高清數(shù)字電視及流媒體播放一體化方案

隨著全高清平板電視的普及，越來(lái)越多的消費(fèi)者體驗(yàn)到了高清數(shù)字電視的魅力。高清信號(hào)源主要有兩個(gè)來(lái)源：一是高清電視，二是網(wǎng)絡(luò)。很多消費(fèi)者從網(wǎng)上下載電影觀看，但是在電腦顯示器上觀看的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上在電視上觀看。考慮到這部分消費(fèi)者的需求，世健系統(tǒng)研發(fā)了國(guó)標(biāo)高清數(shù)字電視接收及流媒體播放的一體化方案。

媒體解碼部分選擇Sigma Design公司的EM862X系列芯片作為產(chǎn)品核心，并采用凌訊科技(Legend Silicon)的LGS-8G52(同時(shí)支持單載波和多載波)解調(diào)芯片作為前端設(shè)計(jì)，以達(dá)到最佳效能并能支持不同地區(qū)的廣播模式。

硬件系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

該方案的視頻輸出接口可支持HDMI、YPbPr、VGA、S-Video和CVBS，因此客戶可以選擇不同的LCD TV平臺(tái)作為視頻處理的后端。該整體方案配合Pixelworks PW338+PW9800的120Hz LCD TV方案，可以打造高性能的一體機(jī)平臺(tái)。

數(shù)字高頻頭采用夏普公司的VA1T1ED6093，該產(chǎn)品是夏普公司專門為DMB-TH標(biāo)準(zhǔn)而開(kāi)發(fā)的全頻數(shù)字高頻頭，其接收頻率范圍為47MHz到870MHz，中頻帶寬8MHz。通過(guò)采用凌訊科技最新的解調(diào)芯片LGS-8G52，高頻頭輸出的中頻信號(hào)經(jīng)過(guò)LGS-8G52內(nèi)置的A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字中頻信號(hào)，再解調(diào)后輸出為MPEG2-TS(Transport stream)流，并同時(shí)支持8位并行或串行TS流。LGS-8G52芯片是凌訊科技的最新產(chǎn)品，它優(yōu)化了對(duì)脈沖噪聲、回聲及衰減的處理，穩(wěn)定性和功耗都大為改善，應(yīng)用在平板電視一體機(jī)上不會(huì)造成因溫度過(guò)高而影響畫質(zhì)的情況。

媒體解碼部分采用Sigma design的EM8622，EM862X芯片具有高清解碼播放能力，同時(shí)支持MPEG2及H.624解碼，可輸出1080P高清格式。EM8622是一顆200MHz ARM核心主控，其中，32位DSP專門負(fù)責(zé)音頻處理，16位RISC處理器負(fù)責(zé)視頻解碼，32位RISC處理器核負(fù)責(zé)解復(fù)用。解復(fù)功能把輸入的MPEG2-TS流通過(guò)硬件解碼技術(shù)，回復(fù)出基本音頻及視頻碼流，并存儲(chǔ)在SDRAM中，再經(jīng)過(guò)視頻解碼功能模塊將基本視頻流解碼轉(zhuǎn)為視頻數(shù)據(jù)，然后經(jīng)視頻處理功能模塊和圖像混和器，將視頻數(shù)據(jù)與選單數(shù)據(jù)相交疊后輸出。

EM8622支持多種視頻輸模式，包括數(shù)字模式和類比模式。數(shù)字模式支持8位、16位的YCbCr 4:2:2模式，24位YCbCr 4:4:4模式，24位的RGB模式，BT.601以及BT.656，可直接驅(qū)動(dòng)液晶屏，也可以通過(guò)HDMI電路(AD9889B)發(fā)送芯片輸出數(shù)字高清圖像。模擬視頻輸出支持NTSC和PAL制的CVBS格式、S-Video格式、YPbPr和RGB格式。數(shù)字和模擬輸出模式均可支持1080P格式，因此EM8622非常適合跨平臺(tái)模塊設(shè)計(jì)使用。音頻信號(hào)則通過(guò)I2S或SPDIF串行數(shù)字界面輸入到音頻處理功能模塊，該功能模塊支持線性PCM格式、MP3編碼格式、AAC-LC 2.0格式、HE-AAC 2.0格式、BSAC格式、Dolby Digital 5.1格式、DTS 5.1格式等。聲音處理功能模塊將音頻數(shù)據(jù)通過(guò)S/PDIF或I2S輸出到數(shù)模轉(zhuǎn)換器(CS4344)，將數(shù)字音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成類比音頻信號(hào)，或者經(jīng)過(guò)HDMI發(fā)送芯片(AD9889)傳輸?shù)浇K端設(shè)備。在一體機(jī)的設(shè)計(jì)中，視頻信號(hào)輸入PW328影像處理器進(jìn)行進(jìn)一步處理。由于100/120Hz的LCD面板將陸續(xù)推出市場(chǎng)，因此在一體機(jī)設(shè)計(jì)上考慮預(yù)留擴(kuò)展接口，并設(shè)計(jì)了支持100/120Hz LCD面板的模塊。

