硅谷數(shù)模半導體公司（Analogix）成立于2002年3月，在數(shù)模混合技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)達到國際先進的研制水平，在通信、計算機和消費電子等多種領(lǐng)域，提供具有開創(chuàng)意義的集成電路產(chǎn)品，如：DPHY系列SerDes、長距離以太網(wǎng)PHY 以及面向數(shù)字電視領(lǐng)域應(yīng)用的HDMI 接口芯片。捷盈科技是Analogix國內(nèi)授權(quán)代理商之一，致力于平板電視機，高清、數(shù)字電視機的整體方案的研發(fā)和市場推廣。本文中，捷盈科技的高級工程師將詳細介紹基于Analogix單端口" title="單端口">單端口HDMI芯片ANX9011的LCD TV解決方案。
2006年，新的顯示接口 HDMI(High Definition Multimedia Interface)接口開始廣泛應(yīng)用于液晶電視中。HDMI即高清晰度多媒體接口，其協(xié)議由索尼、日立、湯姆遜(RCA)、飛利浦、松下、東芝和Silicon Image等公司合作開發(fā)完成，HDMI源于DVI(Digital Visual Interface)接口技術(shù)，以TMDS技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)為核心，傳送高質(zhì)量、無損耗、無壓縮的音頻信號及高分辨率視頻信號。由于無需在信號傳送前進行數(shù)/模或者模/數(shù)轉(zhuǎn)換，因此可以保證最高質(zhì)量的影音信號傳送。HDMI是首款消費類電子設(shè)備數(shù)字接口" title="數(shù)字接口">數(shù)字接口。
針對當前最熱門的消費類電子設(shè)備數(shù)字接口的應(yīng)用，作為Genesis和Analogix代理的捷盈科技公司，以Genesis LCD TV芯片為核心，并通過積極整合相關(guān)系列產(chǎn)品線，提供了完整的LCD TV平臺方案。以下介紹一款針對中大尺寸（即：32寸以及32寸以上）帶有HDMI接口的液晶電視解決方案。其中單端口HDMI芯片ANX9011來自Analogix Semiconductor（硅谷數(shù)模半導體公司）。
整體解決方案構(gòu)成
整個方案包括：主芯片" title="主芯片">主芯片(FLI8532)、PIP芯片(FLI8125)、單端口HDMI接收芯片(ANX9011)、聲音處理芯片(MSP34x0)、功放芯片(ST7297)、兩個128M的DDRRAM、一個24C32(EEPROM)、一個24C02(EDID數(shù)據(jù))及一個1Mbyte Flash ROM。
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圖1 LCD TV解決方案框圖
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主芯片 FLI8532，它是集成了3D解碼器、X86 MCU、PIP通道、Scaler及LVDS，具有高性能運動補償、亮色串擾、3D降噪、DCDi、ACC和ACM功能的芯片。FLI8532的主要功能是實現(xiàn)對各種輸入信號" title="輸入信號">輸入信號及PIP通道的處理，并最終把圖像和OSD合成為一路信號，輸出至液晶顯示器，從而完成對外圍相關(guān)芯片的控制。其詳細的原理框圖如圖2所示。
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圖2 FLI8532 原理框圖
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PIP通道 FLI8125，它是集成了2D解碼器、X86MCU、Scaler及LVDS，具有高性能DCDi、ACC和ACM功能的芯片。FLI8125的主要功能是實現(xiàn)對子通道各輸入信號的處理，并最終把圖像轉(zhuǎn)換成24Bit數(shù)字信號，輸出至FLI8532子通道。其詳細的原理框圖如圖3所示。
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圖3 FLI8125 原理框圖
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主芯片F(xiàn)LI8532和FLI8125都是內(nèi)置的MCU處理器，由此引出了主芯片MCU和PIP通道芯片MCU間的通信問題。通常，主芯片MCU作為主MCU，而PIP通道MCU作為從MCU，兩者通過SIPC（Serial Inter-Processor Communication）實現(xiàn)通信。借此實現(xiàn)了主通道MCU對子通道的控制，同時，子通道MCU可即刻告知主通道MCU其所處的狀態(tài)。
HDMI接口芯片 ANX9011，它是一個單端口的HDMI接收芯片，其特點是：支持1.65Gbps最高數(shù)據(jù)速率；支持HDMI1.2版本、HDCP1.1版本及DVI1.0版本；支持20m長線傳輸及色度空間轉(zhuǎn)換；支持16位與24位RGB或YUV信號的輸出；聲音采樣頻率從32~192kHz；支持 聲音和S/PDIF聲音輸出；內(nèi)部集成HDCP解密密鑰。其詳細原理框圖如圖4所示。
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圖4 ANX9011 原理框圖
