便攜式BD播放機(jī)結(jié)構(gòu)原理

　　目前，DVD播放機(jī)逐漸被BD播放機(jī)取代已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。這種趨勢(shì)也會(huì)延伸到便攜式光盤播放機(jī)領(lǐng)域。在2011年的美國(guó)CES展上，Sony、Philips、Sumsung等都繼松下之后推出了自己的便攜式BD播放機(jī)，可以說(shuō)明這種趨勢(shì)已經(jīng)形成。本文從系統(tǒng)方案的角度出發(fā)，詳細(xì)闡述便攜式BD播放機(jī)的設(shè)計(jì)開發(fā)內(nèi)容，旨在為國(guó)內(nèi)的同行們今后在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)提供一個(gè)方案、一些思路，避免出現(xiàn)類似課題，提高開發(fā)效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和競(jìng)爭(zhēng)力。

　　系統(tǒng)硬件構(gòu)成

　　整個(gè)系統(tǒng)硬件的構(gòu)成如圖1所示，包括OPU、解碼器、MCU、電源電池管理、按鍵及遙控接收、LCD驅(qū)動(dòng)、HDMI輸出、USB、網(wǎng)絡(luò)接口、各Switch檢測(cè)等。下面詳細(xì)闡述各構(gòu)成的功能。

　　圖1 系統(tǒng)硬件構(gòu)成

　　OPU：因?yàn)锽D播放機(jī)需要兼容DVD和CD，因此這個(gè)模塊需要配置能夠讀取CD/DVD/BD三種光盤數(shù)據(jù)的激光頭，目前市場(chǎng)上三洋，索尼等的產(chǎn)品均能滿足這個(gè)要求。

　　Decoder：BD播放機(jī)的解碼器要求能夠解碼1920&TImes;1080P的全高清的視頻信號(hào)，包括H.264/VC-1/MPEG等，MTK、博通的芯片均能滿足要求。本文列舉的解碼芯片內(nèi)置了以太網(wǎng)，HDMI，ADAC等芯片，集成度較高。實(shí)際選型時(shí)根據(jù)產(chǎn)品開發(fā)的需求，具體選擇。

　　MCU：MCU的角色很重要。因?yàn)楸銛y式播放機(jī)的功能很多，目前在市場(chǎng)上能夠全部完成所有便攜式功能的單一的解碼芯片還沒(méi)有，因此需要增加一個(gè)單獨(dú)的MCU來(lái)協(xié)助解碼器構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的所有功能。MCU負(fù)責(zé)處理按鍵及遙控器，控制LCD的驅(qū)動(dòng)芯片，電源管理，電池充放電處理，音頻功放等，同時(shí)和解碼器通過(guò)雙方之間的通信進(jìn)行命令的交互和信息的傳遞。

　　電池電源管理：負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的電源管理，包括開關(guān)機(jī)，適配器/電池使用的切換，電池的充放電處理等。

　　按鍵和遙控器：處理本體按鍵和遙控器按鍵的輸入。

　　Switch：負(fù)責(zé)外部開關(guān)，耳機(jī)插入的檢測(cè)。

　　RTC：實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，可以作為實(shí)際的計(jì)時(shí)使用。

　　FAN：風(fēng)扇，用于給系統(tǒng)散熱用；BD播放機(jī)工作時(shí)，芯片工作頻率較高，功耗較大，需要外加裝置給主要芯片散熱。

　　Over Current ProtecTIon：這個(gè)芯片用來(lái)對(duì)USB接口進(jìn)行過(guò)電流的檢測(cè)和保護(hù)。

　　USB：用于外接USB設(shè)備，擴(kuò)展光盤播放機(jī)的功能，對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)下載的高清素材播放等。

