林 凯,汪 繁,罗少峰
(康佳集团,广东 深圳 518053)
责任编辑:哈宏疆
南美国家巴西的数字电视正在迅速普及,液晶电视市场也发展迅速。在承办2014年世界杯的里约热内卢,已经有非常多的家庭使用上了数字平板电视。巴西的数字电视制式采用了ISDB-T标准,主要是通过开路天线进行数字电视信号的接收。这里介绍一款基于夏普TC90512X模块的巴西ISDB-T液晶电视设计。
该款设计的系统框图如图1所示。
MStar公司的MSD309是一颗用于液晶电视的SoC主芯片,含有多路模拟、数字输入接口,支持多种音视频解码,具有较强的图像处理能力,集成度高,功能强大。图2为MSD309内部功能框图。
图2 MSD309内部功能框图
TC90512X是夏普公司专门针对ISDB-T制式研发的一款集成了高频调谐器、模拟+数字中频解调的模块。
系统以MSD309主芯片为核心,配合相关的TC90512X模块,可以实现ISDB-T信号的接收与解调。TC90512X可分为高频信号处理模块、数字中频处理模块、模拟中频处理模块。其中数字中频处理模块通过TS流接口与MSD309相连;模拟中频处理模块直接将模拟中频信号解调成CVBS复合视频信号连接至MSD309进行解码;音频信号通过SIF中频连接至MSD309进行音频解调。MSD309的外围电路含有2颗DDR2、1颗128Mbit的SPIFlash,通过2组I2C总线对TC90512X的模拟中频、数字中频解调模块进行控制。
MSD309还提供了SPDIF数字音频的接收,可以直接解调数字中频处理模块中的SPDIF数字音频信号。
高频信号支持天线接入与有线输入,根据巴西当地标准,天线和有线的频道划分不同。外接信号通过一个射频开关进行切换后进入高通滤波器,放大后再进入衰减器。由于数字信号和模拟信号的衰减标准不一样,设置了一个增益开关,ON就是数字信号,OFF就是模拟信号的 3 个频段(UHF,VHF-H,VHF-L),通过 2 级的带通滤波器之后进入混频锁相模块。该模块主要通过内部的混频器和振荡器,产生所需要的中频信号到相应的模拟中频处理模块和ISDB-T数字中频处理模块。
模拟中频处理(图4)分为图像和声音2个通道。在图像通道中,IF信号先经过图像声表滤波将音频载频滤掉后送入图像中频放大,然后进行视频检波后就已经解调成CVBS信号,之后再放大输出。在声音通道中,IF信号先经过音频声表滤波将图像载频滤掉,然后通过声音中频放大后进行调频检波、放大 ,送出解调后的单音MONO信号,同时也可送出SIF信号(第二伴音中频)给主芯片MSD309进行解调,如果有SAP信号,就可在MSD309中解调出音频信号。
如图5所示,在ISDB-T的OFDM解调部分[1],中频信号先进入ADC(模数转换器),再进入I/Q解调模块,然后进入快速傅里叶变换(FFT)模块,最后是均衡和纠错模块。由于ISDB-T的OFDM段里有很多内载波,是通过8PSK/QPSK调制方式进行调制的,所以中频模块里面嵌入了一个8PSK的解调模块来进行内载波的解调。解调过程也是先进入ADC然后PSK解调模块,然后进入均衡和错误纠正模块,最终解出串行的TS流输出。
图6~8分别给出了高频处理模块初始化、模拟频道处理、数字频道处理的软件流程。
MSD309对ISDB-T的TS流处理步骤为:
1)截取串行TS流中的节目关联表(PAT),从节目关联表中取得这个节目的节目映射表(PMT)的PID值。
2)从TS流中找出与1)中PID值相对应的节目映射表(PMT),从这个节目映射表中获得构成这个节目的基本码流的PID值。
3)根据2)获得的PID值滤出相应的视频、音频和数据等基本码流,对于标清的ISDB-T信号,图像源格式为 720(704)×480,取样频率为4∶2∶0模式。至于声音信号的信源编码,采用基于MPEG-4的AAC压缩方式。
4)解码后复原为原始信号,删除含有其余PID的传送包。
其中,系统部分的软件设计参见文献[2]。
笔者介绍的基于TC90512X+MSD309的液晶电视方案,能实现巴西标清/高清ISDB-T格式的数字电视播放,整体成本较低,性能稳定,是一个比较具有竞争优势的方案。
[1]江海波.ISDB-T制式数字电视机机芯的系统设计[J].电视技术,2004,28(6):45-47.
[2]莫辉,郭斌,陈羽.基于CC1100+MSD209的网络液晶电视方案[J].电视技术,2010,34(6):49-51.