浅谈3G手机电视芯片组及其应用方案

　　目前WCDMA、CDMA2000通信行业标准业已完成，信息产业部决定发布这两项系列标准。去年1月20日， 信息产业部已正式颁布"中国标准"TD-SCDMA为我国通信行业标准。信产部表示，经过多方面努力，我国第三代移动通信整体工作按照"积极跟踪、先行试验、培育市场、支持发展"的方针，有效开展了我国第三代移动通信技术评估、设备测试、网络试验和行业标准的研究制定等工作。 2010年3月，中国移动集团宣布将推出TD-SCDMA和CMMB融合发展的商用业务，奠定了具有自主知识产权的化发展的坚实基础。

　　TD-SCDMA作为中国提出的第三代移动通信标准[2]（简称3G），自1998年正式向ITU（国际电联）提交以来，已经历十多年的时间，完成了标准的组评估、ITU认可并发布、与3GPP（第三代伙伴项目）体系的融合、新技术特性的引入等一系列的国际标准化工作，从而使TD-SCDMA[3]标准成为个由中国提出的，以我国知识产权为主的、被国际上广泛接受和认可的无线通信国际标准。这是我国电信史上重要的里程碑。（注：3G共有4个国际标准，另外3个是美国主导的CDMA2000、WiMAX和欧洲主导的WCDMA.）基于展讯的TD-SCDMA手机基带芯片SC8800、CMMB移动多媒体芯片SC6600V和多模通讯射频芯片QS3200的3G手机电视解决方案，不仅具有全功能、低成本和Turn Key方案的优势特点，而且可以开发支持中国自主知识产权标准的产品方案。

　　在3G技术和系统蓬勃发展之际，不论是各个设备制造商、运营商，还是各个研究机构、政府、ITU,都已经开始对3G以后的技术发展方向展开研究。在ITU认定的几个技术发展方向中，包含了智能天线技术和TDD时分双工技术，认为这两种技术都是以后技术发展的趋势，而智能天线和TDD时分双工这两项技术，在目前的TD-SCDMA标准体系中已经得到了很好的体现和应用，从这一点中，也能够看到TD-SCDMA标准的技术有相当的发展前途。

　　高集成度、全功能、低功耗通讯多媒体TD-SCDMA移动基带芯片

　　目前，支持TD-SCDMA的3G手机解决方案多是采用5到6颗芯片来实现，集成度低、功耗大、产品面积大等问题已经给终端厂商带了极大困惑。从TD-SCDMA通讯模块的解决方案来看，很多方案需要采用一颗TD-SCDMA基带芯片和一颗TD-SCDMA射频芯片，同时还需要一颗GSM/GPRS基带芯片和一颗GSM/GPRS射频芯片来实现；从多媒体处理模块的解决方案来看，有些方案仍需要增加一颗专用多媒体处理的协处理器芯片才能实现基本的多媒体功能。SC8800支持HSDPA/TD-SCDMA/GSM/GPRS/EDGE多模基带处理，支持HSDPA高速功能。

　　SC8800功能结构如图1所示。SC8800从功能上划分主要包括一个HSDPA/TD-SCDMA/GSM/GPRS/EDGE多模基带处理单元、一个多媒体处理单元、一个电源管理单元，以及丰富的通用外围接口（包括外部的存储控制器和显示控制器等），每个功能模块都采用了模块化设计，模块化的设计使得整个芯片具有非常好的可靠性和灵活度。这款芯片的主要特点如下：

　　多模的通讯基带处理：SC8800芯片支持HSDPA/TD-SCDMA/GSM/GPRS/EDGE标准，在2G标准方面，支持四频GSM850/EGSM900/DCS1800/PCS1900和EGPRS Class12.在3G标准方面支持TD-SCD,同时支持三个标准频段：F频段，A频段和E频段。该通讯模块完全支持中国移动2G和3G融合的技术规范要求。

　　功能强大的多媒体：SC8800芯片具有功能强大的多媒体处理能力，内嵌视频处理器进行视频编解码处理，同时增加了多媒体硬件加速器增强图像处理能力，能够处理常用音频信源的解码和播放，立体声输出也给该多媒体处理模块添彩不少。特别是内置2百万像素数码相机控制器，可直接连接至数字 CMOS图像传感器，实现摄像和照相功能。

　　全面的LCD屏支持：SC8800支持WQVGA的分辨率，如2.0寸、2.4寸、2.8寸、3.0寸和3.2寸等LCD屏都支持，并支持双彩屏，而且集成了LCD控制器和触摸屏控制器，便于客户选择更加丰富的屏的类型，定义出更多形式的产品。

　　高性价比的存储器支持：SC8800内置Nandflash控制器和SDRAM/DDR控制器，支持NAND booting,支持主流型号的NAND+SDRAM MCP.对于NAND FLASH的供电电压配置灵活，在系统上电前，可以通过STRAPPING进行配置，可以配置成1.8、2.65、2.8、3.0V.在供电方面也设计合理，使用2.65V电源给NAND FLASH供电，1.8V电源给SDRAM供电。NAND FLASH与SDRAM分别直接与SC8800芯片的NAND接口和SDRAM接口相连。可以根据需要和市场行情，Memory可以选择性价比的MCP.

