硅谷數(shù)模半導(dǎo)體公司（Analogix）成立于2002年3月，在數(shù)?；旌霞夹g(shù)領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)的研制水平,，在通信,、計(jì)算機(jī)和消費(fèi)電子等多種領(lǐng)域,，提供具有開創(chuàng)意義的集成電路產(chǎn)品，如：DPHY系列SerDes,、長(zhǎng)距離以太網(wǎng)PHY 以及面向數(shù)字電視領(lǐng)域應(yīng)用的HDMI 接口芯片,。捷盈科技是Analogix國(guó)內(nèi)授權(quán)代理商之一，致力于平板電視機(jī),，高清,、數(shù)字電視機(jī)的整體方案的研發(fā)和市場(chǎng)推廣。本文中,，捷盈科技的高級(jí)工程師將詳細(xì)介紹基于Analogix單端口" title="單端口">單端口HDMI芯片ANX9011的LCD TV解決方案,。
2006年，新的顯示接口 HDMI(High Definition Multimedia Interface)接口開始廣泛應(yīng)用于液晶電視中,。HDMI即高清晰度多媒體接口,，其協(xié)議由索尼、日立,、湯姆遜(RCA),、飛利浦、松下,、東芝和Silicon Image等公司合作開發(fā)完成,，HDMI源于DVI(Digital Visual Interface)接口技術(shù)，以TMDS技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)為核心,，傳送高質(zhì)量,、無(wú)損耗、無(wú)壓縮的音頻信號(hào)及高分辨率視頻信號(hào),。由于無(wú)需在信號(hào)傳送前進(jìn)行數(shù)/?；蛘吣?數(shù)轉(zhuǎn)換，因此可以保證最高質(zhì)量的影音信號(hào)傳送,。HDMI是首款消費(fèi)類電子設(shè)備數(shù)字接口" title="數(shù)字接口">數(shù)字接口,。
針對(duì)當(dāng)前最熱門的消費(fèi)類電子設(shè)備數(shù)字接口的應(yīng)用，作為Genesis和Analogix代理的捷盈科技公司,，以Genesis LCD TV芯片為核心,，并通過積極整合相關(guān)系列產(chǎn)品線，提供了完整的LCD TV平臺(tái)方案,。以下介紹一款針對(duì)中大尺寸（即：32寸以及32寸以上）帶有HDMI接口的液晶電視解決方案,。其中單端口HDMI芯片ANX9011來自Analogix Semiconductor（硅谷數(shù)模半導(dǎo)體公司）。
整體解決方案構(gòu)成
整個(gè)方案包括：主芯片" title="主芯片">主芯片(FLI8532),、PIP芯片(FLI8125)、單端口HDMI接收芯片(ANX9011),、聲音處理芯片(MSP34x0),、功放芯片(ST7297),、兩個(gè)128M的DDRRAM、一個(gè)24C32(EEPROM),、一個(gè)24C02(EDID數(shù)據(jù))及一個(gè)1Mbyte Flash ROM,。
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圖1 LCD TV解決方案框圖
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主芯片 FLI8532，它是集成了3D解碼器,、X86 MCU,、PIP通道、Scaler及LVDS,，具有高性能運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償,、亮色串?dāng)_、3D降噪,、DCDi,、ACC和ACM功能的芯片。FLI8532的主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)各種輸入信號(hào)" title="輸入信號(hào)">輸入信號(hào)及PIP通道的處理,，并最終把圖像和OSD合成為一路信號(hào),，輸出至液晶顯示器，從而完成對(duì)外圍相關(guān)芯片的控制,。其詳細(xì)的原理框圖如圖2所示,。
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圖2 FLI8532 原理框圖
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PIP通道 FLI8125，它是集成了2D解碼器,、X86MCU,、Scaler及LVDS，具有高性能DCDi,、ACC和ACM功能的芯片,。FLI8125的主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)子通道各輸入信號(hào)的處理，并最終把圖像轉(zhuǎn)換成24Bit數(shù)字信號(hào),，輸出至FLI8532子通道,。其詳細(xì)的原理框圖如圖3所示。
