發布日期：2022-07-14 點擊率：45
從芯片技術上來看,CPU、解碼器、解復用器、以及音/視頻處理器目前有集成于單芯片的趨勢,也有廠商開始將調諧解調器也集成起來,形成單芯片解決方案,從而進一步降低器件成本并提高可靠性。在芯片工藝方面來看,現有芯片大多采用130或90納米,甚至65納米。
信道解調器集成度提升簡化系統設計
多種廣播制式的存在,為支持各種調制方式的信道解調芯片提出了廣闊的需求。瀾起科技推出的M88DT2000是針對DVB-T數字電視的高性能信道解調器,完成數字電視系統接收端的解調、解碼等功能,該芯片內嵌高性能的10bit數模轉換器,可對中頻(和)進行直接采樣。此外,M88DT2000還特別集成了MCU,可以方便地進行鎖定指示、信號質量、器件狀態的控制和調度；并且具有輔助時鐘輸出,可用于系統其他模塊；內嵌的電源管理模塊支持3.3 V單電源供電。
在針對中國地面數字電視標準方面,凌訊科技推出的全模式國標地面數字電視信道解調芯片LGS-8G52,其單、多載波的性能均處于領先地位,是中國市場上適用于數字電視一體機的一款理想的“二合一”單芯片產品。8G52的單芯片方案不僅具備單、多載波性能,而且還能極大地降低成本,節約空間并簡化方案設計。據悉,海信、長虹、TCL、康佳、三星等都有采用LGS-8G52芯片的iDTV產品。
圖1:數字電視一體機的原理框圖。
Trident也有一款符合中國數字電視地面廣播傳輸標準的信道解調芯片TDM5560,采用了TDS-OFDM調制技術,內部集成了10 bit ADC,支持4/16/64QAM調制方式,支持0.4/0.6/0.8 LDPC碼率,支持自動模式識別。
為了全方位支持中國數字電視地面廣播傳輸標準,卓勝微電子創造性地在算法級實現了國標單、多載波融合,推出的解調芯片MXD1320能真正自動識別國標所有330種模式。MXD1320對外圍器件與電路要求低,有利于減少整機成本:支持零中頻及任意中頻,方便調諧器選擇；超強頻偏檢測與補償,支持使用低成本晶振；強鄰道選擇性濾波,降低對中頻帶通濾波器要求。
不過,也有業界人士認為,更多IC公司開始進入國標解調器領域,再伴隨成本競爭與標準的確定,解調芯片還是有望與主芯片集成在一起,就像目前ATSC、DVB-T和DVB-C等領域那樣,出現解調器與主芯片集成的單芯片方案。
在針對衛星電視標準方面,Broadcom公司單通道高清衛星接收機芯片BCM7325,將BCM4506前端芯片的單調諧器/解調器功能和支持多種視頻格式的AVC解調器集成在一起,支持包括DVB-S,DVB-S2與8PSK標準在內的多種格式。BCM7325運行于333MHz速率的雙線程MIPS CPU核心,可提供超過550DMIPS的性能。BCM7325的設計支持UMA和非UMA存儲架構,并利用400MHz時鐘,32-bit寬DDR2存儲器接口來提升性能和支持低成本的存儲器。
不過,也有部分業內人士認為,雖然Broadcom的方案性能相對更高,但起量的門檻也較高,不是很適合小型電視廠商采用。
先進音/視頻處理技術打造更出色的消費者體驗
隨著DTV設計變得越來越薄,揚聲器變得越來越小,機箱的聲學特性變得越來越差,如何改變音頻源,使之提供與高清視頻相匹配的高品質音頻成為半導體界的一個熱點。
通過采用數字音頻處理和放大,可以彌補DTV在音頻方面的一些缺陷。ADI的高級音頻處理器就提供多種改進音頻的選擇,從基本的揚聲器均衡到復雜的環繞立體聲虛擬,小尺寸的D類音頻放大器提供和大電視機音箱一樣的音頻體驗所需要的功率。例如ADAV46xx系列產品結合了高性能的多通道24 bit模數轉換器(ADC)、數模轉換器(DAC)和集成的多通道PWM,為實現高級電視音頻方案提供了所需的所有子系統功能。這款音頻處理器可與ADI公司HDMI接收芯片和D類功率放大器協同工作,能消除影響聲音純凈度的喀嗒聲和爆米花噪聲。