　　丰富灵活的外围接口：SC8800拥有丰富的外围接口，既能够满足常规必备的外接设备，如RF芯片、Memory芯片等，也便于外接功能性第三方器件，如蓝牙、GPS、WiFi等。针对常规接口，本芯片设计了内置USB2.0、SIM/USIM 卡接口、JTAG 接口和实时时钟接口等。针对多媒体输入输出接口，音频输出可以采用PCM音频接口输出，CMMB手机电视处理可以采用LCM-IF接口进行连接。针对扩展FM、蓝牙、G-Sensor等第三方功能模块，本芯片提供UART接口、 SPI接口、I2C接口、I2S接口、 GPIO接口、SDIO接口 进行数据的输入输出。

　　稳定的电源管理： 芯片本身集成了电源管理单元，支持待机、开机等的电源管理功能，此外，本单元不仅可以支持片内的供电，还可以实现对片外芯片进行供电，从而在某些应用情况下可大幅降低系统功耗。芯片内核电压1.8V,I/O接口电压1.8~3.3V.

　　超低功耗、高集成度TD-SCDMA通讯射频芯片

　　在TD-SCDMA系统中，基站系统通过数字信号处理技术与自适应算法，使智能天线动态地在覆盖空间中形成针对特定用户的定向波束，充分利用下行信号能量并的抑制干扰信号。基站通过智能天线可在整个小区内跟踪终端的移动，这样终端得到的信噪比得到了极大的改善，提高业务质量。

　　QS3200是一颗超低功耗、高集成度的TD-SCDMA通讯射频芯片，可以支持包括TD-SCDMA、HSDPA、EDGE、GPRS、GSM等在内的多种通讯协议标准。由于是单芯片方案，其体积已做到同类产品中的规格，采用展讯QS3200的印刷电路板（PCB）总面积可以小于600平方毫米。   体积小、功耗低、支持多制式的QS3200单芯片射频收发器，可极大提高手机的接收、发送和功率放大能力。

　　高集成度、低成本的射频解决方案：展讯QS3200是支持双频TD-SCDMA和四频EDGE的单芯片射频收发器。它采用CMOS技术生产工艺，产品成本低，芯片经优化适用于低成本的3G设计，可满足当今的体积小，低功耗，高性能的手机设计要求。

　　体积的TD-SCDMA/EDGE的射频解决方案：展讯QS3200采用9x9毫米的QFN64封装方式。由于是单芯片方案，因此采用QS3200的射频解决方案的PCB总面积可小于600平方毫米。

　　性能卓越的射频解决方案：展讯QS3200支持HSDPA和HSUPA,其射频性能超出3GPPTS25.102标准的所有要求，TD-SCDMAHSPA下的上行EVM（误差矢量幅度）小于3%,下行EVM小于5%.

　　可支持多种外接主控芯片的射频解决方案：展讯QS3200可支持包括展讯SC8800系列双模基带和其他的TD-SCDMA基带芯片等产品。QS3200采用SPI控制接口使用，它的TD-SCDMA系统层支持两个模拟I/Q以及LVDS接口，GSM系统层支持模拟I/Q接口。

　　高集成度、全功能CMMB手机电视芯片

　　目前，支持CMMB标准的芯片产品多是信道解调芯片，必须要外配信源解码处理器芯片来完成信源解码，从而才能真正实现手机电视功能。SC6600V是业界首颗集成了CMMB解调和H.264信源解码的高性能、低功耗芯片，它的集成度提高直接带来利益点就是功耗和成本的降低，丰富的外围接口以及灵活的功能选择给这款芯片增添了增值的空间，扩展了其应用领域。

　　SC6600V功能结构如图1所示。SC6600V从功能上划分主要包括一个高性能的微处理器、一个CMMB解调器，一个视音频解码器、一个电源管理单元，每个功能模块都采用了模块化设计，模块化的设计使得整个芯片具有非常好的可靠性和灵活度。这款芯片的主要特点如下：

　　丰富的外围接口：SC6600V的输入信号支持是从Tuner接收下来的中频信号，也可以是经过CMMB信道解调之后的MFS流。同时也支持旁路视频解码器而直接输出MFS流，这两种选择可依据应用方案的不同而定。音频输出支持I2S接口，也可通过SPI输出到主控芯片。此外，还有很多丰富的外围接口可为产品应用方案的扩展提供便利。

