一种液晶电视平台架构的系统方案的设计和实现

 

　　在科技日趋数字化的今天，数字电视以提高无线频段资源、图形质量和由被动式观看到主动式的VOD点播等优点必然会吞噬传统模拟电视市场。尽管数字电视从上世纪90年代就开始进入人们的视野，但是直到现在，数字电视还是未能在范围内取代模拟电视，这个吸引人的市场在通向光明的道路上显得有些步履蹒跚。

　　简单说来，数字电视就是信源在采集、编辑、传播、接收和显示等整个广播链路中都保持数字化。数字电视的信源初基本都采用MPEG2编码，现在则有MPEG4、H.26?、AVS等标准，信道编码由于涉及了太多的变量，各国针对自身的情况采用不同的调制方式，比如QPSK、COFDM、VSB和QAM等，显得相当的复杂。由此产生了DVB、ATSC、ISDB 、T-DMB和DMB-TH、CMMB等。

　　但是，中国、欧洲、北美、日本等市场的模拟电视和数字电视标准都不同，各地区还分别有一些特别规定，例如欧洲市场要求支持图文、丽音（NICAM）、SCART接口等，北美市场要求支持CC（Closed Caption）、VCHIP等。因此，芯片提供商和电视生产商必须解决的问如何在同一平台上开发出不同的产品并避免重复开发工作，简化硬件软件设计，减少研发投入资金，为产品的升级和兼容提供方便，缩短产品上市时间；同时又能在同一条生产线上生产出满足各地区不同标准和特殊要求的电视机的问题。

　　另一方面，LCD TV市场的竞争越来越激烈，如何开发出成本更低、设计周期更短、性价比更高和更具竞争力的产品对LCD TV电视设计人员提出了极大的挑战，同时，也给芯片供应商带来了更多的机遇和挑战。因此，集成度更高、使用更简单、维护更方便、性价比更高的芯片将更多地赢得电视厂商的青睐。

 

图1：MST9X88 LCD TV平台架构的系统框图，MST9X88只需增加少量元器件就可构成一个完整的LCD TV系统

 

　　作为一家重要的LCD TV芯片供应商，MSTAR公司提供了一整套从小尺寸、中尺寸到大尺寸，从低端、中端到高端的LCD TV解决方案，这些芯片都具有可支持平台、可扩展、集成度高、开发维护简单、性价比高等优点，因而成为众多生产厂家竞相采用的LCD TV解决方案。其中，MST9X88是一款高集成度、高性价比的芯片，它集成有高性能的图像缩放模块、3D视频信号解码器、微控制器（MCU）和OSD产生器、NICAM及BTSC丽音解码器、图文解码器、HDMI接收器、高性能的3路10位ADC、3D隔行逐行转换等功能模块，MST9X88采用256脚PQFP封装，因此硬件实现简单，采用双面PCB就可以满足设计要求。

 

图2：MST9X88的高速模拟输入部分(ADC)

 

　　MST9X88 LCD TV平台架构

　　MST9X88 LCD TV平台架构如图1所示。MST9X88只需增加少量元器件就可构成一个完整的LCD TV系统。

　　1.TV解调部分

　　一个RF模拟电视信号经过调谐器解调、混频成IF信号，再进入中频放大器IC,经过中频放大、解调，输出CVBS视频信号，传送给MST9X88,同时，也将解调出来的第二伴音中频信号和音频信号传送给MST9X88.

　　当然，客户也可以直接采用一体化的调谐器，这样可以更便于开发和生产，还能缩短开发周期，但另一方面也将增加整个BOM成本。因此在演示板上，我们采用调谐器+中频放大器的方式，从而使整个方案的性价比和竞争力得到进一步提高。

 

图3：MST9X88的调试工具界面

 

　　2.高速模拟输入

　　MST9X88具有三路高速模数转换器（ADC）输入端口（图2）。这三个ADC输入端口是完全等同的，每一路都可支持电脑格式的VGA、XGA输入，高清信号的SDTV、HDTV输入，可支持1080P、UXGA输入，户可随意组合和应用，十分灵活方便。如果设计针对国内市场的机型，则可以采用一路作VGA输入，两路作HDTV的输入，或者一路作VGA输入，一路作HDTV的输入，一路作内置DVD、读卡器或USB的输入。如果设计针对欧洲市场的机型，则可以一路作VGA输入，一路作HDTV输入，另一路作FULLSCART的RGB输入。总之，不论是面向中国市场还是欧洲市场，三路ADC输入端口完全可以满足需求。

　　3.模拟视频输入

　　MST9X88具有四路复合视频（CVBS）输入，2路S端子（YC）输入，资源非常丰富。通常情况下，一路CVBS输入作为TV输入，另外的两路为后AV输入，另外的一路作为侧AV输入。S端子输入也一样，一路作后S端子，一路作侧S端子。在目前的机中，可支持三路AV和两路S端子的机器仍然比较少，一般都是两路AV和一路S端子。

　　如果要设计针对欧洲市场的机型，MST9X88模拟视频输入的资源也绰绰有余，它可支持一路FULL SCART和一路普通SCART.