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圖3 FLI8125 原理框圖
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主芯片F(xiàn)LI8532和FLI8125都是內(nèi)置的MCU處理器,，由此引出了主芯片MCU和PIP通道芯片MCU間的通信問題,。通常，主芯片MCU作為主MCU,，而PIP通道MCU作為從MCU,，兩者通過SIPC（Serial Inter-Processor Communication）實(shí)現(xiàn)通信。借此實(shí)現(xiàn)了主通道MCU對(duì)子通道的控制,，同時(shí),，子通道MCU可即刻告知主通道MCU其所處的狀態(tài)。
HDMI接口芯片 ANX9011，它是一個(gè)單端口的HDMI接收芯片,，其特點(diǎn)是：支持1.65Gbps最高數(shù)據(jù)速率,；支持HDMI1.2版本、HDCP1.1版本及DVI1.0版本,；支持20m長(zhǎng)線傳輸及色度空間轉(zhuǎn)換,；支持16位與24位RGB或YUV信號(hào)的輸出；聲音采樣頻率從32~192kHz,；支持 聲音和S/PDIF聲音輸出,；內(nèi)部集成HDCP解密密鑰。其詳細(xì)原理框圖如圖4所示,。
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圖4 ANX9011 原理框圖
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HDMI憑借3組TMDS 通道,，以最高165MHz 的頻率，傳送以R/G/B或Y/Cb/Cr格式編碼的24位像素視頻數(shù)據(jù),，其最高帶寬可達(dá)4.95Gbps,，實(shí)際視頻信號(hào)傳輸帶寬近4Gbps，可輕松應(yīng)對(duì)現(xiàn)有高清視頻制式,。HDMI所擁有的充足帶寬,，在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，均能提供對(duì)更高規(guī)格視頻制式的支持（1080P信號(hào)所需帶寬為2.2Gbps）,。HDMI還提供對(duì)最高8 路,，每路采樣頻率高達(dá)192kHz 的高質(zhì)量音頻信號(hào)傳輸?shù)闹С郑ㄗⅲ篋VI 接口中不包含音頻信號(hào)通道，系統(tǒng)的音頻信號(hào)必須另由其他接口傳輸）,，而這一切只需在一條線纜中完成,。另外，最新的HDMI 協(xié)議中還首次內(nèi)嵌了由Intel 公司發(fā)起制定的內(nèi)容保護(hù)機(jī)制 HDCP,，這對(duì)于影音內(nèi)容提供商來說是極好的消息,，而這也正是HDMI 剛剛嶄露頭角就獲得各方大力支持的根基所在。
HDCP（High-bandwidth Digital Content Protection 高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護(hù)）技術(shù)是Intel開發(fā)的為HDMI和DVI提供高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護(hù)的技術(shù),，是在發(fā)送設(shè)備（即主機(jī)）和接收設(shè)備間保護(hù)數(shù)字信號(hào)正常,、合法地傳輸，防止非法接收的一種加密系統(tǒng),。簡(jiǎn)單的說,，HDCP 就是一種防止數(shù)字內(nèi)容盜版的加密技術(shù)，如果軟件和硬件其中之一不支持HDCP,，那么就無(wú)法讀取數(shù)字內(nèi)容,。
HDMI還具有以下優(yōu)勢(shì)：
（1）能夠兼容DVI接口，HDMI可以看成是DVI接口的強(qiáng)化與延伸,；
（2）由于HDMI可以同時(shí)傳送影音信號(hào),，即音頻/視頻采用同一電纜，所以無(wú)需多條線材進(jìn)行連接；
（3）與DVI相比,，HDMI接口的體積更小,，且DVI的線纜長(zhǎng)度不能夠超過8米,，而HDMI卻可以支持15米的線纜長(zhǎng)度,。另外基于Analogix公司在高速數(shù)模混合接口電路設(shè)計(jì)方面的專利（WideEye）技術(shù),，可以在長(zhǎng)達(dá)40米的CAT5E線纜上傳輸HDMI信號(hào),。
