基于MSTAR MST718BE的液晶電視設(shè)計實例
除了更低成本外，主芯片高集成度和功能兼容全球市場這兩個特征是在選擇方案時必須要考慮的。這是因為主芯片的集成度高、功能兼容全球市場的方案具有以下幾個優(yōu)點：(1)外圍器件少，硬件設(shè)計簡單，能大大縮短開發(fā)周期，有利于提高產(chǎn)品的可靠性；(2)主芯片的功能兼容全球市場為整機廠商派生其它機型提供了方便，使得機型開發(fā)具有延續(xù)性。因此，主芯片高集成度和功能兼容全球市場將是今后LCD信號處理方案的發(fā)展趨勢。
這里所說的“主芯片高集成度”是指主芯片至少具有微控制器(MCU)、視頻信號解碼器、隔行逐行轉(zhuǎn)換模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、圖像縮放模塊，并兼容LVDS/TTL輸出功能?！凹嫒萑蚱脚_”是指IC內(nèi)部設(shè)計中必須考慮到歐洲和美國市場的需要，這樣設(shè)計者便能根據(jù)不同的市場需要，更改DSP代碼，使產(chǎn)品具有歐洲市場要求的圖文(Teletext)和麗音功能，以及美國市場要求的CCD和Vchip等功能。
Mstar Semiconductor(晨星半導(dǎo)體)公司推出的MST718BE芯片是一款具有上面提到的功能的視頻信號處理IC，本文將解釋了如何使用Mstar公司的MST718BE/U LCD控制芯片構(gòu)建支持各種視頻信號的電視平臺。
圖1：基于MST718BE/U的LCD TV平臺系統(tǒng)框圖(點擊放大圖片)
作為一個具有視頻處理和LCD控制功能的芯片，MST718BE/U不但可以接收來著電視高頻頭、DVD 或VCR信號源的NTSC/PAL/SECAM CVBS和S-VIDEO視頻模擬信號，而且還能很好地支持弱信號和非標準信號。它內(nèi)置的line-buffer 提供2D 梳狀濾波器，此外還具有10位雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可以接受YPBPR、VGA信號。其輸出格式支持8位TTL及雙通道8位LVDS，最高可以支持物理分辨率為1440×900的顯示屏。
下文將討論硬件工程師應(yīng)如何利用MST718BE/U作為主芯片，并配合少量的外圍器件，搭建一個功能強大的LCD電視信號處理平臺。
圖2：為MST718BE/U芯片提供電源的電路圖
LCD TV平臺架構(gòu)
在LCD TV平臺的視頻處理電路中，有一個IF(中頻)模擬電視信號輸入到LCD TV接口，然后到液晶屏顯示圖象。前端需要經(jīng)過高頻頭解調(diào)，然后經(jīng)過中頻放大器輸出CVBS視頻信號，后端的視頻解碼、隔行逐行轉(zhuǎn)換、圖象效果調(diào)整、圖像比例縮放、LVDS/TTL輸出等步驟全部由MST718BE/U獨立完成，由于MST718BE/U內(nèi)置Line_buffer，所以對于一般應(yīng)用，用戶不用外掛存儲器。此外MST718還內(nèi)置了8051微處理器，可提供OSD(屏幕菜單式調(diào)節(jié))，并通過I2C總線及GPIO端口控制外圍器件。它可以滿足絕大部分的用戶界面及TV功能需求，所以不需要在外面增加微處理器電路。
LCD TV平臺的音頻處理部分需要一顆音頻解碼芯片進行解碼輸出，并需要一個音頻功放芯片，將信號輸出到揚聲器。功放芯片可由電視制造商根據(jù)期望功率要求、音效功能等因素自行選用。圖1是基于MST718BE/U的LCD TV平臺系統(tǒng)框圖。
圖3：MST718BE/U的外部復(fù)位引腳FB1、FB2的電路連接圖
設(shè)計要點
MST718BE/U采用128腳PQFP封裝，占位空間較小，對貼片工藝要求低，其系統(tǒng)平臺設(shè)計采用兩層PCB即可完成，在開發(fā)周期及成本上占有一定優(yōu)勢。但在設(shè)計MST718BE/U外圍電路時需要注意以下問題。
1.電源電路
MST718BE/U有三種輸入電壓值各不相同的電源引腳 ，電壓分別為2.5V、3.3V和5V，主要為芯片內(nèi)部各模塊供電。這三種電壓應(yīng)當由不受待機控制的待機5V電源提供，因為這樣才能保證在芯片待機后，程序仍然能正常工作，以響應(yīng)外部的重啟命令。在實際應(yīng)用中，由于待機5V電源的功率一般較小，建議用一個可通過較大電流的二極管連接到正常工作用的5V電源上，以保證電流的持續(xù)供給。另外，建議在MST718BE/U的電源引腳上并聯(lián)100nF的濾波電容，以盡量減少電源紋波。圖2給出為MST718BE/U芯片提供電源的LDO應(yīng)用電路圖。
