WSC1115可編程數(shù)字視頻處理芯片是為模擬電視向數(shù)字電視過渡而設(shè)計的超大規(guī)模集成電路,。該芯片采用0.18um設(shè)計工藝,，綜合了隔行轉(zhuǎn)逐行掃描、圖像縮放,、幀頻提升以及視頻增強(qiáng)等功能模塊,，能從現(xiàn)行的模擬電視信號中去除噪聲并提取清晰的圖像信號，從而提高電視圖像的水平清晰度和垂直清晰度,，將高質(zhì)量的畫面顯示在各種新型顯像器件上,，主要運(yùn)用于數(shù)字電視、逐行電視,、數(shù)字高清晰度電視及液晶電視等高端電視產(chǎn)品上,。WSC1115芯片兼容現(xiàn)行的模擬電視和未來的數(shù)字電視播出制式，能消除大面積閃爍并且解決了傳統(tǒng)電視的行結(jié)構(gòu)問題,。采用硬件可編程方式,，可靈活地顯示多種SDTV/HDTV格式，而且能與電視機(jī),、計算機(jī)的顯示兼容,。

　　系統(tǒng)功能設(shè)計

　　本系統(tǒng)主要由AC-DC電源適配器、主板,、接口板,、鍵盤/紅外接收板四部分構(gòu)成，如圖1所示,。

圖1：LCD-TV系統(tǒng)方案框圖

　　AC-DC電源適配器

　　該電源適配器包括AC220V/50Hz市電輸入,；DC24V/5A背光電源輸出,；DC12V/3A系統(tǒng)電源輸出；DC5V/0.2A待機(jī)電源輸出,。

　　主板設(shè)計

　　主板部分包括：數(shù)字圖像處理,、LCD面板驅(qū)動、MCU和OSD,、整機(jī)電源管理,、伴音處理和音頻放大等5部分，如圖2所示,。

圖2：主板原理框圖

　　數(shù)字圖像處理

　　方案中采用的視頻解碼器是MICRONAS公司生產(chǎn)的VPC3230D,，它是一顆多制式(PAL/NTSC/SECAM)視頻解碼芯片，可以解碼TV,、CVBS,、S_VIDEO、YCBCR信號,，內(nèi)置運(yùn)動自適應(yīng)4H梳狀濾波器,，能得到很好的解碼圖像質(zhì)量。它還可以通過外掛畫中畫(PIP)解碼器來實(shí)現(xiàn)畫中畫功能,，可以配合圖文(TELETEXT),、童鎖(V-CHIP)解碼器來實(shí)現(xiàn)圖文和V-CHIP功能。在VPC3230D中經(jīng)A/D變換,、亮色分離,、色度解調(diào)后編碼成ITU-R BT656信號，送到數(shù)字視頻處理器WSC1115中進(jìn)行隔行轉(zhuǎn)逐行變換,、圖像縮放,、圖像增強(qiáng)、幀頻轉(zhuǎn)換以及顯示處理,。

　　方案中采用的ADC&DVI接收器是ADI公司生產(chǎn)的AD9882,。它接收來自PC的模擬RGB信號,、數(shù)字視頻接口(DVI)信號和來自數(shù)字電視機(jī)頂盒的YPBPR信號，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后生成數(shù)字24位4:4:4 RGB信號也送到WSC1115中進(jìn)行相應(yīng)的圖像處理和顯示。

　　視頻解碼器,、WSC1115,、ADC&DVI接收器是整個系統(tǒng)的核心部分,，它把不同來源的各路視頻信號轉(zhuǎn)變?yōu)長CD 面板能夠支持的分辨率和刷新率,。

　　采用的畫中畫(PIP)解碼器是MICRONAS公司生產(chǎn)的SDA9589。它把來自子通道的CVBS,、S_VIDEO,、YCBCR信號進(jìn)行解碼和PIP處理，生成子畫面模擬RGB信號和FB(Fast Blank,，快速消隱)信號送到主通道視頻解碼器VPC3230D,，經(jīng)過A/D處理后,，在VPC3230D內(nèi)部與解碼出來的主畫面信號進(jìn)行疊加處理，并生成ITU-R BT656數(shù)字信號送到WSC1115去進(jìn)行相應(yīng)處理,，然后在LCD面板上顯示出主畫面和子畫面,。

