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採用SoC實現高性價比3D眼鏡設計方案

上網時間: 2011年10月14日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:3D  主動式快門眼鏡  顯示同步  微控制器  IR 

電池管理

所有主動式快門眼鏡都要求使用電池給電子元件供電。這種電池可以是一次性使用的鈕扣電池,也可以是可重覆充電的鋰電池。不管是哪種系統,都要求對電壓進行持續監視是池。這個電壓隨後施加到快門上,而使快門工作設,如控制輸入、按鈕,以確保給系統提供穩定的電源輸出。在使用充電電池時,系統必須適當地監視和控制充電過程,主要是出於安全防護的目的,防止在電池產生故障時因過壓和過流損壞元件,或傷害到用戶。

分離元件解決方案

如上所述,所有3D主動式快門眼鏡的基本架構都是相同的。對於第一代主動式快門設計而言,製造商一般使用分離元件實現上述總體架構中的每個子系統,如圖1所示。雖然這種方案最初可以提供快速的上市時間,但有三個主要限制因素會影響到消費者的使用。


圖1:目前的3D眼鏡解決方案功能架構圖。


圖2:可程式SoC方案的整合功能。

因素一:成本

如今製造商的主要工作是降低總體成本,而分離解決方案是最昂貴的一種方案。當您增加實現設計所必須的運放、升壓轉換器、開關、電池充電IC、微控制器和各種被動元件時,BOM成本將迅速上升。隨著元件數量的增加,處理、庫存和組裝成本也隨之增加,因此這種設計方法的成本非常高。

因素二:尺寸

當採用分離元件解決方案時,需要的元件數量和實現設計所占用的面積都很大。即使是採用了正確雜訊隔離的高效佈線設計,完成數量眾多的分離元件的佈線也需要占用很大的PCB面積。消費者需要更加輕便的3D眼鏡,並且需要更加時尚的外形設計。使用分離元件的設計很難同時滿足這兩方面的要求。

因素三:靈活性

分離元件架構在總體設計方面欠缺靈活性,不僅難以實現真正通用的作業,而且成本高昂。此外,分離元件設計應用目標是特定顯示器或特定型號。雖然有利於更快上市,但這種方案縮小了消費者選購眼鏡的範圍,他們只能選擇顯示器製造商規定的特殊牌子。

整合解決方案

雖然第一代設計使用分離元件,但一些供應商已經開始轉向ASIC這種整合度更高的解決方案。相較而言,ASIC是3D眼鏡的理想之選,因為它們經過專門剪裁可完成解碼紅外線同步協議的任務,還能處理電池充電和快門控制功能。這些功能是透過將升壓電路和開關FET整合在ASIC元件內部實現的。

另外,ASIC執行這些任務時非常高效,功耗相對較低,而且實現完整解決方案所需的外部元件數量也非常有限。不過,遺憾的是,基於ASIC的設計只能提供固定解決方案,當設備要求變化時無法進行修改。而且採用ASIC的設計成本很高,一旦完成設計實現,可配置選項也非常有限。如果設計產生重大變化,那麼採用ASIC將不再是理想的解決方案。雖然單個ASIC的成本很低,但大多數ASIC製造商要求支付前期非重覆工程費用(NRE),而這個費用可能高達100萬美元或更多。

設計師可能會考慮的另外一個領域是具有固定類比功能且可配置性更高的微控制器。與基於ASIC的解決方案相較,這些微控制器可以提供廣泛的可配置選項,因此非常好用。儘管類比功能在不斷增加,但大多數微控制器的內部資源仍然非常有限。雖然許多微控制器包含某些固定功能的內部週邊設備,如ADC、比較器、定時器和PWM,但它們缺少3D眼鏡設計所需的許多其它關鍵元件。雖然微控制器的配置功能很強大,但其整合度很有限。

為了補償有限的整合度,許多公司採用紅外線模組來處理紅外線接收任務。這種模組在小型簡化封裝中包含了接收、放大和濾波紅外線同步訊號所需的所有元件。但使用這種模組的問題是,它包含固定的規格,不允許製造商根據實際需要對模組進行調整或修改。這些限制還要求紅外線同步資訊解碼時有CPU協助參與,因而增加了元件的功耗。當CPU需要執行其它任務時,這種方法還可能降低CPU性能,因為解碼同步訊號具有即時特性,具體取決於所要求的同步頻度。

基於ASIC的架構和基於微控制器的架構所存在的侷限性迫使元件製造商在可配置能力和整合度方面作出選擇。這種折衷做法也使得他們難於實現前文所述的真正通用的設計。


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