　　網(wǎng)絡(luò)接口：有三個(gè)作用，（1）滿足BDA要求的BD live播放；（2）對(duì)應(yīng)軟件網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，BD播放機(jī)的軟件復(fù)雜，且BD規(guī)格不斷更新，配置這個(gè)功能可以在產(chǎn)品上市以后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)升級(jí)功能對(duì)應(yīng)市場(chǎng)問(wèn)題，滿足市場(chǎng)不斷變化的需求，降低消費(fèi)者的投入，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力；（3）對(duì)應(yīng)各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用功能。

　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)主要由解碼器和MCU構(gòu)成，解碼器和MCU之間通過(guò)通信來(lái)進(jìn)行配合協(xié)調(diào)，完成整個(gè)系統(tǒng)的功能。因此系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包含3個(gè)部分即解碼器部分的軟件設(shè)計(jì)、MCU部分的軟件設(shè)計(jì)、通信設(shè)計(jì)。

　　1解碼器的軟件設(shè)計(jì)

　　解碼器軟件在Linux操作系統(tǒng)上架構(gòu)而成，包括設(shè)備驅(qū)動(dòng)、中間件和應(yīng)用層。采用模塊化的設(shè)計(jì)理念，根據(jù)系統(tǒng)功能將系統(tǒng)進(jìn)行劃分成不同層次和不同模塊來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。不同任務(wù)的運(yùn)行通過(guò)啟動(dòng)不同的進(jìn)程來(lái)控制。

　　便攜式藍(lán)光播放機(jī)同以往類似產(chǎn)品的最大區(qū)別在于可以播放藍(lán)光碟片和具有豐富的網(wǎng)絡(luò)功能。解碼器軟件的系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示。

　　圖2 解碼器軟件系統(tǒng)構(gòu)成

　　2 MCU的軟件設(shè)計(jì)

　　MCU的軟件設(shè)計(jì)采用了小型操作系統(tǒng)來(lái)管理兩個(gè)任務(wù)。SubTask用于和解碼器進(jìn)行通信，MainTask負(fù)責(zé)通信之外的所有處理，整個(gè)系統(tǒng)分為驅(qū)動(dòng)層，中間層和應(yīng)用層。驅(qū)動(dòng)層包含了硬件設(shè)備和OS，有端子配置、按鍵輸入、開關(guān)檢測(cè)、AMP、FAN、RTC等；中間層則包含了需要向應(yīng)用層提供的實(shí)現(xiàn)具體功能和動(dòng)作的各個(gè)模塊接口；應(yīng)用層根據(jù)系統(tǒng)的功能，分為UI、OSD等模塊，完成系統(tǒng)所需要實(shí)現(xiàn)的各種功能。MCU軟件的系統(tǒng)構(gòu)成如圖3所示。

　　圖3 MCU軟件系統(tǒng)構(gòu)成

　　3 通信設(shè)計(jì)

　　MCU和解碼器之間的通信，物理層可以采用多種接口形式，這里選用的是UART。關(guān)于協(xié)議層的設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)考慮兩個(gè)方面的問(wèn)題。一是系統(tǒng)所需要的所有功能是否可以實(shí)現(xiàn)，不要產(chǎn)生因?yàn)閰f(xié)議設(shè)計(jì)的不全面導(dǎo)致系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)受影響的失誤；二是通信的異常處理機(jī)制是否考慮周全，這個(gè)影響到系統(tǒng)的可靠性，包括出錯(cuò)時(shí)重復(fù)發(fā)送次數(shù)的設(shè)定，通信忙時(shí)等待延時(shí)時(shí)間的設(shè)定等。

　　功耗設(shè)計(jì)

　　功耗設(shè)計(jì)對(duì)于便攜式產(chǎn)品甚為重要，不僅要考慮到正常工作時(shí)消耗的功率，還要考慮到待機(jī)時(shí)的功耗。功耗設(shè)計(jì)涉及到系統(tǒng)多方面的內(nèi)容，包括芯片的選擇，電路的設(shè)計(jì)等。具體到本系統(tǒng)需要從OPU部分的功耗、LCD的背光、解碼器的工作功率、周邊電路、待機(jī)時(shí)的電源管理等進(jìn)行研討和驗(yàn)證。