展訊3G手機(jī)電視芯片組設(shè)計(jì)

　　隨著國際三大3G標(biāo)準(zhǔn)(TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000)在中國落地，形成了以運(yùn)營商為核心的巨大產(chǎn)業(yè)鏈，經(jīng)歷一段時(shí)間的發(fā)展，中國 3G通訊時(shí)代的產(chǎn)業(yè)架構(gòu)初具規(guī)模。與此同時(shí)，中國手機(jī)電視CMMB產(chǎn)業(yè)也發(fā)展迅速，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和產(chǎn)業(yè)鏈的成熟成就了CMMB成為世界網(wǎng)絡(luò)覆蓋最大的手機(jī)電視網(wǎng)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展初具雛形。2010年3月，中國移動集團(tuán)宣布將推出TD-SCDMA和CMMB融合發(fā)展的商用業(yè)務(wù)，奠定了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的最大化發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　為了支持中國自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)業(yè)化，展訊通信有限公司(以下簡稱“展訊公司”)全力研發(fā)相關(guān)產(chǎn)品及解決方案，以推動中國通訊產(chǎn)業(yè)與廣播電視產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。時(shí)分同步碼分多址通訊系統(tǒng)(TD-SCDMA)是被國際電信聯(lián)盟(ITU)頒布為國際標(biāo)準(zhǔn)的中國自主知識產(chǎn)權(quán)第三代移動通訊標(biāo)準(zhǔn)。展訊公司于2004年開始陸續(xù)推出業(yè)界首款商用TD-SCDMA/GSM/GPRS多模通訊基帶芯片SC8800等系列芯片。中國移動數(shù)字多媒體廣播(CMMB)是被中國廣電總局頒布為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的自主知識產(chǎn)權(quán)移動多媒體廣播標(biāo)準(zhǔn)。展訊公司于2008年5月推出業(yè)界首款CMMB標(biāo)準(zhǔn)的手機(jī)電視單芯片SC6600V。此外，展訊公司在2009年世界3GSM大會上發(fā)布了世界首顆支持TD-SCDMA/GSM/GPRS/HSDPA的通訊射頻芯片?；谡褂嵉腡D-SCDMA手機(jī)基帶芯片SC8800、CMMB移動多媒體芯片SC6600V和多模通訊射頻芯片QS3200的3G手機(jī)電視解決方案，不僅具有全功能、低成本和Turn Key方案的優(yōu)勢特點(diǎn)，而且可以開發(fā)支持中國自主知識產(chǎn)權(quán)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品方案。

　　高集成度、全功能、低功耗通訊多媒體TD-SCDMA移動基帶芯片

　　目前，支持TD-SCDMA的3G手機(jī)解決方案多是采用5到6顆核心芯片來實(shí)現(xiàn)，集成度低、功耗大、產(chǎn)品面積大等問題已經(jīng)給終端廠商帶了極大困惑。從 TD-SCDMA通訊模塊的解決方案來看，很多方案需要采用一顆TD-SCDMA基帶芯片和一顆TD-SCDMA射頻芯片，同時(shí)還需要一顆 GSM/GPRS基帶芯片和一顆GSM/GPRS射頻芯片來實(shí)現(xiàn)；從多媒體處理模塊的解決方案來看，有些方案仍需要增加一顆專用多媒體處理(如 MP3MP4)的協(xié)處理器芯片才能實(shí)現(xiàn)基本的多媒體功能。SC8800是業(yè)界首顆集成了TD-SCDMA基帶處理和GSM/GPRS基帶處理以及多媒體處理等核心功能模塊的一款高集成度芯片，實(shí)現(xiàn)了3G功能手機(jī)解決方案。 SC8800支持HSDPA/TD-SCDMA/GSM/GPRS/EDGE多?；鶐幚恚С諬SDPA高速下載功能。

　　SC8800功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。SC8800從功能上劃分主要包括一個HSDPA/TD-SCDMA/GSM/GPRS/EDGE多?；鶐幚韱卧⒁粋€多媒體處理單元、一個電源管理單元，以及豐富的通用外圍接口(包括外部的存儲控制器和顯示控制器等)，每個功能模塊都采用了模塊化設(shè)計(jì)，模塊化的設(shè)計(jì)使得整個芯片具有非常好的可靠性和靈活度。這款芯片的主要特點(diǎn)如下：