　　MST9X88中集成有高性能的3D视频解码器，相对传统的2D视频解码器来说，无论是YC的分离的干净程度，还是画面的清晰度方面，它都具有很大的优势。MST9X88能够支持现有的所有彩色制式的解码，包括NTSC M、NTSC-J、NTSC-4.43、PAL（B、D、G、H、M、N、I、Nc）和SECAM.

 

图4：MST9X88的ISP工具界面

 

　　4.高清晰多媒体接口（HDMI）输入

　　MST9X88集成有一路HDMI接收器，同时还兼容DVI/HDCP接收标准。MST9X88可支持高达165MHZ的带宽，完全符合HDMI 1.2的标准，可支持1080P的输入，另外，它还支持长线功能，多可支持长达30M的长线，完全可以满足一般和特殊用途要求。

　　5.第二伴音中频解调（SIF）

　　由于MST9X88是面向平台的芯片解决方案，所以有可能会将欧洲的丽音和美国立体声（BTSC）的声音解调器集成进去。它支持两路的SIF输入，同时还支持A2/EIA-J、FM立体声及SAP的解调和解码，因此外部无需增加任何音频解码芯片就可实现解调丽音和美国立体声的功能，以进一步简化硬件电路的设计。但考虑到一般客户不会要求同时支持丽音和美国立体声，为进一步节省成本，可将支持丽音和支持美国立体声的芯片分开，即MST9E88和MST9U88,但两者的管脚兼容。使用和扩展也非常方便，无需改动任何硬件，只需对软件做一些相应的改动即可。

 

图5：MST9X88 ISP口和VGA口的连接，通过TXD、RXD来实现VGA口和MST9X88的硬件连接

 

　　6.声音输入输出和处理

　　同样， MST9X88也集成了声音处理部分，它多可支持4路立体声（L/R）和一路单声道输入，其中单声道主要是为TV输入提供的。另外，它还支持I2S和SPDIF的输入。对于HDMI,可支持采样频率为32K、44.1K、48KHz.

　　在输出方面，它内置了音频DAC和一个线性输出，一路重低音输出，同时还有I2S和S/PDIF输出。在音效处理方面，MST9X88具有音量、平衡、低音、高音、静音、均衡器、假立体声和环绕声等功能。

　　7.音频功放输出规格

　　MST9X88 DEMO BOARD上采用的是传统的AB类功放（ST公司的TDA7266SA），在VCC=11V,RL=8,THD=10%的情况下，可以达到7WX2的功率，此外还可以提供一路耳机输出。

　　8.串行闪存电路

　　MST9X88系统中所运行的程序存储在外部串行闪存PS25LV040内，PS25LV040具有512KB的存储空间，对目前一般的电视平台来说已经足够了。此外，它与MST9X88只需4线连接，SO8封装节省了PCB空间，在价格上也比并行闪存便宜。

　　9.按键和遥控

　　MST9X88内置有MCU,同时内置了4个低速ADC端口，所以可用两个或两个以上的ADC作为按键口，可实现8个以上的按键，完全可以满足用户的需要。

　　此外，MST9X88还内置了一个外部中断以实现遥控功能，它可以支持所有的遥控编码，例如：NEC、RC-5、MITSUBISHI、PANASONIC、JVC等。如果是NEC码，还可以使用MST9X88内部的硬件解码器来解码，更加方便和快捷。

　　10.升级和维护

　　MST9X88中内置的MCU为51内核，因此系统的调试，完善和维护非常简单和方便，图3显示了 MST9X88的调试工具，通过它可以很方便地跟踪MST9X88中的一些寄存器和程序运行的信息。

　　同样，MST9X88也能实现在线升级（ISP）功能，这使得后期的生产和维护非常方便，并且客户可以通过本机自带的VGA端子轻松实现ISP功能，万一生产的时候出现问题，也免除了拆机和装机带来的麻烦和低效率。图4即为MST9X88的ISP工具，图5表示MST9X88 ISP口和VGA口的硬件连接关系，主要是通过TXD、RXD来实现VGA口和MST9X88的硬件连接。

　　，MST9X88还集成了高性能的缩放模块，3D隔行逐行转换处理，支持电影模式，3:2、2:2下拉功能，以及图文、CC、VCHIP等。

　　本文小结

　　基于MST9X88开发出的LCD TV,可以针对欧洲、美国市场需要，换用管脚兼容的芯片，使产品兼容市场的要求。其中，MST718BE是针对欧洲市场开发的，具有图文，丽音功能；MST7181BU是针对美国市场开发的，支持CCD和Vchip功能。由于Mstar公司已将这些功能集成在芯片硬件DSP中，开发商可直接在现有的基础上构建其应用层，并对其进行调用。对于MST9X88, Mstar公司还提供成熟的底层软件平台，能加快LCD TV 软件的开发进度。

　　通过以上说明可知，构建定制的LCD电视信号处理平台并非难事。为进一步推动对LCD TV的研发，Mstar公司现已设计出并提供 基于MST9X88的LCD平台演示板，可作为参考设计和效果演示工具。该演示板是一个针对市场的LCD TV平台，支持图文、丽音功能，而通过换用管脚兼容的同型芯片，则还能支持CCD和Vchip功能。