基于DVP-M的LCD TV系统

2006-08-18 14:35:26来源: 电子设计应用 关键字:信号  输出  单元  寄存

引言
  随着数字技术的发展,LCD TV(液晶电视)相关技术也取得了快速的进步。相对于传统CRT电视而言,它具有轻薄便携、色彩丰富、清晰度高、绿色环保、耗电量低、使用寿命长等特点。

  本文以基于DVP-M 的LCD TV方案为例,从硬件和软件两个方面介绍了LCD TV的系统结构。

DVP-M 简介
  DVP-M是瑞萨(Renesas)科技公司推出的一款液晶电视信号处理芯片,可使液晶电视实现多制式信号兼容。它可以将Y/C分离电路、颜色恢复电路、I/P转换电路及画质调整电路集成在一起,进行集成化信号处理。同时,DVP-M还具有针对不同电视信号的超强处理能力。
  
硬件结构分析
  系统主要由以下几个单元构成:电源、IR(红外遥控)和键盘、HDMI接收、TV信号接收(Tuner)、视频处理、声音处理、状态存储(EEPROM)、主控MCU、音视频端子和液晶显示单元。系统结构如图1所示。

  本系统有8种信号源输入端口:TV、HDMI、VGA、YPbPr、SCART1、SCART2、AV和SIDE AV,同时还有TV和AV输出(AV OUT)。

  采用Renesas的M16C为主控MCU,除了DVP-M是通过UART与MCU通信以外,其它所有可控IC与MCU均采用I2C串行总线通信。MCU通过识别遥控器和键盘的按键操作,来控制各AV Switch(Audio/ Video 开关)进行信号通道的切换,控制音视频处理单元对信号进行各种处理,然后通过液晶面板显示,同时,各种操作会设置相关的变量并写入EEPROM中,记忆当前的状态,以便下次开机时使用。


         图1 系统硬件结构

视频处理单元
  视频处理单元主芯片采用DVP-M,使用了它的三个模拟信号通道和一个数字信号通道。

  TV信号(来自Tuner的第二中频输出)一路从SCART1输出,作为SCART TV输出(该端口无论是否在TV模式都会有TV输出),一路经过M52790输出到AV OUT端口,还有一路进入DVP-M的第一模拟通道。

  SCART接口是一种欧洲通用视频接口,具有输入和输出功能,支持三种视频信号格式,即CVBS(复合全电视信号),YC(分量视频信号)和RGB,输入的信号格式可以通过MCU检测SCART接口的FB引脚的电平,如果小于1V则为RGB,否则为CVBS/YC。
AV,SIDE AV和从SCART进入的YC/CVBS格式信号通过MCU控制M52790,选择其中某一路进入DVP-M的第二模拟通道。

  从SCART(包括SCART1和SCART2)进入的RGB信号和YPbPr的非高清信号(在HDMI接收单元有介绍)通过AV Switch FSAV330选择进入DVP-M的第三模拟通道。
DVP-M数字通道进入的是通过MST3388输出的24位RGB视频信号。

  MCU根据输入的信号类型,设置相应的DVP寄存器,完成DVP-M内部通道的选择,图像处理等。

  模拟信号在DVP内部经过A/D转换、YC分离(亮色分离)、同步信号分离及处理、3D降噪处理、IP变换(隔行信号转换成逐行信号)、VBI解码(解出场消隐期间的Teletext和CCD等图文信息)等处理,最后混和OSD信息生成24位的RGB数字信号送到液晶面板显示。对于输入的数字信号,除了没有A/D转换、YC分离和同步分离外,其它的处理和模拟信号类似。


   图2 软件结构图

HDMI接收单元
  本系统HDMI单元采用的是MST3388,这是一个HDMI接收器,有三路RGB/YUV模拟信号输入端口和一路HDMI数字信号输入端口,所有输入经过MST3388后输出24位的RGB数字信号。

  HDMI信号通过MST3388完成信号的解码,输出24位的RGB数字信号和I2S音频信号,分别送往DVP-M和MSP3410进行处理。系统中HDMI支持的最高分辨率1080p
VGA和YPbPr信号分别进入其中两个模拟信号输入端口。对于VGA输入,转换成24位的RGB数字信号,进入DVP-M的数字通道。对于YPbPr信号,首先通过MST3388进行检测,如果分辨率在720p以上,则通过MST3388转换成数字信号,输出到DVP-M,否则直接从DVP-M的模拟通道输入。

声音处理单元
  声音处理单元采用的主芯片是MSP3410,它支持几乎所有的模拟电视声音信号,如B/G、L、I、D/K、M/N和FM-Radio,而且支持丽音(NICAM)数字音频标准。它和MCU之间通过I2C总线通信。

  Tuner(TV调谐器)的声音中频(Sound IF)信号从MSP3410的SOUND IF端口输入,HDMI解码出来的声音信号从I2S端输入,VGA和YPbPr信号源对应的声音信号分别从其中两组SCART端口输入,AV和SCART的声音信号通过MCU控制M52790,选择其中某一路进入一组SCART端口。

  处理后的声音信号从扬声器输出,电视信号通过MSP3410的SCART1端口输出到系统中的SCART1接口,作为电视输出,其它的声音信号从MSP3410 SCART2端口输出到系统中的AV OUT端口,作为AV输出。

  另外,在自动搜台时还需要借助MSP3410才能正确完成,搜台时首先需要从MSP3410中读取当前TV信号的声音制式,然后根据不同的声音制式向Tuner写入相应的中频数据。

状态存储单元
  状态存储单元,也叫Last Memory。采用的是一个32KB的EEPROM,存储一些系统状态、频道信息、各信号源的状态信息等内容。

  主要包括以下几个部分:最后的信号输入模式(如TV,AV1,HDMI等),最后选择的语言状态(如英语,法语等),最后的声音信息(如音量、低音、高音等),各信号源对应的图像亮度、对比度、色彩、色调等信息,VGA/HDMI显示状态(水平位置,垂直位置,相位,时钟),频道名及各频道的频率、色彩制式和声音制式等。

  每次进行与以上状态信息相关的操作时,MCU都会更新EEPROM中相应的内容,记忆当前的状态。开机时MCU会读取EEPROM中的内容,从而进入关机前的状态。

软件结构分析
  该系统的软件是基于BOS嵌入式操作系统的,根据系统需求分为五个任务和五个周期处理函数,软件结构如图2所示。

MainTask
  主要完成信号状态检测、I/O端口检测和按键处理,并根据不同的状态和按键动作向其它任务发送相应的请求。

EepTask
  根据收到的请求,对EEPROM进行读写,如台号、音量、色彩调节信息的读写。

DvpTask
  根据请求对DVP-M相应寄存器读写,完成通道切换、色彩调整、图像调整、OSD显示等工作。

OSDTask
  根据请求和当前状态完成OSD菜单(On Screen Display)显示内容的处理,并向DvpTask发送请求,写OSD相关寄存器,实现OSD显示。

DeviceTask
  根据请求控制Tuner的选台、搜台和MSP3410的声音解码和音量控制,以及对I/O口的输入/输出控制等操作。

结语
  本系统采用DVP-M作为主视频处理芯片,由于其集成度高,简化了硬件电路的设计,同时DVP-M还具有针对不同制式电视信号的超强处理能力。该系统提供了较为灵活的软件平台,在应用方面具有较大的发挥空间。

参考文献
1 邱邦能. RENESAS M16C/62嵌入式微控制器程序设计[M]. 武汉:华中理工大学出版社,2004.
2 DVP-M. R8J66604AXXFP数据手册.

关键字:信号  输出  单元  寄存

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