　　多模的通訊基帶處理：SC8800芯片支持HSDPA/TD- SCDMA/GSM/GPRS/EDGE標(biāo)準(zhǔn),在2G標(biāo)準(zhǔn)方面，支持四頻GSM850/EGSM900/DCS1800/PCS1900和 EGPRS Class12。在3G標(biāo)準(zhǔn)方面支持TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)(3GPP版本 5)，同時(shí)支持三個標(biāo)準(zhǔn)頻段：F頻段 (1880-1900MHz)，A頻段(2010-2025MHz)和E頻段(2320-2370MHz)。該通訊模塊完全支持中國移動2G和3G融合的技術(shù)規(guī)范要求。

　　功能強(qiáng)大的多媒體：SC8800芯片具有功能強(qiáng)大的多媒體處理能力，內(nèi)嵌視頻處理器進(jìn)行視頻編解碼處理，同時(shí)增加了多媒體硬件加速器增強(qiáng)圖像處理能力，如支持MPEG4播放25fps等。音頻方面支持多種制式的編解碼，如MP3/AAC/AAC+等音樂格式的解碼和和弦鈴聲的處理，能夠處理常用音頻信源的解碼和播放，立體聲輸出也給該多媒體處理模塊添彩不少。特別是內(nèi)置2百萬像素?cái)?shù)碼相機(jī)控制器，可直接連接至數(shù)字 CMOS圖像傳感器，實(shí)現(xiàn)攝像和照相功能。

　　全面的LCD屏支持：SC8800最高支持WQVGA的分辨率(400x240)，如2.0寸、2.4寸、2.8寸、3.0寸和3.2寸等LCD屏都支持，并支持雙彩屏，而且集成了LCD控制器和觸摸屏控制器，便于客戶選擇更加豐富的屏的類型，定義出更多形式的產(chǎn)品。

　　高性價(jià)比的存儲器支持：SC8800內(nèi)置Nandflash控制器和SDRAM/DDR控制器，支持NAND booting，支持主流型號的NAND+SDRAM MCP。對于NAND FLASH的供電電壓配置靈活，在系統(tǒng)上電前，可以通過 STRAPPING進(jìn)行配置，可以配置成1.8、2.65、2.8、3.0V。在供電方面也設(shè)計(jì)合理，使用2.65V電源給NAND FLASH供電，1.8V電源給SDRAM供電。NAND FLASH與SDRAM分別直接與SC8800芯片的NAND接口和SDRAM接口相連。可以根據(jù)需要和市場行情，Memory可以選擇最具性價(jià)比的MCP(如1Gb/512Mb或者512b/256Mb等)。

　　豐富靈活的外圍接口：SC8800擁有豐富的外圍接口，既能夠滿足常規(guī)必備的外接設(shè)備，如RF芯片、Memory芯片等，也便于外接功能性第三方器件，如藍(lán)牙、GPS、 WiFi等。針對常規(guī)接口，本芯片設(shè)計(jì)了內(nèi)置USB2.0、SIM/USIM 卡接口、JTAG 接口和實(shí)時(shí)時(shí)鐘接口等。針對多媒體輸入輸出接口，音頻輸出可以采用PCM音頻接口輸出，CMMB手機(jī)電視處理可以采用LCM-IF接口進(jìn)行連接。針對擴(kuò)展FM、藍(lán)牙、G-Sensor等第三方功能模塊，本芯片提供UART接口、 SPI接口、I2C接口、I2S接口、 GPIO接口、SDIO接口 進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入輸出。芯片設(shè)計(jì)的架構(gòu)上再外圍接口這一方面進(jìn)行了詳細(xì)的考慮，針對未來3G技術(shù)的發(fā)展以及手機(jī)可能擴(kuò)展的功能進(jìn)行了詳盡的規(guī)劃，提供的豐富接口也滿足日益增加的功能業(yè)務(wù)的擴(kuò)展。

