引言
    隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，LCD TV(液晶電視)相關(guān)技術(shù)也取得了快速的進(jìn)步。相對(duì)于傳統(tǒng)CRT電視而言，它具有輕薄便攜、色彩豐富、清晰度高、綠色環(huán)保、耗電量低、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

    本文以基于DVP-M 的LCD TV方案為例，從硬件和軟件兩個(gè)方面介紹了LCD TV的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

DVP-M 簡(jiǎn)介
    DVP-M是瑞薩(Renesas)科技公司推出的一款液晶電視信號(hào)處理芯片，可使液晶電視實(shí)現(xiàn)多制式信號(hào)兼容。它可以將Y/C分離電路、顏色恢復(fù)電路、I/P轉(zhuǎn)換電路及畫質(zhì)調(diào)整電路集成在一起，進(jìn)行集成化信號(hào)處理。同時(shí)，DVP-M還具有針對(duì)不同電視信號(hào)的超強(qiáng)處理能力。
　　
硬件結(jié)構(gòu)分析
    系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)單元構(gòu)成：電源、IR(紅外遙控)和鍵盤、HDMI接收、TV信號(hào)接收(Tuner)、視頻處理、聲音處理、狀態(tài)存儲(chǔ)(EEPROM)、主控MCU、音視頻端子和液晶顯示單元。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

    本系統(tǒng)有8種信號(hào)源輸入端口：TV、HDMI、VGA、YPbPr、SCART1、SCART2、AV和SIDE AV，同時(shí)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(shí)別遙控器和鍵盤的按鍵操作，來控制各AV Switch(Audio/ Video 開關(guān))進(jìn)行信號(hào)通道的切換，控制音視頻處理單元對(duì)信號(hào)進(jìn)行各種處理，然后通過液晶面板顯示，同時(shí)，各種操作會(huì)設(shè)置相關(guān)的變量并寫入EEPROM中，記憶當(dāng)前的狀態(tài)，以便下次開機(jī)時(shí)使用。

                     圖1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

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(gè)模擬信號(hào)通道和一個(gè)數(shù)字信號(hào)通道。

    TV信號(hào)(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(huì)有TV輸出)，一路經(jīng)過M52790輸出到AV OUT端口，還有一路進(jìn)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(hào)格式，即CVBS(復(fù)合全電視信號(hào))，YC(分量視頻信號(hào))和RGB，輸入的信號(hào)格式可以通過MCU檢測(cè)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(jìn)入的YC/CVBS格式信號(hào)通過MCU控制M52790，選擇其中某一路進(jìn)入DVP-M的第二模擬通道。

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

    MCU根據(jù)輸入的信號(hào)類型，設(shè)置相應(yīng)的DVP寄存器，完成DVP－M內(nèi)部通道的選擇，圖像處理等。

    模擬信號(hào)在DVP內(nèi)部經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換、YC分離(亮色分離)、同步信號(hào)分離及處理、3D降噪處理、IP變換(隔行信號(hào)轉(zhuǎn)換成逐行信號(hào))、VBI解碼(解出場(chǎng)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(shù)字信號(hào)送到液晶面板顯示。對(duì)于輸入的數(shù)字信號(hào)，除了沒有A/D轉(zhuǎn)換、YC分離和同步分離外，其它的處理和模擬信號(hào)類似。

        圖2 軟件結(jié)構(gòu)圖

HDMI接收單元
    本系統(tǒng)HDMI單元采用的是MST3388，這是一個(gè)HDMI接收器，有三路RGB/YUV模擬信號(hào)輸入端口和一路HDMI數(shù)字信號(hào)輸入端口，所有輸入經(jīng)過MST3388后輸出24位的RGB數(shù)字信號(hào)。

    HDMI信號(hào)通過MST3388完成信號(hào)的解碼，輸出24位的RGB數(shù)字信號(hào)和I2S音頻信號(hào)，分別送往DVP-M和MSP3410進(jìn)行處理。系統(tǒng)中HDMI支持的最高分辨率為1080p。
VGA和YPbPr信號(hào)分別進(jìn)入其中兩個(gè)模擬信號(hào)輸入端口。對(duì)于VGA輸入，轉(zhuǎn)換成24位的RGB數(shù)字信號(hào)，進(jìn)入DVP-M的數(shù)字通道。對(duì)于YPbPr信號(hào)，首先通過MST3388進(jìn)行檢測(cè)，如果分辨率在720p以上，則通過MST3388轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，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(hào)，如B/G、L、I、D/K、M/N和FM-Radio，而且支持麗音(NICAM)數(shù)字音頻標(biāo)準(zhǔn)。它和MCU之間通過I2C總線通信。

