Global Sources
電子工程專輯
 
電子工程專輯 > 光電/顯示技術
 
 
光電/顯示技術  

基於MS9400的時移電視設計

上網時間: 2008年08月22日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:LCD TV  PVR  時移電視 

有線時移電視,是指觀眾在觀看DVB數位電視節目時,可以隨時按暫停或後退/快進鍵,也可以選擇幾天前的電視節目。本文提出的時移電視的特點是以硬碟作為儲存媒介,設立本地的大量緩衝區和巨大的節目儲存庫,利用數位化處理技術實現對節目的控制和管理。數位化和儲存技術是時移電視技術的核心,在這個基礎上對節目進行靈活的編輯和錄放控制,一改過去看電視的被動和無奈。觀眾可以隨心所欲地控制電視節目的播放、快進、快退等,產生一種互動的感覺,這將改變人們傳統看電視的習慣。

時移電視新增特性和功能

1. 增強的手動錄放像功能

在時移電視中使用硬碟作為節目儲存的介質,硬碟容量大、數位式、快速存取的儲存特性使得時移電視可以進行長時間的節目儲存。以本方案為例:在最高燒錄品質時的碼率為7.5Mbps,則一個小時需要3GB左右的空間。80GB的硬碟可以錄製最高品質的MPEG-2節目為20多小時。由於硬碟的尋道和定位速度非常快,可以輕易的找到已錄製的節目,立即播放。硬碟載體的數據儲存和讀取速度非常快並且準確,有效地降低了儲存和讀取過程中可能出現的誤碼現象。時移電視錄放影像的另一個特點是對錄製的節目進行了分類和整理,用戶可以根據節目表輕鬆找到想看的節目。

2. 時移功能

時移播放是時移電視的一大特點。時移電視在硬碟中開設了大量緩衝記憶體區,在播放電視節目的同時也對節目進行儲存。在本方案中,緩衝記憶體區的大小最大可以為整個硬碟剩餘空間,可以時移時間長度為24個小時。依賴緩衝記憶體技術,用戶可以對正播放的電視節目進行暫停,過一段時間又可以從暫停處繼續播放,就好像時間產生了行動一樣,因此稱為時移播放。另外用戶還可以對節目進行後退、慢放、快進等作業,隨心所欲的觀看電視節目。

3. 邊看邊錄功能

比如,我們一直在追蹤一個電視連續劇,可是昨天錄下的前兩集我還沒有時間看,今天又要放後續內容。我們可以把今天放的電視劇放在後台繼續燒錄,從燒錄節目表中找出昨天燒錄的電視節目觀看。基於‘watch&Record’技術,觀眾可以在看以前燒錄的節目同時,又不耽擱燒錄現在新播出的電視節目。

MS9400時移電視系統結構及原理

MS9400時移電視是一個液晶電視+PVR的方案。液晶電視的主晶片採用GENESIS公司Cortez系列中的FLI8668晶片,PVR採用MAGUM公司的MS9400晶片。系統整體結構圖如圖1所示。

圖1:MS9400時移電視系統結構圖。
圖1:MS9400時移電視系統結構圖。

時移電視工作原理為:當正常觀看類比電視節目時,多工器MUX1的輸入選擇為類比高頻頭輸入。經過ADC和3D解碼器,輸入到MUX2,MUX2選擇3D解碼器輸入通道,交給後端輸出顯示處理部份處理。處理完後的數據透過LVDS匯流排送到面板上顯示。

當正常觀看數位電視節目時,MS9400透過TS串流埠接收數位高頻頭過來的TS訊號。解碼後得到CCIR656訊號,透過MS9400的CCIR656輸出埠送到FLI8668的數位埠A的P[8-15]。FLI8668的MUX2多工器選擇數位埠A輸入的訊號,經處理後在面板上顯示。

當觀看HDMI輸入的訊號時,FLI8668的MUX2選擇數位埠B的輸入訊號,經處理後在面板上顯示。

1.時移功能的實現原理

我們以對類比電視輸入訊號時移為例進行說明。類比高頻頭輸入的訊號經MUX1選擇輸入到ADC和3D解碼器,3D解碼器有一路輸出經FLI8668的數位埠A的P[0-7]輸入到MS9400的CCIR656輸入埠。MS9400內部的MPEG編碼器編碼輸入的訊號為MPEG2的格式,透過IDE介面儲存到硬碟的緩衝區中。同時MS9400內部的MPEG解碼器透過IDE介面讀取硬碟緩衝區中的數據,解碼後透過CCIR656輸出埠送到FLI8668的數位埠A的P[8-15]。FLI8668的MUX2選擇器選擇數位埠A的P[8-15]輸入的數據,經後端處理後在面板上顯示。這樣,利用硬碟的大量儲存特性,使輸入的視訊訊號和輸出的視訊訊號不一致,實現時移功能。對於類比輸入AV1/AV2/AV3,其時移實現原理一樣。