　　穩(wěn)定的電源管理： 芯片本身集成了電源管理單元，支持待機(jī)、開機(jī)等的電源管理功能，此外，本單元不僅可以支持片內(nèi)的供電，還可以實(shí)現(xiàn)對片外芯片進(jìn)行供電，從而在某些應(yīng)用情況下可大幅降低系統(tǒng)功耗。芯片內(nèi)核電壓1.8V，I/O接口電壓1.8~3.3V。

　　超低功耗、高集成度TD-SCDMA通訊射頻芯片

　　QS3200是一顆超低功耗、高集成度的TD-SCDMA通訊射頻芯片，可以支持包括TD-SCDMA、HSDPA、EDGE、GPRS、GSM等在內(nèi)的多種通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。由于是單芯片方案，其體積已做到同類產(chǎn)品中的最小規(guī)格，采用展訊QS3200的印刷電路板(PCB)總面積可以小于600平方毫米。 　　體積小、功耗低、支持多制式的QS3200單芯片射頻收發(fā)器，可極大提高手機(jī)的接收、發(fā)送和功率放大能力。

　　高集成度、低成本的射頻解決方案：展訊QS3200是支持雙頻TD-SCDMA和四頻EDGE的單芯片射頻收發(fā)器。它采用CMOS技術(shù)生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品成本低，芯片經(jīng)優(yōu)化適用于低成本的3G設(shè)計(jì)，可滿足當(dāng)今的體積小，低功耗，高性能的手機(jī)設(shè)計(jì)要求。

　　體積最小的TD-SCDMA/EDGE的射頻解決方案：展訊QS3200采用9x9毫米的QFN64封裝方式。由于是單芯片方案，因此采用QS3200的射頻解決方案的PCB總面積可小于600平方毫米。

　　性能卓越的射頻解決方案：展訊QS3200支持HSDPA和HSUPA，其射頻性能超出3GPPTS25.102標(biāo)準(zhǔn)的所有要求，TD-SCDMAHSPA下的上行EVM(誤差矢量幅度)小于3%,下行EVM小于5%。

　　可支持多種外接主控芯片的射頻解決方案：展訊QS3200可支持包括展訊SC8800系列雙?；鶐Ш推渌腡D-SCDMA基帶芯片等產(chǎn)品。 QS3200采用SPI控制接口使用，它的TD-SCDMA系統(tǒng)層支持兩個模擬I/Q以及LVDS接口，GSM系統(tǒng)層支持模擬I/Q接口。

　　高集成度、全功能CMMB手機(jī)電視核心芯片

　　目前，支持CMMB標(biāo)準(zhǔn)的芯片產(chǎn)品多是信道解調(diào)芯片，必須要外配信源解碼處理器芯片來完成信源解碼，從而才能真正實(shí)現(xiàn)手機(jī)電視功能。SC6600V是業(yè)界首顆集成了CMMB解調(diào)和H.264信源解碼的高性能、低功耗芯片，它的集成度提高直接帶來利益點(diǎn)就是功耗和成本的降低，豐富的外圍接口以及靈活的功能選擇給這款芯片增添了增值的空間，擴(kuò)展了其應(yīng)用領(lǐng)域。

SC6600V功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。SC6600V從功能上劃分主要包括一個高性能的微處理器、一個CMMB解調(diào)器，一個視音頻解碼器、一個電源管理單元，以及豐富的通用外圍接口(包括外部的存儲控制器和顯示控制器等)，每個功能模塊都采用了模塊化設(shè)計(jì)，模塊化的設(shè)計(jì)使得整個芯片具有非常好的可靠性和靈活度。這款芯片的主要特點(diǎn)如下：

　　豐富的外圍接口：SC6600V的輸入信號支持是從Tuner接收下來的中頻信號，也可以是經(jīng)過CMMB信道解調(diào)之后的MFS流。因此，SC6600V除了可以支持中頻輸入信號之外，還可以支持外配主流CMMB解調(diào)器，提供了靈活的輸入接口。在視頻輸出方面，支持解碼后的視頻YUV標(biāo)準(zhǔn)輸出，并且可以直接輸出到LCD顯示屏進(jìn)行顯示。同時(shí)也支持旁路視頻解碼器而直接輸出MFS流，這兩種選擇可依據(jù)應(yīng)用方案的不同而定。音頻輸出支持I2S接口，也可通過SPI輸出到主控芯片。此外，還有很多豐富的外圍接口可為產(chǎn)品應(yīng)用方案的擴(kuò)展提供便利。