     Tuner(TV調(diào)諧器)的聲音中頻(Sound IF)信號(hào)從MSP3410的SOUND IF端口輸入，HDMI解碼出來的聲音信號(hào)從I2S端輸入，VGA和YPbPr信號(hào)源對(duì)應(yīng)的聲音信號(hào)分別從其中兩組SCART端口輸入，AV和SCART的聲音信號(hào)通過MCU控制M52790，選擇其中某一路進(jìn)入一組SCART端口。

     處理后的聲音信號(hào)從揚(yáng)聲器輸出，電視信號(hào)通過MSP3410的SCART1端口輸出到系統(tǒng)中的SCART1接口，作為電視輸出，其它的聲音信號(hào)從MSP3410 SCART2端口輸出到系統(tǒng)中的AV OUT端口，作為AV輸出。

    另外，在自動(dòng)搜臺(tái)時(shí)還需要借助MSP3410才能正確完成，搜臺(tái)時(shí)首先需要從MSP3410中讀取當(dāng)前TV信號(hào)的聲音制式，然后根據(jù)不同的聲音制式向Tuner寫入相應(yīng)的中頻數(shù)據(jù)。

狀態(tài)存儲(chǔ)單元
     狀態(tài)存儲(chǔ)單元，也叫Last Memory。采用的是一個(gè)32KB的EEPROM，存儲(chǔ)一些系統(tǒng)狀態(tài)、頻道信息、各信號(hào)源的狀態(tài)信息等內(nèi)容。

     主要包括以下幾個(gè)部分：最后的信號(hào)輸入模式(如TV，AV1，HDMI等)，最后選擇的語言狀態(tài)(如英語，法語等)，最后的聲音信息(如音量、低音、高音等)，各信號(hào)源對(duì)應(yīng)的圖像亮度、對(duì)比度、色彩、色調(diào)等信息，VGA/HDMI顯示狀態(tài)(水平位置，垂直位置，相位，時(shí)鐘)，頻道名及各頻道的頻率、色彩制式和聲音制式等。
每次進(jìn)行與以上狀態(tài)信息相關(guān)的操作時(shí)，MCU都會(huì)更新EEPROM中相應(yīng)的內(nèi)容，記憶當(dāng)前的狀態(tài)。開機(jī)時(shí)MCU會(huì)讀取EEPROM中的內(nèi)容，從而進(jìn)入關(guān)機(jī)前的狀態(tài)。
 
軟件結(jié)構(gòu)分析
    該系統(tǒng)的軟件是基于BOS嵌入式操作系統(tǒng)的，根據(jù)系統(tǒng)需求分為五個(gè)任務(wù)和五個(gè)周期處理函數(shù)，軟件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

MainTask
    主要完成信號(hào)狀態(tài)檢測(cè)、I/O端口檢測(cè)和按鍵處理，并根據(jù)不同的狀態(tài)和按鍵動(dòng)作向其它任務(wù)發(fā)送相應(yīng)的請(qǐng)求。

EepTask
     根據(jù)收到的請(qǐng)求，對(duì)EEPROM進(jìn)行讀寫，如臺(tái)號(hào)、音量、色彩調(diào)節(jié)信息的讀寫。

DvpTask
    根據(jù)請(qǐng)求對(duì)DVP-M相應(yīng)寄存器讀寫，完成通道切換、色彩調(diào)整、圖像調(diào)整、OSD顯示等工作。

OSDTask
     根據(jù)請(qǐng)求和當(dāng)前狀態(tài)完成OSD菜單(On Screen Display)顯示內(nèi)容的處理，并向DvpTask發(fā)送請(qǐng)求，寫OSD相關(guān)寄存器，實(shí)現(xiàn)OSD顯示。

DeviceTask
    根據(jù)請(qǐng)求控制Tuner的選臺(tái)、搜臺(tái)和MSP3410的聲音解碼和音量控制，以及對(duì)I/O口的輸入/輸出控制等操作。

結(jié)語
     本系統(tǒng)采用DVP-M作為主視頻處理芯片，由于其集成度高，簡(jiǎn)化了硬件電路的設(shè)計(jì)，同時(shí)DVP-M還具有針對(duì)不同制式電視信號(hào)的超強(qiáng)處理能力。該系統(tǒng)提供了較為靈活的軟件平臺(tái)，在應(yīng)用方面具有較大的發(fā)揮空間。

參考文獻(xiàn)
1 邱邦能. RENESAS M16C/62嵌入式微控制器程序設(shè)計(jì)[M]. 武漢：華中理工大學(xué)出版社,2004.
2 DVP-M. R8J66604AXXFP數(shù)據(jù)手冊(cè).