M16C/62P在液晶電視制造中的應用

本文介紹m16c平臺在先進(jìn)的數字液晶電視技術(shù)以及硬件配置和軟件算法方面的作用，同時(shí)也將討論其他的lsi。此外，也為電視制造商用于26英寸或以上液晶電視提供主要解決方案。

瑞薩的m16c系列是一個(gè)具有rom高效率的多用途32和16位cisc微型機。它具有在高速度條件下的優(yōu)異噪聲免疫性和超低功耗處理能力，其中一組m16c系列的mcu是m16c/62p,該器件可提供低成本開(kāi)發(fā)環(huán)境，工作頻率高達24mhz。此外，它還支持多工和獨立總線(xiàn)模式，可以連接外部存儲器和視頻處理器。我們在液晶電視解決方案中選擇m30620spgp，它是一個(gè)內置10k ram的無(wú)rom版本，可以在20mhzpll時(shí)鐘的微處理器模式下工作，并使用了一個(gè)8位多工總線(xiàn)用于連接整個(gè)系統。

由于系統采用不帶rom的m16c mcu作為中央處理單元，視頻處理器需要顯示幀的緩沖器而運行，所以系統需連接外置的rom和作鍰沖器的ram。外置rom是一顆512k 8bit的閃連存儲器w29c040, 而ram是128mbit的sdram。

在視頻信號處理器方面，我們選用泰鼎的第五代集成視頻處理器（見(jiàn)表1）。

lsi為svp ex52，為高檔數字電視提供主要的解碼、處理、調節和顯示控制功能。它集成了用于cvbs/s-video/component以及hd-d1/d2/d3/d4模式的sd/hd模擬視頻輸入的10位adc；高達108mhz的pc rgb輸入可支持sxga/60hz；隔行掃描刷新為60hz到100hz，而逐行掃描刷新為50hz到75hz。泰鼎圖形引擎可提供卓越的視頻圖像質(zhì)量。該技術(shù)集成了3d梳狀視頻解碼，并支持pal、ntsc和secam格式、運動(dòng)適應解隔行掃描、數字噪聲消除、圖像調節、平均畫(huà)面水平控制、邊界消除和銳利度提升等。其內部低電壓差分信號發(fā)送器lvds用來(lái)連接lvds面板，應用lcd過(guò)驅動(dòng)的專(zhuān)有技術(shù)，可以改善主畫(huà)面（mp）和畫(huà)中畫(huà)（pip）通道在lcd面板上的反應時(shí)間。

整個(gè)系統還加入了一個(gè)hdmi接收器sil9011（高清晰度多媒體接口）。這個(gè)lsi與hdmi 1.1規范兼容，且后向兼容dvi 1.0,這可使hdmi系統以一條電纜連接到現有的dvi 1.0主機（例如dvd播放器）。單個(gè)panel link tmds數碼內核支持視頻信號圖素時(shí)鐘速率達165mhz, 覆蓋范圍至1080p（高清電視分辨率或pc的uxga (pc分辨率)。而且具有高達192khz的音頻信號的采樣率，支持s/pif及多路音頻輸出。該芯片所帶有工業(yè)標準的i2s端口可與音頻dac直接進(jìn)行連接。sil9011還嵌入了一個(gè)hdcp（高清晰度內容保護）解碼引擎連同預編程的hdcp鑰匙，用來(lái)接收受保護的音頻和視頻內容，從而提供最高級別的安全性能。

音頻處理器應用msp34x0g系列，可覆蓋全球所有模擬電視聲音系統的標準。同時(shí)，諸如自動(dòng)音量控制（avc）、低音增強效果（bbe）和重低音輸出等基帶聲音處理也是在同一個(gè)單芯片中執行。msp34x0g系列帶有一個(gè)只運行在32khz內置i2s總線(xiàn)接口， 它不適合直接連接sil9011。需要增加一個(gè)具有192khz采樣率的d/a轉換器，以轉化音源到基帶的音頻才作為msp3410g輸出。

基本的硬件配置見(jiàn)圖1所示。m16c/62p的第一組i2c總線(xiàn)連接到存儲初始值和電視數據的eeprom。而另外一組用于器件之間的通信，如svp ex52、hdmi接收器、音頻處理器和調諧器，這一組i2c總線(xiàn)也與一個(gè)pc平行端口連接。當mcu程序進(jìn)入固件調試模式時(shí)，mcu釋放i2c總線(xiàn)控制。在pc上打開(kāi)工具應用軟件就能夠控制所有這些器件，這對系統調試非常有用。視頻處理器支持i2c總線(xiàn)和平行接口的通信。不帶rom的m30620spgp工作在1m字節的微處理器模式下以20mhz速率運行，這需要連接一個(gè)10mhz的晶振并設定內置的pll時(shí)鐘兩倍頻率，它們之間的通信采用一個(gè)多工總線(xiàn)來(lái)實(shí)現。mcu的映射定位于cs2起始地址為8000h的區域。程序進(jìn)入調試模式條件下，需要對svp ex52內部的寄存器進(jìn)行設置，以控制i2c總線(xiàn)，并使多工的平行接口失效。此外，m16c/62p的uart1能夠連接到pc串行端口。借助運行嵌入在pc視窗操作系統中的超級終端（hyper terminal），輸出信息。這意味著(zhù)mcu接受我們的遙控或應用本地指令完成任務(wù)。在程序正常狀態(tài)下運行時(shí)，pc和液晶電視之間也可持續進(jìn)行交互。

