引言

        隨著數字技術的發展，LCD TV(液晶電視)相關技術也取得了快速的進步。相對于傳統CRT電視而言，它具有輕薄便攜、色彩豐富、清晰度高、綠色環保、耗電量低、使用壽命長等特點。

        本文以基于DVP-M 的LCD TV方案為例，從硬件和軟件兩個方面介紹了LCD TV的系統結構。

DVP-M 簡介

        DVP-M是瑞薩(Renesas)科技公司推出的一款液晶電視信號處理芯片，可使液晶電視實現多制式信號兼容。它可以將Y/C分離電路、顏色恢復電路、I/P轉換電路及畫質調整電路集成在一起，進行集成化信號處理。同時，DVP-M還具有針對不同電視信號的超強處理能力。
　　
硬件結構分析

        系統主要由以下幾個單元構成：電源、IR(紅外遙控)和鍵盤、HDMI接收、TV信號接收(Tuner)、視頻處理、聲音處理、狀態存儲(EEPROM)、主控MCU、音視頻端子和液晶顯示單元。系統結構如圖1所示。

        本系統有8種信號源輸入端口：TV、HDMI、VGA、YPbPr、SCART1、SCART2、AV和SIDE AV，同時還有TV和AV輸出(AV OUT)。

        采用Renesas的M16C為主控MCU，除了DVP-M是通過UART與MCU通信以外，其它所有可控IC與MCU均采用I2C串行總線通信。MCU通過識別遙控器和鍵盤的按鍵操作，來控制各AV Switch(Audio/ Video 開關)進行信號通道的切換，控制音視頻處理單元對信號進行各種處理，然后通過液晶面板顯示，同時，各種操作會設置相關的變量并寫入EEPROM中，記憶當前的狀態，以便下次開機時使用。 

                               


                                                                              圖1 系統硬件結構

視頻處理單元

        視頻處理單元主芯片采用DVP-M，使用了它的三個模擬信號通道和一個數字信號通道。

        TV信號(來自Tuner的第二中頻輸出)一路從SCART1輸出，作為SCART TV輸出(該端口無論是否在TV模式都會有TV輸出)，一路經過M52790輸出到AV OUT端口，還有一路進入DVP-M的第一模擬通道。

        SCART接口是一種歐洲通用視頻接口，具有輸入和輸出功能，支持三種視頻信號格式，即CVBS(復合全電視信號)，YC(分量視頻信號)和RGB，輸入的信號格式可以通過MCU檢測SCART接口的FB引腳的電平，如果小于1V則為RGB，否則為CVBS/YC。 AV，SIDE AV和從SCART進入的YC/CVBS格式信號通過MCU控制M52790，選擇其中某一路進入DVP-M的第二模擬通道。

        從SCART(包括SCART1和SCART2)進入的RGB信號和YPbPr的非高清信號(在HDMI接收單元有介紹)通過AV Switch FSAV330選擇進入DVP-M的第三模擬通道。
        DVP-M數字通道進入的是通過MST3388輸出的24位RGB視頻信號。

        MCU根據輸入的信號類型，設置相應的DVP寄存器，完成DVP－M內部通道的選擇，圖像處理等。

        模擬信號在DVP內部經過A/D轉換、YC分離(亮色分離)、同步信號分離及處理、3D降噪處理、IP變換(隔行信號轉換成逐行信號)、VBI解碼(解出場消隱期間的Teletext和CCD等圖文信息)等處理，最后混和OSD信息生成24位的RGB數字信號送到液晶面板顯示。對于輸入的數字信號，除了沒有A/D轉換、YC分離和同步分離外，其它的處理和模擬信號類似。 

                                    

                                                                                    圖2 軟件結構圖

HDMI接收單元

        本系統HDMI單元采用的是MST3388，這是一個HDMI接收器，有三路RGB/YUV模擬信號輸入端口和一路HDMI數字信號輸入端口，所有輸入經過MST3388后輸出24位的RGB數字信號。