軟件系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

由于需要支持的視頻格式較多，且需兼顧GB20600-2006的技術(shù)要求和軟件的可擴(kuò)展性，軟件系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，整個(gè)軟體架構(gòu)可以分為操作系統(tǒng)、圖形用戶界面、應(yīng)用程序部分和中間件部分。

由于需利用Flash記錄搜臺(tái)資料、預(yù)錄資料等，因此該方案必須具有Flash操作模塊(其中包括Flash驅(qū)動(dòng))，并可對(duì)Flash進(jìn)行讀寫操作。節(jié)目搜索模塊進(jìn)行自動(dòng)搜索和手動(dòng)搜索并排序，再通過(guò)Flash操作模塊對(duì)搜臺(tái)結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)。節(jié)目編輯模塊提供鎖定喜好節(jié)目或跳過(guò)等功能。還可以實(shí)現(xiàn)鎖定，當(dāng)切換到某節(jié)目時(shí)需輸入預(yù)設(shè)密碼才能觀看。

節(jié)目錄制模塊負(fù)責(zé)把相應(yīng)節(jié)目的MPEG2-TS流文件通過(guò)USB接口寫入移動(dòng)硬盤或存儲(chǔ)卡中，進(jìn)一步的預(yù)定錄影功能則由節(jié)目預(yù)約模塊負(fù)責(zé)設(shè)定，它能夠管理節(jié)目的預(yù)約類型，并按照預(yù)約的時(shí)間執(zhí)行錄制開(kāi)始和結(jié)束，包括即時(shí)錄影、定時(shí)錄影和EPG錄影并排除預(yù)定錄影的時(shí)間沖突。USB接口播放模塊主要管理USB存儲(chǔ)器的連接狀態(tài)，該模塊可顯示檔案名稱和類型，播放被選中的檔案，并可以進(jìn)行相應(yīng)的提示，在播放過(guò)程中提供相應(yīng)功能(如快進(jìn)、倒退、暫停、恢復(fù)等)。還可對(duì)存儲(chǔ)的文件進(jìn)行管理、刪除檔案和格式化等。網(wǎng)絡(luò)播放模塊用來(lái)播放網(wǎng)絡(luò)共享檔案夾中的音視頻檔案。軟件升級(jí)模塊讓用戶可以通過(guò)3種途徑進(jìn)行升級(jí)：串口、USB接口和網(wǎng)絡(luò)等，負(fù)責(zé)對(duì)用戶選定目標(biāo)程序進(jìn)行升級(jí)。解復(fù)用模塊用于處理TSD通道、過(guò)濾器、緩沖區(qū)管理(包括設(shè)定PID、解PAT表、PMT表、SDT表等)，設(shè)定過(guò)濾條件，管理通道緩沖區(qū)，進(jìn)行CRC驗(yàn)證。EPG模塊能夠?qū)崿F(xiàn)7天EPG信息的處理和顯示，負(fù)責(zé)EPG錄影的設(shè)定。

本文中討論的是高清電視一體化的設(shè)計(jì)方案，類比和數(shù)字輸出界面都支持1080P分辨率；EPG實(shí)現(xiàn)7天節(jié)目信息的顯示，并可以按事件設(shè)定錄影預(yù)約；支持USB2.0協(xié)議，具有通過(guò)USB接口播放高清視頻文檔的功能，支持的音視頻文檔類型繁多；支持網(wǎng)絡(luò)傳輸，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)播放器功能。設(shè)計(jì)中使用了LGS-8G52，實(shí)現(xiàn)支持全國(guó)標(biāo)(即單載波和多載波同時(shí)兼容)。此外，網(wǎng)絡(luò)功能將會(huì)升級(jí)為支持無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。