　　灵活的信道解调：信道解调模块完全支持CMMB标准的信号传输和复用规范，完成了移动多媒体广播信道物理层传输信号的帧结构、信道编码、调制技术以及传输指示信息。可以实现支持多种信道编码和调制方式用以满足不同业务、不同传输环境对信号质量的不同要求。

　　多标准信源解码：信源解码模块支持H.264视频解码标准以及多种通行的音频解码标准，采样率可达到48KHz,解码速率可达320kbps,同时支持双声道。并且完全可以通过更新固件来实现对新增标准的支持。

　　全功能视频后处理：显示图像可以支持WQVGA、QVGA、CIF以及QCIF等，并且可以实现对解码视频进行缩放功能以适配不同的显示屏幕，这样就从硬件上支持了芯片对终端产品显示屏幕大小的自适应，扩展了产品应用的范围。支持三层逻辑层（背景层、图像层和视频层）。针对图像抖动和色彩纠正都采取了相应的技术手段。

　　稳定的电源管理： 芯片本身集成了电源管理单元，支持待机、开机等的电源管理功能，此外，本单元不仅可以支持片内的供电，还可以实现对片外芯片进行供电，从而在某些应用情况下可大幅降低系统功耗。芯片内核电压1.8V,I/O接口电压1.8~3.3V.

　　全功能、高集成度、低成本3G手机电视解决方案

　　对于TD-SCDMA而言，通过低带宽FDMA和TDMA来抑制系统的主要干扰，在单时隙中采用CDMA技术提高系统容量，而通过联合检测和智能天线技术（SDMA技术）克服单时隙中多个用户之间的干扰，因而产生呼吸效应的因素显着降低，因而TD系统不再是一个干扰受限系统（自干扰系统），覆盖半径不像CDMA那样因用户数的增加而显着缩小，因而可认为TD系统没有呼吸效应。

　　TD-SCDMA产业在中国移动的大力推动下逐渐成熟，而TD-SCDMA终端成为产业发展的重要支撑点，各种形式的终端应运而生，一方面低成本的优势可以被广大消费者接受，另一方面目前大量TD-SCDMA的业务也能被集成在功能手机上，便于运营商发展3G业务。在诸多功能手机的方案中，展讯公司的手机方案以优势获得市场的认可。展讯公司拥有TD-SCDMA的通讯射频芯片QS3200和基带芯片SC8800,以及CMMB手机电视解调解码芯片SC6600V,三颗芯片再搭配简单的周边器件就可以实现完整的TD-SCDMA多媒体手机电视解决方案。芯片集成度高，周边器件少，功耗低，成本高，功能全等诸多优势成就了该方案的大力推广。

　　软件平台稳定完善：为了缩短客户的设计时间，增强其产品开发能力，本方案提供一套完善的驱动程序和应用软件的通用接口，能够提供快速有效的客户软件设计。同时考虑了产品差异化设计的通用接口和优化空间。对于上层业务功能的拓展和软件的优化提供了灵活的平台基础。

　　底层软件灵活而稳定： 固件程序开发中考虑到了产品的可扩展性，模块驱动程序开发完善，从外围接口到基带处理以及信道解调，从视频解码到音频解码，从图形处理到第三方硬件功能模块的集成，都具有稳定而完善的驱动程序，这将作为芯片软件库提供给用户。但是，由于底层软件的开发与客户差异化设计是透明的，因此底层软件不具备用户可开发性。

　　应用软件扩展性能强大：基于实时操作系统的展讯Mocro平台（展讯Mocro平台以展讯多模通信芯片为，整合了通信软件、应用软件、参考设计、开发板、开发工具和技术支持的一站式完整解决方案。基于MocorTM平台，可帮助客户在追求产品差异化的同时极大的缩短产品的上市时间），在应用软件方面采用标准化和模块化相结合的设计思想，使得新业务应用可以按照展讯公司的标准接口在不同的系统平台上进行扩展。中间件都可以进行更新和再扩展，而针对手机电视不同的应用产品终端，本方案的软件平台都进行了完善和科学化的设计，可使客户产品迅速上市。

　　产品差异化设计空间大：虽然目前同类产品还没有充斥市场，但是展讯在进行本方案的软件设计上早已考虑到产品差异化问题。针对不同的用户可以提供具有差异化的应用平台，灵活的GUI设计、支持不同的条件接收（CA或者MBBMS）。本方案将提供一整套的SDK给客户，从底层驱动/固件到适配层软件/API,再到中间件以及针对不同终端产品的应用软件。

　　小结

　　目前，TD-SCDMA功能手机电视方案功能基本上只能在昂贵的智能手机上实现，而本方案芯片方案可以让手机制造商和运营商能把手机电视服务和3G技术有机结合起来，推向主流功能手机市场，并把推出更多的电视点播、组播等业务。凭借本方案的研发成功，展讯将为业界提供全方位的完整的TD-SCDMA手机电视终端解决方案，推动3G手机电视进入大众市场，从而满足3G手机电视业务的商用需求。