　　靈活的信道解調(diào)：信道解調(diào)模塊完全支持CMMB標(biāo)準(zhǔn)的信號傳輸和復(fù)用規(guī)范，將中頻信號解調(diào)為MFS流輸出到其他模塊。在標(biāo)準(zhǔn)頻率范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了移動多媒體廣播系統(tǒng)廣播信道物理層各功能模塊，完成了移動多媒體廣播信道物理層傳輸信號的幀結(jié)構(gòu)、信道編碼、調(diào)制技術(shù)以及傳輸指示信息?？梢詫?shí)現(xiàn)支持多種信道編碼和調(diào)制方式用以滿足不同業(yè)務(wù)、不同傳輸環(huán)境對信號質(zhì)量的不同要求。

　　多標(biāo)準(zhǔn)信源解碼：信源解碼模塊支持H.264視頻解碼標(biāo)準(zhǔn)以及多種通行的音頻解碼標(biāo)準(zhǔn)(如MPEG1 audio layer 1/2, MP3, AAC LC和AAC + (LP)等)，采樣率最高可達(dá)到 48KHz，解碼速率最高可達(dá)320kbps，同時(shí)支持雙聲道。并且完全可以通過更新固件來實(shí)現(xiàn)對新增標(biāo)準(zhǔn)的支持。

　　全功能視頻后處理：顯示圖像可以支持WQVGA、QVGA、CIF以及QCIF等，并且可以實(shí)現(xiàn)對解碼視頻進(jìn)行縮放功能以適配不同的顯示屏幕，這樣就從硬件上支持了芯片對終端產(chǎn)品顯示屏幕大小的自適應(yīng)，擴(kuò)展了產(chǎn)品應(yīng)用的范圍。支持三層邏輯層(背景層、圖像層和視頻層)。針對圖像抖動和色彩糾正都采取了相應(yīng)的技術(shù)手段。

　　穩(wěn)定的電源管理： 芯片本身集成了電源管理單元，支持待機(jī)、開機(jī)等的電源管理功能，此外，本單元不僅可以支持片內(nèi)的供電，還可以實(shí)現(xiàn)對片外芯片進(jìn)行供電，從而在某些應(yīng)用情況下可大幅降低系統(tǒng)功耗。芯片內(nèi)核電壓1.8V，I/O接口電壓1.8~3.3V。

　　全功能、高集成度、低成本3G手機(jī)電視解決方案

　　TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)在中國移動的大力推動下逐漸成熟，而TD-SCDMA終端成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要支撐點(diǎn)，各種形式的終端應(yīng)運(yùn)而生，如上網(wǎng)本、無線固話、數(shù)據(jù)卡、智能機(jī)和功能手機(jī)等，其中能夠發(fā)展終端用戶同時(shí)又能夠很好的推動TD-SCDMA業(yè)務(wù)的終端非功能手機(jī)莫屬，一方面低成本的優(yōu)勢可以被廣大消費(fèi)者接受，另一方面目前大量TD-SCDMA的業(yè)務(wù)也能被集成在功能手機(jī)上，便于運(yùn)營商發(fā)展3G業(yè)務(wù)。在諸多功能手機(jī)的方案中，展訊公司的手機(jī)方案以絕對優(yōu)勢獲得市場的認(rèn)可。展訊公司擁有TD-SCDMA的通訊射頻芯片QS3200和基帶芯片SC8800，以及CMMB手機(jī)電視解調(diào)解碼芯片 SC6600V，三顆芯片再搭配簡單的周邊器件就可以實(shí)現(xiàn)完整的TD-SCDMA多媒體手機(jī)電視解決方案。核心芯片集成度高，周邊器件少，功耗低，成本高，功能全等諸多優(yōu)勢成就了該方案的大力推廣。方案主要特點(diǎn)如下