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HDMI憑借3組TMDS 通道，以最高165MHz 的頻率，傳送以R/G/B或Y/Cb/Cr格式編碼的24位像素視頻數(shù)據(jù)，其最高帶寬可達4.95Gbps，實際視頻信號傳輸帶寬近4Gbps，可輕松應(yīng)對現(xiàn)有高清視頻制式。HDMI所擁有的充足帶寬，在今后很長一段時間內(nèi)，均能提供對更高規(guī)格視頻制式的支持（1080P信號所需帶寬為2.2Gbps）。HDMI還提供對最高8 路，每路采樣頻率高達192kHz 的高質(zhì)量音頻信號傳輸?shù)闹С郑ㄗⅲ篋VI 接口中不包含音頻信號通道，系統(tǒng)的音頻信號必須另由其他接口傳輸），而這一切只需在一條線纜中完成。另外，最新的HDMI 協(xié)議中還首次內(nèi)嵌了由Intel 公司發(fā)起制定的內(nèi)容保護機制 HDCP，這對于影音內(nèi)容提供商來說是極好的消息，而這也正是HDMI 剛剛嶄露頭角就獲得各方大力支持的根基所在。
HDCP（High-bandwidth Digital Content Protection 高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護）技術(shù)是Intel開發(fā)的為HDMI和DVI提供高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護的技術(shù)，是在發(fā)送設(shè)備（即主機）和接收設(shè)備間保護數(shù)字信號正常、合法地傳輸，防止非法接收的一種加密系統(tǒng)。簡單的說，HDCP 就是一種防止數(shù)字內(nèi)容盜版的加密技術(shù)，如果軟件和硬件其中之一不支持HDCP，那么就無法讀取數(shù)字內(nèi)容。
HDMI還具有以下優(yōu)勢：
（1）能夠兼容DVI接口，HDMI可以看成是DVI接口的強化與延伸；
（2）由于HDMI可以同時傳送影音信號，即音頻/視頻采用同一電纜，所以無需多條線材進行連接；
（3）與DVI相比，HDMI接口的體積更小，且DVI的線纜長度不能夠超過8米，而HDMI卻可以支持15米的線纜長度。另外基于Analogix公司在高速數(shù)模混合接口電路設(shè)計方面的專利（WideEye）技術(shù)，可以在長達40米的CAT5E線纜上傳輸HDMI信號。
（4）HDMI設(shè)備具有即插即用的特點，信號源和顯示設(shè)備之間會自動進行協(xié)商，自動選擇最合適的視頻/音頻格式。
模塊功能介紹
硬件結(jié)構(gòu)
調(diào)諧器模塊：前端使用飛利浦1216頻率調(diào)諧高頻頭。此高頻頭是一體化的高頻頭，可以直接輸出全電視信號。對于高頻模擬信號輸入，它能夠更好提高輸入信號的信噪比，提高輸入信號的質(zhì)量，從前端保證輸入的射頻信號的清晰度，抑制了前端引入的噪聲。
輸入模塊：主通道支持RF輸入、AV輸入、S端子輸入、YUV信號輸入(包括480P、576P、720P50Hz、720P60Hz、1080i50Hz、1080i60Hz)、VGA信號輸入及HDMI信號輸入。子通道支持RF輸入、AV輸入、S端子輸入、YUV信號輸入(包括480P、576P、720P50Hz、720P60Hz、1080i50Hz、1080i60Hz)及VGA信號輸入。此方案除支持兩路RF、AV及S端子外，還支持主子通道同步顯示的YUV及VGA輸入。
音頻模塊：使用MSP34x0進行音頻處理。它具有穩(wěn)定的性能，能夠自動識別射頻輸入的多制式聲音信號，而且能夠很好的解決國內(nèi)的聲音非標問題。
MSP34x0支持聲音5段均衡及聲音主通道輸出主視頻通道聲音，耳機通道輸出子通道聲音等。同時，借助ST7297模擬功放，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的聲音輸出功率，以滿足用戶的需求。
存儲器模塊：使用并行的1M Byte Flash ROM作為FLI8532的程序存儲空間；串行的512K Byte Flash ROM作為子通道芯片F(xiàn)LI8125的程序存儲空間；兩個128M的DDR存儲器，作為存儲數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分析的空間；24C32 EEPROM用于存儲需保存的數(shù)據(jù)；24C02 EEPROM用于存儲HDMI的EDID數(shù)據(jù)。
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圖5 軟件結(jié)構(gòu)框圖
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軟件結(jié)構(gòu)
從大的框架上，可以把軟件結(jié)構(gòu)分為三層：硬件驅(qū)動層、公用層及應(yīng)用層" title="應(yīng)用層">應(yīng)用層。除了這三個可以明顯區(qū)分的層級外，還包含OSD庫。
驅(qū)動層：主要驅(qū)動硬件的具體功能。其解碼器調(diào)用了庫，具體驅(qū)動對于高層用戶是屏蔽的，只能根據(jù)相應(yīng)的功能調(diào)用函數(shù)。
公用層：比驅(qū)動層高一層，是介于硬件驅(qū)動和應(yīng)用層中間的一層，它是連接驅(qū)動層和應(yīng)用層的橋梁。
應(yīng)用層：是與軟件開發(fā)人員緊密相關(guān)的一層，所有的應(yīng)用開發(fā)都是基于這一層完成。這一層完全對應(yīng)用工程師開放。
OSD庫：關(guān)于OSD的底層設(shè)置，它對于用戶而言是完全屏蔽的。而軟件應(yīng)用開發(fā)工程師則可以使用Genesis提供的制作工具 Workbench，完成OSD的制作。
編譯工具：使用第三方Paradigm公司的編譯器。
調(diào)試工具：使用GProbe調(diào)試工具，方便軟件應(yīng)用工程師調(diào)試軟件，及硬件工程師改善圖像質(zhì)量。
綜述
整個方案詳細講述了帶有HDMI數(shù)字接口設(shè)備的液晶電視方案的構(gòu)成，介紹了方案中各個主要芯片的功能，給出了相應(yīng)的原理框圖，并從硬件和軟件結(jié)構(gòu)兩個方面介紹了方案的具體實現(xiàn)方法。整個方案滿足了現(xiàn)代用戶對大尺寸液晶電視的需求。
本文摘自《世界電子元器件》