　　VBI(Vertical Blanking Interval，場消隱期間)在電視處理中是指垂直掃描完成從屏幕底部回到屏幕頂部的時間,。在這期間,，沒有任何的圖像信息，可以利用這期間來傳輸圖文和CC(Close Caption,，隱藏式字幕)/V-CHIP等信息,。方案中采用的圖文解碼器是飛利浦公司的SAA5264,，采用的CC/V-CHIP處理器是ZILOG公司生產(chǎn)的Z86229,。它把電視信號中包含的圖文/CC/V-CHIP信息解碼出來，生成模擬RGB信號和FB信號,，同樣送到視頻解碼器VPC3230D中經(jīng)過轉(zhuǎn)換后生成ITU-R BT656數(shù)字信號,，再送到WSC1115去進(jìn)行相應(yīng)處理，然后在LCD面板上顯示出來,。

　　LCD面板驅(qū)動

　　本方案中所配合的LCD面板有TTL和單通道低壓差分信號(LVDS)兩種接口類型,，WSC1115經(jīng)過處理后輸出的是TTL RGB數(shù)字信號，如果接的是TTL的屏則直接可以驅(qū)動,，如果接的是單通道LVDS接口的屏,，則必須把TTL信號轉(zhuǎn)換為LVDS信號才能驅(qū)動LCD面板顯示。方案中采用的LCD 面板驅(qū)動芯片是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的LVDS發(fā)送器DS90C385,。

　　MCU和OSD

　　方案中采用的MCU和OSD是由MYSON公司生產(chǎn)的MTV230,，它是一塊集成了OSD功能、4路A/D,、4路PWM DAC的基于MCS-51內(nèi)核的單片機(jī)芯片,。它接收鍵盤或遙控器的指令，并且通過I2C總線對視頻解碼器,、WSC1115,、音頻處理器等IC的寄存器進(jìn)行設(shè)置，完成相應(yīng)的功能,。MTV230使用了Flash OSD字庫,，用戶可以自己定制字庫，所以可以支持中文,、英文,、法文等多國語言。利用并口模擬I2C程序也可以方便地通過MTV230對LCD-TV整機(jī)進(jìn)行在線編程(ISP),，升級程序,。

　　整機(jī)電源管理

　　對來自AD-DC電源適配器的12V直流電源進(jìn)行DC-DC處理,，產(chǎn)生系統(tǒng)工作所需的5V、3.3V,、1.8V等各種電源,。

　　伴音處理、音頻放大

　　方案中采用的音頻處理器是MICRONAS公司生產(chǎn)的MSP3410G,，它具有伴音處理,、麗音解碼、環(huán)繞處理,、高低音均衡,、音量控制、靜音等功能,，它與MCU通過I2C總線進(jìn)行通訊,，是目前廣泛運(yùn)用的伴音處理芯片。方案中采用的音頻放大器是TRIPATH公司生產(chǎn)的TA2024,，它是雙聲道(15瓦/聲道)數(shù)字D類功放,，具有高效、節(jié)省面積,、散熱好的特點(diǎn),。

　　接口板

　　圖3是接口板原理框圖，包括：模擬視頻信號輸入,、輸出接口,；模擬音頻信號輸入、輸出接口,；TV調(diào)諧器,。

圖3：接口板原理框圖

　　電視調(diào)諧器采用的是成都旭光生產(chǎn)的JS6B系列一體化高頻頭，其特點(diǎn)是頻率合成,、I2C控制,、全增補(bǔ)電視頻道、單5V供電等,。它將本振,、頻段控制、調(diào)諧電壓發(fā)生集于一體,，解調(diào)出CVBS視頻信號和TV伴音信號及第二伴音中頻(SIF)音頻信號,，分別送到視頻處理電路和音頻處理電路進(jìn)行相應(yīng)的處理。采用一體化高頻頭,，靈敏度高,、解調(diào)性能好，而且使整個方案簡潔可靠。

　　方案中采用的AV輸入矩陣切換開關(guān)是三菱公司生產(chǎn)M52790SP,。它包含2個獨(dú)立的4輸入音頻切換開關(guān)和2個獨(dú)立的4輸入視頻切換開關(guān),。