　　方案集成度高、設(shè)計(jì)簡潔：基于SC8800、QS3200和SC6600V的設(shè)計(jì)方案框圖如下圖，僅三顆主芯片就實(shí)現(xiàn)了TD-SCDMA多媒體功能手機(jī)電視方案，方案公司硬件設(shè)計(jì)方便。

　　軟件平臺穩(wěn)定完善：為了縮短客戶的設(shè)計(jì)時(shí)間，增強(qiáng)其產(chǎn)品開發(fā)能力，本方案提供一套完善的驅(qū)動程序和應(yīng)用軟件的通用接口，能夠提供快速有效的客戶軟件設(shè)計(jì)。同時(shí)考慮了產(chǎn)品差異化設(shè)計(jì)的通用接口和優(yōu)化空間。對于上層業(yè)務(wù)功能的拓展和軟件的優(yōu)化提供了靈活的平臺基礎(chǔ)。

　　底層軟件靈活而穩(wěn)定: 固件程序開發(fā)中考慮到了產(chǎn)品的可擴(kuò)展性，如音頻解碼可以通過更新固件來完成對新標(biāo)準(zhǔn)的支持，還有傳輸層可以通過更新固件來更換或者增加條件接收(CA)模塊等。模塊驅(qū)動程序開發(fā)完善，從外圍接口到基帶處理以及信道解調(diào)，從視頻解碼到音頻解碼，從圖形處理到第三方硬件功能模塊的集成，都具有穩(wěn)定而完善的驅(qū)動程序，這將作為芯片軟件庫提供給用戶。但是，由于底層軟件的開發(fā)與客戶差異化設(shè)計(jì)是透明的，因此底層軟件不具備用戶可開發(fā)性。

　　應(yīng)用軟件擴(kuò)展性能強(qiáng)大：基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的展訊Mocro平臺(展訊Mocro平臺以展訊多模通信芯片為核心，整合了通信軟件、應(yīng)用軟件、參考設(shè)計(jì)、開發(fā)板、開發(fā)工具和技術(shù)支持的一站式完整解決方案。基于MocorTM平臺，可幫助客戶在追求產(chǎn)品差異化的同時(shí)極大的縮短產(chǎn)品的上市時(shí)間)，在應(yīng)用軟件方面采用標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化相結(jié)合的設(shè)計(jì)思想，使得新業(yè)務(wù)應(yīng)用可以按照展訊公司的標(biāo)準(zhǔn)接口在不同的系統(tǒng)平臺上進(jìn)行擴(kuò)展。中間件都可以進(jìn)行更新和再擴(kuò)展，而針對手機(jī)電視不同的應(yīng)用產(chǎn)品終端，本方案的軟件平臺都進(jìn)行了完善和科學(xué)化的設(shè)計(jì)，可使客戶產(chǎn)品迅速上市。

　　產(chǎn)品差異化設(shè)計(jì)空間大：雖然目前同類產(chǎn)品還沒有充斥市場，但是展訊在進(jìn)行本方案的軟件設(shè)計(jì)上早已考慮到產(chǎn)品差異化問題。針對不同的用戶可以提供具有差異化的應(yīng)用平臺，靈活的GUI設(shè)計(jì)、支持不同的條件接收(CA或者M(jìn)BBMS)。本方案將提供一整套的SDK給客戶，從底層驅(qū)動/固件到適配層軟件/API，再到中間件以及針對不同終端產(chǎn)品的應(yīng)用軟件。

　　本文小結(jié)

　　目前，TD-SCDMA功能手機(jī)電視方案功能基本上只能在昂貴的智能手機(jī)上實(shí)現(xiàn)，而本方案芯片方案可以讓手機(jī)制造商和運(yùn)營商能把手機(jī)電視服務(wù)和3G技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，推向主流功能手機(jī)市場，并把推出更多的電視點(diǎn)播、組播等業(yè)務(wù)。憑借本方案的研發(fā)成功，展訊將為業(yè)界提供全方位的完整的TD-SCDMA手機(jī)電視終端解決方案，推動3G手機(jī)電視進(jìn)入大眾市場，從而滿足3G手機(jī)電視業(yè)務(wù)的商用需求。