基于DVP-M的LCD TV系統(tǒng)

引言

隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，LCD TV(液晶電視)相關(guān)技術(shù)也取得了快速的進步。相對于傳統(tǒng)CRT電視而言，它具有輕薄便攜、色彩豐富、清晰度高、綠色環(huán)保、耗電量低、使用壽命長等特點。

本文以基于DVP-M 的LCD TV方案為例，從硬件和軟件兩個方面介紹了LCD TV的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

DVP-M 簡介

DVP-M是瑞薩(Renesas)科技公司推出的一款液晶電視信號處理芯片，可使液晶電視實現(xiàn)多制式信號兼容。它可以將Y/C分離電路、顏色恢復(fù)電路、I/P轉(zhuǎn)換電路及畫質(zhì)調(diào)整電路集成在一起，進行集成化信號處理。同時，DVP-M還具有針對不同電視信號的超強處理能力。
　　
硬件結(jié)構(gòu)分析

系統(tǒng)主要由以下幾個單元構(gòu)成：電源、IR(紅外遙控)和鍵盤、HDMI接收、TV信號接收(Tuner)、視頻處理、聲音處理、狀態(tài)存儲(EEPROM)、主控MCU、音視頻端子和液晶顯示單元。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

本系統(tǒng)有8種信號源輸入端口：TV、HDMI、VGA、YPbPr、SCART1、SCART2、AV和SIDE AV，同時還有TV和AV輸出(AV OUT)。

采用Renesas的M16C為主控MCU，除了DVP-M是通過UART與

           
                                             圖1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

視頻處理單元

視頻處理單元主芯片采用DVP-M，使用了它的三個模擬信號通道和一個數(shù)字信號通道。

TV信號(來自Tuner的第二中頻輸出)一路從SCART1輸出，作為SCART TV輸出(該端口無論是否在TV模式都會有TV輸出)，一路經(jīng)過M52790輸出到AV OUT端口，還有一路進入DVP-M的第一模擬通道。

SCART接口是一種歐洲通用視頻接口，具有輸入和輸出功能，支持三種視頻信號格式，即CVBS(復(fù)合全電視信號)，YC(分量視頻信號)和RGB，輸入的信號格式可以通過MCU檢測SCART接口的FB引腳的電平，如果小于1V則為RGB，否則為CVBS/YC。

AV，SIDE AV和從SCART進入的YC/CVBS格式信號通過MCU控制M52790，選擇其中某一路進入DVP-M的第二模擬通道。

從SCART(包括SCART1和SCART2)進入的RGB信號和YPbPr的非高清信號(在HDMI接收單元有介紹)通過AV Switch FSAV330選擇進入DVP-M的第三模擬通道。

DVP-M數(shù)字通道進入的是通過MST3388輸出的24位RGB視頻信號。

MCU根據(jù)輸入的信號類型，設(shè)置相應(yīng)的DVP寄存器，完成DVP－M內(nèi)部通道的選擇，圖像處理等。

模擬信號在DVP內(nèi)部經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換、YC分離(亮色分離)、同步信號分離及處理、3D降噪處理、IP變換(隔行信號轉(zhuǎn)換成逐行信號)、VBI解碼(解出場消隱期間的Teletext和CCD等圖文信息)等處理，最后混和OSD信息生成24位的RGB數(shù)字信號送到液晶面板顯示。對于輸入的數(shù)字信號，除了沒有A/D轉(zhuǎn)換、YC分離和同步分離外，其它的處理和模擬信號類似。

               
 圖2 軟件結(jié)構(gòu)圖

HDMI接收單元

本系統(tǒng)HDMI單元采用的是MST3388，這是一個HDMI接收器，有三路RGB/YUV模擬信號輸入端口和一路HDMI數(shù)字信號輸入端口，所有輸入經(jīng)過MST3388后輸出24位的RGB數(shù)字信號。

HDMI信號通過MST3388完成信號的解碼，輸出24位的RGB數(shù)字信號和I2S音頻信號，分別送往DVP-M和MSP3410進行處理。系統(tǒng)中HDMI支持的最高分辨率為1080p。

VGA和YPbPr信號分別進入其中兩個模擬信號輸入端口。對于VGA輸入，轉(zhuǎn)換成24位的RGB數(shù)字信號，進入DVP-M的數(shù)字通道。對于YPbPr信號，首先通過MST3388進行檢測，如果分辨率在720p以上，則通過MST3388轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，輸出到DVP-M，否則直接從DVP-M的模擬通道輸入。