（4）HDMI設(shè)備具有即插即用的特點(diǎn)，信號(hào)源和顯示設(shè)備之間會(huì)自動(dòng)進(jìn)行協(xié)商,，自動(dòng)選擇最合適的視頻/音頻格式,。
模塊功能介紹
硬件結(jié)構(gòu)
調(diào)諧器模塊：前端使用飛利浦1216頻率調(diào)諧高頻頭。此高頻頭是一體化的高頻頭,，可以直接輸出全電視信號(hào),。對(duì)于高頻模擬信號(hào)輸入，它能夠更好提高輸入信號(hào)的信噪比,，提高輸入信號(hào)的質(zhì)量,，從前端保證輸入的射頻信號(hào)的清晰度，抑制了前端引入的噪聲,。
輸入模塊：主通道支持RF輸入,、AV輸入、S端子輸入,、YUV信號(hào)輸入(包括480P,、576P、720P50Hz,、720P60Hz,、1080i50Hz、1080i60Hz),、VGA信號(hào)輸入及HDMI信號(hào)輸入,。子通道支持RF輸入、AV輸入,、S端子輸入,、YUV信號(hào)輸入(包括480P、576P,、720P50Hz,、720P60Hz、1080i50Hz,、1080i60Hz)及VGA信號(hào)輸入,。此方案除支持兩路RF、AV及S端子外，還支持主子通道同步顯示的YUV及VGA輸入,。
音頻模塊：使用MSP34x0進(jìn)行音頻處理,。它具有穩(wěn)定的性能，能夠自動(dòng)識(shí)別射頻輸入的多制式聲音信號(hào),，而且能夠很好的解決國(guó)內(nèi)的聲音非標(biāo)問題,。
MSP34x0支持聲音5段均衡及聲音主通道輸出主視頻通道聲音，耳機(jī)通道輸出子通道聲音等,。同時(shí),，借助ST7297模擬功放，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的聲音輸出功率,，以滿足用戶的需求,。
存儲(chǔ)器模塊：使用并行的1M Byte Flash ROM作為FLI8532的程序存儲(chǔ)空間；串行的512K Byte Flash ROM作為子通道芯片F(xiàn)LI8125的程序存儲(chǔ)空間,；兩個(gè)128M的DDR存儲(chǔ)器,，作為存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分析的空間；24C32 EEPROM用于存儲(chǔ)需保存的數(shù)據(jù),；24C02 EEPROM用于存儲(chǔ)HDMI的EDID數(shù)據(jù),。
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圖5 軟件結(jié)構(gòu)框圖
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軟件結(jié)構(gòu)
從大的框架上，可以把軟件結(jié)構(gòu)分為三層：硬件驅(qū)動(dòng)層,、公用層及應(yīng)用層" title="應(yīng)用層">應(yīng)用層,。除了這三個(gè)可以明顯區(qū)分的層級(jí)外，還包含OSD庫(kù),。
驅(qū)動(dòng)層：主要驅(qū)動(dòng)硬件的具體功能,。其解碼器調(diào)用了庫(kù)，具體驅(qū)動(dòng)對(duì)于高層用戶是屏蔽的,，只能根據(jù)相應(yīng)的功能調(diào)用函數(shù),。
公用層：比驅(qū)動(dòng)層高一層，是介于硬件驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用層中間的一層,，它是連接驅(qū)動(dòng)層和應(yīng)用層的橋梁,。
應(yīng)用層：是與軟件開發(fā)人員緊密相關(guān)的一層，所有的應(yīng)用開發(fā)都是基于這一層完成,。這一層完全對(duì)應(yīng)用工程師開放,。
OSD庫(kù)：關(guān)于OSD的底層設(shè)置，它對(duì)于用戶而言是完全屏蔽的,。而軟件應(yīng)用開發(fā)工程師則可以使用Genesis提供的制作工具 Workbench,，完成OSD的制作。
編譯工具：使用第三方Paradigm公司的編譯器,。
調(diào)試工具：使用GProbe調(diào)試工具,，方便軟件應(yīng)用工程師調(diào)試軟件,，及硬件工程師改善圖像質(zhì)量。
綜述
整個(gè)方案詳細(xì)講述了帶有HDMI數(shù)字接口設(shè)備的液晶電視方案的構(gòu)成,，介紹了方案中各個(gè)主要芯片的功能,，給出了相應(yīng)的原理框圖，并從硬件和軟件結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面介紹了方案的具體實(shí)現(xiàn)方法,。整個(gè)方案滿足了現(xiàn)代用戶對(duì)大尺寸液晶電視的需求,。
本文摘自《世界電子元器件》