擎)开发的,能够如图5所示在PC上进行预览,这是视频菜单OSD设计的实例。

 

图5 视频菜单OSD设计实例

 

TOE是一个高层功能程序库,叫做TOE.LIB。它可在电视中执行PC形式的图形用户接口,并支持两种设备的4/8位颜色OSD显示。TOE的结构基于MVC(模型、视图和控制器)设计模式。它由三个部分组成,利用TOEAPI的方法进行编码。OSD数据编辑器和OSD项目编辑器用来为OSD设计布局和视觉结构。TOE的执行支持跨平台的标准C语言应用软件。因此,TOE是独立的平台。

EXAPI是一个作为SVPTMEX52驱动器的低层功能程序库,它可以根据PC Win32或许多其他MCU平台的不同平台进行编辑。包括二进制API的EXAPI.LIB在内的程序库文件可隐藏执行的细节。

TVAPI封装涵盖了电视标准的逻辑过程。如果硬件环境发生变化,例如视频解码器改变,就需要修改TVAPI。同时,应用软件能够直接调用EXAPI和TVAPI。

 

图6 LSI的调试

 

3.3 仿真环<

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