歐勝微電子的多通道編解碼器系列芯片WM8593、WM8594和WM8599,獨特的片上型音頻系統可在器件中支持廣泛的模擬及數字音頻信號,并同時使用兩個完全獨立的高品質立體聲DAC和ADC,可支持2Vrms輸入和輸出的SCART(歐洲標準視頻接口)開關。所有這些新型芯片都可工作于和9V的額定電壓,因而設計者無需為驅動和接收2Vrms音頻信號設計單獨的電路。
專門針對主流平板電視,意法半導體STV83xy系列電視音頻處理器芯片配備了檢測、解碼和處理模擬音頻傳輸或含有多聲道內容的數字音源進而驅動從增強型立體聲到全5.1環繞聲的所有聲道所需的全部資源。該產品內置一個高端DSP來為平板電視機提供音頻補償,同ADI的ADAV46xx系列音頻處理器一樣,該產品也可以和數字音頻放大器協同工作,從而組建一個純數字的音頻處理通道,提供更出色的音頻體驗。
無線技術改變著人們的生活,隨著越來越多的視頻采用無線傳輸方式,圖像壓縮技術的重要性日益凸顯。ADI的Wavescale圖像壓縮技術在噪聲很大的無線環境下也可提供HD圖像質量,徹底地減小了無線傳輸信道中可能造成的錯誤所帶來的視頻影響。
消費者對大屏幕高清電視興趣的提升,促使制造商們轉向1080p分辨率,這就需要設計者以有競爭力的價格提供真正1080p高清視頻。Broadcom的BCM3563是支持1080p分辨率的HDTV單芯片解決方案,采用了65納米工藝技術設計和制造,使得制造商能夠在系統中集成更多的功能、提高系統性能并降低總功耗,從而降低系統整體成本。這款器件可以兼容NTSC模擬標準、ATSC數字標準和數字有線電視標準,提供雙NTSC/PAL視頻解碼器,每個解碼器都有自己的3D梳狀濾波器和自適應運動去隔行功能。此外,該芯片還整合了視頻處理功能單元,以降低噪聲、提高圖像清晰度并實現動態對比度調整和彩色控制。
能實現全高清1080p分辨率的高質量影像的還包括TI的TVP9010HDTV處理器。為支持向日后的DTV技術過渡,TI還推出基于TVP9007處理器的ATSC至NTSC轉換盒開發平臺,并提供配套集成的8-VSB/QAM解調器與TVP9xHDTV處理器。
在完成相同產品應用的情況下,芯片是否支持更多種類的視頻格式會直接導致終端產品的優劣。富士通微電子推出了一款針對數字視頻廣播的全高清視頻多解碼器MB86H60,可在全高清模式下對MPEG-2和兩種壓縮格式進行解碼,在一個芯片上整合音頻、圖形視頻處理和處理高清廣播所需的多種功能。該芯片的CPU內核為高性能ARM 1176JZF-S,支持針對電視和機頂盒的系統控制、圖文電視、字幕和JPEG解碼等功能。
曾有工程師表示,在眾多視頻處理方案中,Trident的方案因為技術門檻低,開發簡單而受到中國多家電視廠商的采納。目前,本土廠商長虹、海爾、海信、康佳、創維和夏華等都已經開始生產采用Trident的SVP WX 10bit視頻處理器的電視。該處理器集成了采用動態估計和動態補償(MEMC)技術的Trident自然動態控制器。
同樣針對中國高端家用iDTV市場的還有NEC電子的單芯片參考設計EMMATV-C03,該方案基于NEC電子的EMMA 3TL iDTV單芯片,支持MPEG-2和高清解碼,可以直接驅動LCD屏,支持720p/1080p輸出。
為了滿足視頻標DTV的需求,NEC電子的EMMA 3SV將視頻與音頻等數字信號的解碼功能、以及圖像顯示等接收數字廣播信號系統所必需的功能全部集成到一顆芯片上,并且內置了處理音頻數據的DSP,可滿足Dolby Digital Plus和HE-AAC等下一代音頻標準的需求。
隨著DTV屏幕越來越大,很多的電視廠商開始推出集成1920x1080高分辨率的HDTV,而往往系統的升級會給軟件開發帶來很大的麻煩。NEC電子推出的EMMATM2TH/H,在原來EMMA2TH的畫質控制基礎上改良了各種圖像處理電路,可兼容自1998年來約10年間開發EMMA系列產品中所積累的MPEG解碼軟件,有利于大幅減少用戶軟件開發的壓力。