　　鍵盤/紅外接收板

　　鍵盤/紅外接收板框圖如圖4所示。

圖4：鍵盤/紅外接收板框圖

　　方案實(shí)現(xiàn)技巧和特色

　　系統(tǒng)有圖文/CC/V-chip和PIP功能,，但它們都是通過視頻解碼器(VPC3230D)的同一通道進(jìn)入系統(tǒng)視頻通道的,，所以這兩個功能不能同時實(shí)現(xiàn)，也就是說在同一時間只能實(shí)現(xiàn)一個功能,。不過圖文/V-chip是進(jìn)入PIP芯片的,，所以可以利用PIP芯片SDA9589的內(nèi)部MUX模塊來實(shí)現(xiàn)兩級PIP功能?；谏厦孢@些原因,，PIP功能可以實(shí)現(xiàn)的有：在CVBS上疊加電視信號、在電視上疊加CVBS信號,；在S-video上疊加電視信號,、在電視信號上疊加S-video信號；在S-video上疊加CVBS信號,、在CVBS上疊加S-video信號,。

　　本系統(tǒng)是針對歐美全兼容方案設(shè)計的,，考慮到歐洲與美國的不同需求,，將圖文和CC/V-chip的功能模塊的輸出通過跳線(電阻)放在同一個通道中，因此在一個系統(tǒng)板上只能實(shí)現(xiàn)其中一個功能,，也就是對美國實(shí)現(xiàn)CC/V-chip功能,，對歐洲實(shí)現(xiàn)圖文功能。當(dāng)生產(chǎn)歐洲機(jī)型的時候在PCB板上不焊接CC/VCHIP解碼器及外圍器件,；同樣,，當(dāng)生產(chǎn)美國機(jī)型的時候在PCB板上不焊接圖文解碼器及外圍器件。

　　WSC1115芯片內(nèi)置了3個DAC,，可以通過輸出模擬RGB,、行同步(Hs)、場同步(Vs)信號接到CRT顯示器上進(jìn)行開發(fā)調(diào)試,，調(diào)好了再接到LCD面板上進(jìn)行微調(diào),，極大地方便了開發(fā)調(diào)試。

　　方案優(yōu)缺點(diǎn)分析

　　本套系統(tǒng)是為兼容歐,、美要求的出口型液晶電視而設(shè)計的通用機(jī)芯板,，包含歐洲標(biāo)準(zhǔn)的SCART接口、圖文解碼器,、麗音,、美國標(biāo)準(zhǔn)的CC/VCHIP解碼器等。另外該方案具有畫中畫功能，子畫面位置和大小可調(diào),。本系統(tǒng)在設(shè)計上有很大的兼容性,，可方便的移植到PDP-TV/LCOS-TV/DLP-TV等新型高端電視中。

　　本系統(tǒng)設(shè)計比較靈活,，如果不需要DVI接口,，則將ADC&DVI接收器AD9882換成AD9883，只處理PC信號和YPBPR信號,，如果將AD9882換成ADC&HDMI接收器AD9880,，則可以支持高清晰度多媒體接口(HDMI)。在實(shí)際產(chǎn)品中,，根據(jù)客戶的不同需求來靈活進(jìn)行選擇,。

　　全系統(tǒng)僅由一個8位單片機(jī)MTV230控制，內(nèi)含OSD發(fā)生器,，只需要簡單的補(bǔ)充字庫,，就可以實(shí)現(xiàn)多國語言的顯示，而且支持普通紅外遙控器,。系統(tǒng)軟件由C51語言編寫,，并建立了API庫，方便移植和系統(tǒng)調(diào)用,，而且便于生產(chǎn)廠家進(jìn)行二次開發(fā),。

　　系統(tǒng)還增加了一個比較實(shí)用的功能—畫面凍結(jié)。當(dāng)觀看者需要記錄活動畫面中的電話,、地址等信息時,，就可以按快捷鍵凍結(jié)當(dāng)前畫面，從而記下所需要的信息,，再按一次鍵,，恢復(fù)正常節(jié)目。

　　當(dāng)所連接的LCD面板為雙通道LVDS時,，只能通過外加可編程邏輯器件CPLD,，通過編寫硬件描述語言(HDL)模擬雙通道LVDS編碼器，并配置到CPLD中來驅(qū)動,，會較大地加大機(jī)芯成本,，所以在對成本非常看重的情況下,，本方案建議不配合雙通道LVDS液晶屏使用,。