基于MSTAR MST718BE的液晶電視設計實(shí)例
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除了更低成本外，主芯片高集成度和功能兼容全球市場(chǎng)這兩個(gè)特征是在選擇方案時(shí)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(chǎng)的方案具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：(1)外圍器件少，硬件設計簡(jiǎn)單，能大大縮短開(kāi)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(chǎng)為整機廠(chǎng)商派生其它機型提供了方便，使得機型開(kāi)發(fā)具有延續性。因此，主芯片高集成度和功能兼容全球市場(chǎng)將是今后LCD信號處理方案的發(fā)展趨勢。
這里所說(shuō)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、隔行逐行轉換模塊、模數轉換器、圖像縮放模塊，并兼容LVDS/TTL輸出功能?！凹嫒萑蚱脚_”是指IC內部設計中必須考慮到歐洲和美國市場(chǎng)的需要，這樣設計者便能根據不同的市場(chǎng)需要，更改DSP代碼，使產(chǎn)品具有歐洲市場(chǎng)要求的圖文(Teletext)和麗音功能，以及美國市場(chǎng)要求的CCD和Vchip等功能。
MstarSemiconductor(晨星半導體)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/ULCD控制芯片構建支持各種視頻信號的電視平臺。
圖1：基于MST718BE/U的LCD TV平臺系統框圖(點(diǎn)擊放大圖片)
作為一個(gè)具有視頻處理和LCD控制功能的芯片，MST718BE/U不但可以接收來(lái)著(zhù)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。它內置的line-buffer 提供2D 梳狀濾波器，此外還具有10位雙通道模數轉換器，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1440900的顯示屏。
下文將討論硬件工程師應如何利用MST718BE/U作為主芯片，并配合少量的外圍器件，搭建一個(gè)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
在LCD TV平臺的視頻處理電路中，有一個(gè)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(guò)高頻頭解調，然后經(jīng)過(guò)中頻放大器輸出CVBS視頻信號，后端的視頻解碼、隔行逐行轉換、圖象效果調整、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內置Line_buffer，所以對于一般應用，用戶(hù)不用外掛存儲器。此外MST718還內置了8051微處理器，可提供OSD(屏幕菜單式調節)，并通過(guò)I2C總線(xiàn)及GPIO端口控制外圍器件。它可以滿(mǎn)足絕大部分的用戶(hù)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(jìn)行解碼輸出，并需要一個(gè)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平臺系統框圖。
圖3：MST718BE/U的外部復位引腳FB1、FB2的電路連接圖
設計要點(diǎn)
MST718BE/U采用128腳PQFP封裝，占位空間較小，對貼片工藝要求低，其系統平臺設計采用兩層PCB即可完成，在開(kāi)發(fā)周期及成本上占有一定優(yōu)勢。但在設計MST718BE/U外圍電路時(shí)需要注意以下問(wèn)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，主要為芯片內部各模塊供電。這三種電壓應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，以響應外部的重啟命令。在實(shí)際應用中，由于待機5V電源的功率一般較小，建議用一個(gè)可通過(guò)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應用電路圖。
2．振蕩器輸入
外部12MHz晶振信號通過(guò)XTALin 、XTALout兩個(gè)引腳接進(jìn)來(lái)。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€(gè)NPO電容被用來(lái)使晶振可靠起振，并確保晶振頻率的穩定性。NPO電容值由晶振規格參數決定。在視頻解碼器中，為準確地解調出色差信號，關(guān)鍵是要在接收端恢復出和發(fā)射端同頻同相的基準幅載波Fsc，否則，解調出的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(wú)彩色。因此，在應用過(guò)程中，必須確保NPO電容與晶振規格相匹配。
圖4：復位電路(2)
3．復位電路
MST718BE/U有兩組共5個(gè)復位引腳，其中FB1(引腳42)、FB2(引腳39)為外部復位引腳。通常情況下，這兩個(gè)引腳應該短接在一起，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(shí)，芯片將進(jìn)行復位動(dòng)作。在實(shí)際應用中，建議將外圍穩壓模塊(LDO)的輸出通過(guò)電阻分壓產(chǎn)生1.2V電壓連接到FB1、FB2上。需要注意的是，在設計電路時(shí)，應在不同的外圍LDO上做出預留，這樣就可以根據實(shí)際情況選用上電慢的LDO，以保證芯片復位時(shí)，各個(gè)電源引腳上的電壓已經(jīng)穩定。圖3為實(shí)際的復位電路圖。
MST718BE/U的Powergood(引腳44) 、Power_on_RStn(引腳68)、Reset (引腳72)為內部復位引腳，它們靠?jì)炔慨a(chǎn)生的復位信號給芯片內部其他模塊提供復位。其中Powergood 、Power_on_RStn通過(guò)一個(gè)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(jiàn)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(xiě)到一顆外置串行閃存芯片PS25LV020內。Mstar公司在提供MST718BE/U芯片的同時(shí)，將同時(shí)提供這顆閃存芯片，這樣不但方便電視制造商使用，同時(shí)也能較好地保證了MST718BE/U與閃存芯片之間配合的穩定性。PS25LV020具有256KB儲存空間，對于功能要求不是特別復雜的電視平臺來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠。MST718BE/U是通過(guò)一個(gè)四位串行總線(xiàn)與PS25LV020進(jìn)行數據讀取的。具體電路見(jiàn)圖5。
本文小結
基于MST718BE/U開(kāi)發(fā)出的LCD TV，可以針對歐洲、美國市場(chǎng)需要，換用管腳兼容的芯片，使產(chǎn)品兼容全球市場(chǎng)的要求。其中，MST718BE是針對歐洲市場(chǎng)開(kāi)發(fā)的，具有圖文，麗音功能；MST7181BU是針對美國市場(chǎng)開(kāi)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(kāi)發(fā)商可直接在現有的基礎上構建其應用層，并對其進(jìn)行調用。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(kāi)發(fā)進(jìn)度。
通過(guò)以上說(shuō)明可知，構建定制的LCD電視信號處理平臺并非難事。為進(jìn)一步推動(dòng)對LCD TV的研發(fā)，Mstar公司現已設計出并提供 基于MST718BE/U的LCD平臺演示板，可作為參考設計和效果演示工具。該演示板是一個(gè)針對全球市場(chǎng)的LCD TV平臺，支持圖文、麗音功能，而通過(guò)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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