聲音處理單元

聲音處理單元采用的主芯片是MSP3410，它支持幾乎所有的模擬電視聲音信號，如B/G、L、I、D/K、M/N和FM-Radio，而且支持麗音(NIC AM)數(shù)字音頻標準。它和MCU之間通過I2C總線通信。

Tuner(TV調(diào)諧器)的聲音中頻(Sound IF)信號從MSP3410的SOUND IF端口輸入，HDMI解碼出來的聲音信號從I2S端輸入，VGA和YPbPr信號源對應(yīng)的聲音信號分別從其中兩組SCART端口輸入，AV和SCART的聲音信號通過MCU控制M52790，選擇其中某一路進入一組SCART端口。

處理后的聲音信號從揚聲器輸出，電視信號通過MSP3410的SCART1端口輸出到系統(tǒng)中的SCART1接口，作為電視輸出，其它的聲音信號從MSP3410 SCART2端口輸出到系統(tǒng)中的AV OUT端口，作為AV輸出。
另外，在自動搜臺時還需要借助MSP3410才能正確完成，搜臺時首先需要從MSP3410中讀取當(dāng)前TV信號的聲音制式，然后根據(jù)不同的聲音制式向Tuner寫入相應(yīng)的中頻數(shù)據(jù)。

狀態(tài)存儲單元

狀態(tài)存儲單元，也叫Last Memory。采用的是一個32KB的EEPROM，存儲一些系統(tǒng)狀態(tài)、頻道信息、各信號源的狀態(tài)信息等內(nèi)容。

主要包括以下幾個部分：最后的信號輸入模式(如TV，AV1，HDMI等)，最后選擇的語言狀態(tài)(如英語，法語等)，最后的聲音信息(如音量、低音、高音等)，各信號源對應(yīng)的圖像亮度、對比度、色彩、色調(diào)等信息，VGA/HDMI顯示狀態(tài)(水平位置，垂直位置，相位，時鐘)，頻道名及各頻道的頻率、色彩制式和聲音制式等。

每次進行與以上狀態(tài)信息相關(guān)的操作時，MCU都會更新EEPROM中相應(yīng)的內(nèi)容，記憶當(dāng)前的狀態(tài)。開機時MCU會讀取EEPROM中的內(nèi)容，從而進入關(guān)機前的狀態(tài)。
 
軟件結(jié)構(gòu)分析

該系統(tǒng)的軟件是基于BOS嵌入式操作系統(tǒng)的，根據(jù)系統(tǒng)需求分為五個任務(wù)和五個周期處理函數(shù)，軟件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

MainTask

主要完成信號狀態(tài)檢測、I/O端口檢測和按鍵處理，并根據(jù)不同的狀態(tài)和按鍵動作向其它任務(wù)發(fā)送相應(yīng)的請求。

EepTask

根據(jù)收到的請求，對EEPROM進行讀寫，如臺號、音量、色彩調(diào)節(jié)信息的讀寫。

DvpTask

根據(jù)請求對DVP-M相應(yīng)寄存器讀寫，完成通道切換、色彩調(diào)整、圖像調(diào)整、OSD顯示等工作。

OSDTask

根據(jù)請求和當(dāng)前狀態(tài)完成OSD菜單(On Screen Display)顯示內(nèi)容的處理，并向DvpTask發(fā)送請求，寫OSD相關(guān)寄存器，實現(xiàn)OSD顯示。

DeviceTask

根據(jù)請求控制Tuner的選臺、搜臺和MSP3410的聲音解碼和音量控制，以及對I/O口的輸入/輸出控制等操作。

結(jié)語

本系統(tǒng)采用DVP-M作為主視頻處理芯片，由于其集成度高，簡化了硬件電路的設(shè)計，同時DVP-M還具有針對不同制式電視信號的超強處理能力。該系統(tǒng)提供了較為靈活的軟件平臺，在應(yīng)用方面具有較大的發(fā)揮空間。

參考文獻

1 邱邦能. RENESAS M16C/62嵌入式微控制器程序設(shè)計[M]. 武漢：華中理工大學(xué)出版社,2004.
2 DVP-M. R8J66604AXXFP數(shù)據(jù)手冊.