2．振蕩器輸入
外部12MHz晶振信號通過XTALin 、XTALout兩個引腳接進來。在MST718BE/U中，所有需要的基準頻率都是從外部12Mhz晶振信號分頻得到的?？缃泳д竦膬蓚€NPO電容被用來使晶振可靠起振，并確保晶振頻率的穩(wěn)定性。NPO電容值由晶振規(guī)格參數(shù)決定。在視頻解碼器中，為準確地解調(diào)出色差信號，關(guān)鍵是要在接收端恢復(fù)出和發(fā)射端同頻同相的基準幅載波Fsc，否則，解調(diào)出的V分量中將包含有U分量，而U分量將包含有V分量，從而造成彩色不正常，甚至是無彩色。因此，在應(yīng)用過程中，必須確保NPO電容與晶振規(guī)格相匹配。
圖4：復(fù)位電路(2)
3．復(fù)位電路
MST718BE/U有兩組共5個復(fù)位引腳，其中FB1(引腳42)、FB2(引腳39)為外部復(fù)位引腳。通常情況下，這兩個引腳應(yīng)該短接在一起，并連接到1.2V電壓上。此1.2V可從外部電源獲得。當FB1、FB2上的電壓低于1.2V時，芯片將進行復(fù)位動作。在實際應(yīng)用中，建議將外圍穩(wěn)壓模塊(LDO)的輸出通過電阻分壓產(chǎn)生1.2V電壓連接到FB1、FB2上。需要注意的是，在設(shè)計電路時，應(yīng)在不同的外圍LDO上做出預(yù)留，這樣就可以根據(jù)實際情況選用上電慢的LDO，以保證芯片復(fù)位時，各個電源引腳上的電壓已經(jīng)穩(wěn)定。圖3為實際的復(fù)位電路圖。
MST718BE/U的Powergood(引腳44) 、Power_on_RStn(引腳68)、Reset (引腳72)為內(nèi)部復(fù)位引腳，它們靠內(nèi)部產(chǎn)生的復(fù)位信號給芯片內(nèi)部其他模塊提供復(fù)位。其中Powergood 、Power_on_RStn通過一個75歐姆電阻連接到一起，Power_on_RStn需要4.7K電阻連接到芯片附近GND上，Reset需要用1K電阻連接到芯片附近GND上。具體連接方式見圖4。
圖5：串行閃存電路的連接電路圖
4. 串行閃存電路的連接
MST718BE/U電視平臺所運行的程序要求被寫到一顆外置串行閃存芯片PS25LV020內(nèi)。Mstar公司在提供MST718BE/U芯片的同時，將同時提供這顆閃存芯片，這樣不但方便電視制造商使用，同時也能較好地保證了MST718BE/U與閃存芯片之間配合的穩(wěn)定性。PS25LV020具有256KB儲存空間，對于功能要求不是特別復(fù)雜的電視平臺來說已經(jīng)足夠。MST718BE/U是通過一個四位串行總線與PS25LV020進行數(shù)據(jù)讀取的。具體電路見圖5。
本文小結(jié)
基于MST718BE/U開發(fā)出的LCD TV，可以針對歐洲、美國市場需要，換用管腳兼容的芯片，使產(chǎn)品兼容全球市場的要求。其中，MST718BE是針對歐洲市場開發(fā)的，具有圖文，麗音功能；MST7181BU是針對美國市場開發(fā)的，支持CCD和Vchip功能。由于Mstar公司已將這些功能集成在芯片硬件DSP中，開發(fā)商可直接在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上構(gòu)建其應(yīng)用層，并對其進行調(diào)用。對于MST718BE/U， Mstar公司還提供成熟的底層軟件平臺，能加快LCD TV 軟件的開發(fā)進度。
通過以上說明可知，構(gòu)建定制的LCD電視信號處理平臺并非難事。為進一步推動對LCD TV的研發(fā)，Mstar公司現(xiàn)已設(shè)計出并提供 基于MST718BE/U的LCD平臺演示板，可作為參考設(shè)計和效果演示工具。該演示板是一個針對全球市場的LCD TV平臺，支持圖文、麗音功能，而通過換用管腳兼容的同型芯片，則還能支持CCD和Vchip功能。
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