        HDMI信號通過MST3388完成信號的解碼，輸出24位的RGB數字信號和I2S音頻信號，分別送往DVP-M和MSP3410進行處理。系統中HDMI支持的最高分辨率為1080p。 

        VGA和YPbPr信號分別進入其中兩個模擬信號輸入端口。對于VGA輸入，轉換成24位的RGB數字信號，進入DVP-M的數字通道。對于YPbPr信號，首先通過MST3388進行檢測，如果分辨率在720p以上，則通過MST3388轉換成數字信號，輸出到DVP-M，否則直接從DVP-M的模擬通道輸入。

 

聲音處理單元

        聲音處理單元采用的主芯片是MSP3410，它支持幾乎所有的模擬電視聲音信號，如B/G、L、I、D/K、M/N和FM-Radio，而且支持麗音(NICAM)數字音頻標準。它和MCU之間通過I2C總線通信。

        Tuner(TV調諧器)的聲音中頻(Sound IF)信號從MSP3410的SOUND IF端口輸入，HDMI解碼出來的聲音信號從I2S端輸入，VGA和YPbPr信號源對應的聲音信號分別從其中兩組SCART端口輸入，AV和SCART的聲音信號通過MCU控制M52790，選擇其中某一路進入一組SCART端口。

        處理后的聲音信號從揚聲器輸出，電視信號通過MSP3410的SCART1端口輸出到系統中的SCART1接口，作為電視輸出，其它的聲音信號從MSP3410 SCART2端口輸出到系統中的AV OUT端口，作為AV輸出。

        另外，在自動搜臺時還需要借助MSP3410才能正確完成，搜臺時首先需要從MSP3410中讀取當前TV信號的聲音制式，然后根據不同的聲音制式向Tuner寫入相應的中頻數據。

狀態存儲單元

        狀態存儲單元，也叫Last Memory。采用的是一個32KB的EEPROM，存儲一些系統狀態、頻道信息、各信號源的狀態信息等內容。

        主要包括以下幾個部分：最后的信號輸入模式(如TV，AV1，HDMI等)，最后選擇的語言狀態(如英語，法語等)，最后的聲音信息(如音量、低音、高音等)，各信號源對應的圖像亮度、對比度、色彩、色調等信息，VGA/HDMI顯示狀態(水平位置，垂直位置，相位，時鐘)，頻道名及各頻道的頻率、色彩制式和聲音制式等。

        每次進行與以上狀態信息相關的操作時，MCU都會更新EEPROM中相應的內容，記憶當前的狀態。開機時MCU會讀取EEPROM中的內容，從而進入關機前的狀態。

軟件結構分析

        該系統的軟件是基于BOS嵌入式操作系統的，根據系統需求分為五個任務和五個周期處理函數，軟件結構如圖2所示。

MainTask

        主要完成信號狀態檢測、I/O端口檢測和按鍵處理，并根據不同的狀態和按鍵動作向其它任務發送相應的請求。

EepTask

        根據收到的請求，對EEPROM進行讀寫，如臺號、音量、色彩調節信息的讀寫。

DvpTask

        根據請求對DVP-M相應寄存器讀寫，完成通道切換、色彩調整、圖像調整、OSD顯示等工作。

OSDTask

        根據請求和當前狀態完成OSD菜單(On Screen Display)顯示內容的處理，并向DvpTask發送請求，寫OSD相關寄存器，實現OSD顯示。

DeviceTask

        根據請求控制Tuner的選臺、搜臺和MSP3410的聲音解碼和音量控制，以及對I/O口的輸入/輸出控制等操作。

結語

        本系統采用DVP-M作為主視頻處理芯片，由于其集成度高，簡化了硬件電路的設計，同時DVP-M還具有針對不同制式電視信號的超強處理能力。該系統提供了較為靈活的軟件平臺，在應用方面具有較大的發揮空間。

參考文獻

1 邱邦能. RENESAS M16C/62嵌入式微控制器程序設計[M]. 武漢：華中理工大學出版社,2004.
2 DVP-M. R8J66604AXXFP數據手冊.