基于ST40GX1與STi5514網(wǎng)絡(luò)交互式數(shù)字機頂盒硬件平臺設(shè)計
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１．２．１ 系統(tǒng)設(shè)備
ST40GX1系統(tǒng)設(shè)備包括中央處理器ＣＰＵ、用于ＤＳＰ功能的浮點運算單元／加乘處理單元（ＦＰＵ／Ｍａｃ）、存儲管理單元（ＭＭＵ）以及ＤＭＡ控制模塊。
其中，ＣＰＵ為 ３２位ＳｕｐｅｒＨ ＲＩＳＣ，２通道超標量體系結(jié)構(gòu)主頻１６６ＭＨｚ，１６位指令定長Ｌｏａｄ－Ｓｔｏｒｅ結(jié)構(gòu) ８ＫＢ直接指令緩存，１６ＫＢ直接操作數(shù)緩存，帶有一個片上乘法器。
存儲器支持４Ｇ的存儲空間，支持單塊或多塊虛擬內(nèi)存模式。頁面大小可以為１ＫＢ、４ＫＢ、６４ＫＢ或１ＭＢ。支持４通道全相關(guān)指令ＩＴＬＢ（Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ Ｌｏｏｋａｓｉｄｅ Ｂｕｆｆｅｒ）、６４通道全相關(guān)指令以及操作數(shù)ＵＴＬＢ。支持軟件控制的更新算法以及隨機計數(shù)的更新算法。這為３２位保護模式下的操作系統(tǒng)提供了完備的硬件平臺。
通用ＤＭＡ控制器支持５個通道的數(shù)據(jù)傳輸，其中４個通道可以用于存儲器到存儲器或存儲器到外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送，另外一個通道為帶緩沖的多路復(fù)合通道。支持２Ｄ塊的搬動以及鏈表操作。兩個通道的ＤＭＡ握手信號和ＥＭＩ接口信號被用于ＭＰＸ總線操作。
１．２．２ 外設(shè)接口模塊
外設(shè)接口模塊包括通用接口模塊和視頻專用接口模塊。
通用接口模塊包括兩個與ＳＴ４０系列處理器兼容的全雙工異步串行通信端口、中斷控制器、符合ＩＥＥＥ１１４９規(guī)范的調(diào)試控制器、實時時鐘、４個用戶可編程的ＰＬＬ、２４位輸入輸出方向可配置的并行Ｉ／Ｏ口，兩個符合ｖ１．１規(guī)范的ＵＳＢ主控制器和收發(fā)器、Ｍｏｄｅｍ模擬前端接口ＭＡＦＥ、兩個可配置為支持Ｉ２Ｃ或ＳＰＩ總線接口標準的同步串行控制器（ＳＳＣ０ＳＳＣ１）、Ｔｅｌｅｔｅｘｔ輸入接口、兩個使用異步協(xié)議的ＳｍａｒｔＣａｒｄ接口、用于和外部微處理器通信的存儲映射郵箱（Ｍａｉｌｂｏｘ），符合ＰＣＩ２．１規(guī)范的ＰＣＩ接口控制器、兩路音頻ＰＣＭ輸入接口和一路ＰＣＭ輸出接口等。
視頻專用接口以及處理模塊包括字視頻輸入端口和２Ｄ圖像處理器。
兩個ＣＣＩＲ６０１－６５６視頻輸入端口（ＤＶＰ０，ＤＶＰ１）可以同時輸入ＹＣｂＣｒ ４：２：２格式的視頻數(shù)據(jù)，并將其裝入局部存儲器。對沒有內(nèi)嵌同步信號的視頻還根據(jù)ＳＡＶ／ＥＡＶ協(xié)議提供了外同步信號支持，用戶可以從輸入的視頻圖像中設(shè)定視頻捕獲窗口以及活動窗口的子窗口。數(shù)字編碼器（ＤＥＮＣ）將數(shù)字視頻流轉(zhuǎn)換為標準的模擬基帶ＰＡＬ／ＳＥＣＡＭ／ＮＴＳＣ信號以及ＲＧＢ和ＹＵＶ模擬分量信號。如果在ＬＭＩ上使用３２位的ＤＲＡＭ，則可以獲得ＲＧＢ２４位的數(shù)字視頻流。 ２Ｄ圖像處理器（或圖像塊傳送引擎）擁有兩個２Ｄ ＤＭＡ圖像數(shù)據(jù)輸入源，可完成一整套強大處理操作。除了完成普通２Ｄ圖形加速功能外，還可完成不同圖形格式（ＲＧＢ／ＹＵＶ等）之間的轉(zhuǎn)換，其中包括塊填充、塊拷貝、異步復(fù)合、色彩變換以及２Ｄ縮放處理等功能。
２ 基于ＳＴｉ５５１４和ＳＴ４０ＧＸ１的系統(tǒng)構(gòu)成
根據(jù)ＳＴｉ５５１４和ＳＴ４０ＧＸ１的功能特點提出的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)方案如圖１所示。
２．１ 前端解碼部分
由于ＳＴｉ５５１４內(nèi)置三路ＴＳ流解擾通道，故采用雙路的Ｔｕｒｎｅｒ＋ＳＴＶ０２９７ＱＡＭ解調(diào)器同時解調(diào)兩個頻道的基于ＤＶＢ－Ｃ的視頻數(shù)據(jù)傳輸流。充分利用ＳＴｉ５５１４的硬件解擾、控制處理以及解碼能力，可以實現(xiàn)畫中畫功能。其中Ｔｕｒｎｅｒ可以采用ＭｉｃｒｏＴｕｎｅ的ＭＴ２０４０單芯片調(diào)諧器以節(jié)省空間和成本。此外，通過外接ＳＴＥ４２２，對ＩＥＥＥ１３９４接口輸入提供支持。
２．２ 后端解碼部分
后端解碼由ＳＴｉ５５１４完成。ＳＴｉ５５１４通過外接８ＭＢ共享的ＳＤＲＡＭ完成在信道解調(diào)、解復(fù)用以及解碼過程中所需要的存儲資源，ＳＴｉ５５１４通過ＭＰＸ總線共享位于ＳＴ４０ＧＸ１ ＥＭＩ接口上的１６ＭＢ ＦＬＡＳＨ。通過ＡＴＡ接口外接硬盤存儲器以擴展ＶＣＲ應(yīng)用。ＳＴｉ５５１４解碼后的符合ＩＴＵ－Ｒ６０１＿６５６標準的視頻數(shù)據(jù)通過視頻輸出端口直接輸入到ＳＴ４０ＧＸ１的兩路視頻輸入端口中的ＤＶＰ０。ＳＴｉ５５１４向ＳＴ４０ＧＸ１發(fā)送２７ＭＨｚ的像素時鐘以及同步信號，以確保ＳＴｉ５５１４視頻數(shù)據(jù)正確接收。
２．３ 圖形處理及便于交互式應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)接口
交互式應(yīng)用硬件實現(xiàn)部分由ＳＴ４０ＧＸ１以及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口完成。
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