成熟的平臺化方案壓低iDTV成本
雖然機頂盒、USB棒等產品早已經成熟,比一體機早一步到達用戶手里,但一體機毫無疑問才真正是消費者的最終夢想。海信、長虹、TCL、康佳、三星、LG、東芝等都有一體機正式上市。
不過在中國,目前上市的iDTV大多都是接收地面數字信號的,由于支持數字電視標準DVB-C的電視在不同地域有著不同的條件接收標準,這就導致有線數字信號的接收端無法大規模量產。在價格過高、內容匱乏、廣播網絡建設不足等因素下,想要說服消費者為昂貴的一體機買單還為時稍早。
為了解決iDTV系統設計的挑戰,并進一步降低成本,半導體廠商紛紛推出完整的數字電視設計平臺。例如意法半導體針對數字電視設計的硬件平臺DTV150,在單芯片上整合了信號解調、MPEG-2的HD和SD解碼、全高清視頻處理器、高品質音頻處理器和視頻轉換等功能,適用于全球標準的iDTV。DTV150以ST的STi1010單芯片iDTV處理器為核心,以單一芯片提供了數字及模擬電視廣播解碼和電視視頻處理等功能。
恩智浦半導體支持/MPEG4/MPEG2的單芯片(PNX8543x)液晶電視方案TV543,讓用戶可直接在LCD TV上收看互聯網上基于/MPEG4的SD和HD豐富內容。如果采用傳統的MPEG2數字電視方案,通過增加一塊MPEG4/的板子來升級數字電視,兩塊板子的成本加起來比采用TV543要高出很多。除了支持/MPEG4外,PNX8543x還集成了2個HDMI V.1.3端口,支持MPEG1,AAC V2或者AC-3,以及增強的MPEG偽影減少技術。
卓然SupraHD處理器也被很多知名品牌的數字電視產品所采納,包括適用于歐洲市場的SupraHD 670 DVB-T/PAL液晶電視參考設計；適用于美國市場的SupraHD 780 ATSC/NTSC 1080P液晶電視參考平臺。SupraHD 780和SupraHD 770單芯片ATSC處理器將所有必須的數字電視和模擬電路整合進了一個單一的、具有成本競爭力的套件,支持1080i高清內容視頻輸入和WSXGA PC模擬視頻輸入。
目前中國電視市場使用多種數字電視標準,包括地面調制和不同地域的有線電視條件接收。為了更貼合中國國情,不少國際半導體廠商選擇與中國本土第三方合作開發iDTV平臺。例如Broadcom與中國上海暉悅數字視頻科技有限公司合作,提供完整的數字電視解決方案,通過把Broadcom單片電視機平臺(BCM3560/BCM3563)與悅iTVware中間件的結合,電視制造商能夠很容易的為中國市場開發價格適中的、能夠同時兼容全部中國數字電視標準的產品。
“中星9號”帶來衛星iDTV新機遇
雖然支持ATSC、DVB-T標準的iDTV有可能成為最普遍的類型,但是帶DVB-C和數字衛星接收能力的電視機也有望占領更多市場。
今年6月,中國“中星9號”成功發射并投入使用,采取不加密方式傳輸47套免費數字電視節目,用戶使用直徑～0.6米小型天線就能直接接收衛星廣播電視節目,這對涉足中國直播衛星接收標準ABS-S的廠商提供了一次良好的機遇。
中天聯科(Availink)推出了ABS-S衛星電視信道解調芯片AVL1108,AVL1108主要功能包括基帶信號解調和信道解碼,用于將衛星調諧器輸出的ABS-S基帶信號轉換成TS流,并通過簡單的接口提供給后端解碼芯片。據該公司聲稱,與國際上同類技術DVB-S2芯片相比,AVL1108芯片功耗低50%,速率高出50%。
長虹已經發布首臺衛星數字電視一體機,用戶不需另買機頂盒,只需通過售價100元左右、直徑為0.5米的衛星天線就可直接接收中星9號傳送的數字電視節目。相信未來在更多芯片廠商涉足ABS-S標準的芯片之后,該類產品成本還將進一步降低,中國終端衛星數字電視產業的龐大市場也將被啟動。
作者:趙娟