系統的軟件結構包括由c語(yǔ)言編寫(xiě)的ex、tv api和應用程序三個(gè)層次。exsdk提供了有效的工具和api?；跀祿途幋a分開(kāi)的概念，數據包括寄存器表的設置、osd(屏幕文字信息顯示)和用戶(hù)定義區域等。資源編碼工具能夠用來(lái)創(chuàng )建并維護這些作為資源的數據，運行流程見(jiàn)圖2。然后，每一類(lèi)數據也被看作某一指定的資源被插進(jìn)應用程序中，例如視頻信號處理器svp ex52中的數據表和不同lsi中的所有寄存器表等。

這是一個(gè)重要和經(jīng)常用來(lái)處理寄存器表的api調用函數：
void tdwriteregtable(rpbyte rptable, byte uccolume num)
rptable參數是一個(gè)指標，它指向寄存器表內資源所插入生成的數據。uccolumnnum參數是對哪一列數據應該寫(xiě)入的芯片進(jìn)行選擇。

toe是一個(gè)位于高層的功能程序庫，叫做toe.lib。它可在電視中執行如pc形式的圖形用戶(hù)介面，并支持兩個(gè)板面的4或8位元顏色osd顯示。

toe的結構基于mvc（模型、視圖和控制器）的設計模式。它由三個(gè)部分組成，借調用toeapi進(jìn)行編碼。osd數據編輯器和osd項目編輯器用來(lái)組成osd的布局設計和視覺(jué)結構。toe是用標準c語(yǔ)言寫(xiě)成， 能支持跨平臺作業(yè)，沒(méi)有平臺限制。

而exapi是一個(gè)作為svp ex52驅動(dòng)器的低層功能程序庫，它亦可以編譯在包括pc win32或許多不同的單片機平臺。exapi也如眾多程序庫文檔一樣， 都隱含著(zhù)api進(jìn)入已成為二進(jìn)制目標碼的執行細節。

tvapi也封裝了基本tv的邏輯處理。如果系統有硬件改動(dòng)，例如改換視頻解碼器，需要修改tvapi的源代碼來(lái)配合， exapi 和 tvapi能夠被應用層程序所調用。

微軟的visual c++在pc中是一個(gè)強大的工具程式，所編寫(xiě)的電視模擬器借助win32平臺通過(guò)i2c總線(xiàn)對系統進(jìn)行作業(yè)操控， 并且程式也具備osd模擬器用作預顯示， 這樣osd設計就能顯示在平面屏幕上。這可提供比較便宜的調試和開(kāi)發(fā)環(huán)境。

而高質(zhì)量的軟件開(kāi)發(fā)通過(guò)usb電纜連接到專(zhuān)業(yè)仿真器pc7501。探針m3062pt-epb與仿真一起工作。同時(shí)，整個(gè)系統運行在下列工具軟件上，軟件列表見(jiàn)表2。

表2 軟件列表

應用層主程序運行程序基于下面的流程圖，見(jiàn)圖3。

系統從第一個(gè)模塊開(kāi)始進(jìn)行初始化和缺省設置。例如，如果函數booltdeepromcheckonline（void）沒(méi)有檢查到返回標_eeprom_is_initialized_，應用層軟件便應用缺省設置來(lái)初始化eeprom。m30620spgp mcu首先被初始化。然后，包括系統資源、由資源工具resbuilder生成的數據、系統定時(shí)器、按鍵輸入、遙控輸入和i2c總線(xiàn)在內的整個(gè)系統進(jìn)行初始化。用戶(hù)輸入包括按鍵或遙控輸入被轉換成以字節為單位的虛擬鍵數值，并且對重復鍵的處理推進(jìn)到虛擬鍵值緩沖器中。而驅動(dòng)的api是：

void tdinitkeyboard(word wfirstdelay，word wrepeatdelay)；
void tdinitremoteex(rpbyte rpdata，word wfirstdelay，word wrepeatdelay)；

緩沖器通過(guò)應用層程式主回路調用byte tdgetvirtualkey（void）函數就得到虛擬鍵值。如果緩沖器中沒(méi)有虛擬鍵，exapi將調用回函數void tdcallbackidle（void）。必須保證后臺工作正常運行，即使當前正在處理osd菜單，也不能有所影響。所有處理后臺工作的模塊都按照其標記變換而執行，這些標記都可以根據用戶(hù)輸入、模式切換和信號檢測進(jìn)行改變。后臺作業(yè)處理包括搜臺、聲音處理、頻道選擇和信號處理等。所有背景模塊的流程如圖4所示：

exapi提供兩種定時(shí)器回叫功能，可通過(guò)應用層軟件實(shí)現。

void tdcallback1ms(void);

void tdcallback20ms(void);

上述兩個(gè)是系統定時(shí)中斷程序，void tdremoteservice（void）則是處理遙控輸入的中斷程序。在待機模式下，液晶電視僅等候接受控鍵或遙控輸入，顯示器的其他部分關(guān)閉，并進(jìn)入節電模式。在正常的模式下，整機操作正常進(jìn)行。一旦收到_vk-power_信號，液晶電視關(guān)閉系統并進(jìn)入待機模式。該信號也可使液晶電視進(jìn)入工廠(chǎng)模式，強迫液晶電視接受工廠(chǎng)設置或進(jìn)行系統老化測試，電視面板重復地顯示出紅、藍、綠或白色屏幕。

至于在多重視窗的狀態(tài)下， 可以在顯示層上產(chǎn)生九個(gè)視窗的排列， 每個(gè)小窗口一次顯示一個(gè)頻道并將其定格。然后，下一個(gè)頻道在下一個(gè)窗口上顯示。所有模式均有其自己的指令和osd處理。