對數位高頻頭輸入的TS串流訊號,經MS9400內部的TS處理模組和MPEG編碼器,透過IDE介面儲存到硬碟的緩衝區中。同時MS9400內部的MPEG解碼器透過IDE介面讀取硬碟緩衝區中的數據,解碼後透過CCIR656的輸出埠送到FLI8668的數位埠A的P[8-15]。FLI8668的MUX2選擇器選擇數位埠A的P[8-15]輸入的數據,經後端處理後在面板上顯示。實現對數位電視的時移功能。

HDMI輸入的訊號不能實現時移功能。

2.時移電視錄製的實現

我們以錄製類比電視輸入訊號為例進行說明。類比高頻頭的輸入訊號經MUX1選擇器輸入到ADC和3D解碼器。3D解碼器的一路輸出經FLI8668的數位埠A的P[0-7]輸入到MS9400的CCIR656輸入埠。MS9400內部的MPEG編碼器編碼輸入的訊號為MPEG2格式,透過IDE介面儲存到硬碟中。同時FLI8668的MUX2選擇3D解碼器輸入的訊號,經後端處理後,在面板上顯示電視訊號。這樣實現了在後台錄製的功能。

當需要錄製數位電視時,MS9400透過TS埠接收數位高頻頭來的TS串流。經MS9400內部的TS處理模組和MPEG編碼器,透過IDE介面儲存到硬碟中。同時透過CCIR656輸出埠送到FLI8668的數位埠A的P[8-15],輸出處理後的TS串流資訊。FLI8668的MUX2選擇器選擇數位埠A的P[8-15]輸入的數據,經後端處理後在面板上顯示,實現對數位電視訊號的後台錄製功能。

HDMI輸入的訊號不能實現後台錄製。

3.時移電視播放的實現

MS9400內部的MPEG解碼器透過IDE介面讀取硬碟緩衝區中的數據,解碼後透過CCIR656的輸出埠送到FLI8668的數位埠A的P[8-15]。FLI8668的MUX2選擇器選擇數位埠A的P[8-15]輸入的數據。經後端處理後在面板上顯示。實現播放功能。

4.時移電視的音訊處理

時移電視的音訊處理原理結構圖如圖2所示。當正常看電視的時候,多工選擇器MUX1選擇高頻頭的左右聲道輸入,經功放放出聲音。當進入時移狀態,多工選擇器MUX1選擇高頻頭通道,經過ADC進入MS9400的I2S介面,經MS9400處理後,透過IDE介面儲存到硬碟上。同時MS9400透過IDE介面讀取硬碟的數據,經I2S介面輸出到DAC上。多工選擇器MUX2選擇DAC送來的音訊訊號輸入,經功放放出聲音,實現音訊的時移。對於音訊訊號的燒錄和音訊訊號的播放在此不再敘述。

圖2:時移電視音訊處理結構圖。
圖2:時移電視音訊處理結構圖。

系統軟體說明

此時移電視包含兩個CPU晶片,一個為FLI8668,一個為MS9400。每個CPU有自己的軟體,兩個CPU之間透過串列埠按照事先定義好的協議通訊,實現統一的OSD介面和作業。MS9400部份程式碼層次圖如圖3所示。

圖3:MS9400部份程式碼層次圖。
圖3:MS9400部份程式碼層次圖。

各層功能解釋如下:

GUI和APP:提供軟體的一個介面,可以根據用戶的需要而修改。

AF:此層控制應用的交互和顯示行為。對特定用戶,要求附加的控制,合作夥伴可以用他們自己的框架去替代這一層。

API:此層定義存取核心服務的機制。

CF:此層完成大量的軟體功能。

AL:此層是核心和下層系統服務(OS和驅動)之間的一個抽象層。

OS:此層提供作業系統和相關的服務,本系統採用NUCLEUS作業系統

DR:此層控制外部的介面,如:晶片上的硬體,板上的硬體和板外的硬體。用戶可以自己更改和維護。

MS9400文件系統格式說明

目前MS9400方案採用的文件系統是基於FAT32的SupreCluster文件系統,與標準FAT32的主要區別是:

1. FAT32文件系統單個文件最大是4GB,這意味著用最高串流錄製約70分鐘就必須結束目前文件,新製作另一個文件,影響播放時的連續性。SupreCluster解決了這個問題,採用最高串流錄製,單個文件可以錄製最長時間為24小時。

2. FAT32文件系統數據存取的單元為512位元組,適合於小文件的管理,但對幾百兆,甚至是幾個GB的串流媒體不適用,尤其是邊讀邊寫的時移功能。如果採用FAT32文件系統的512位元組單位做時移,不得不非常頻繁地存取硬碟的文件分區表和地址管理系統,硬碟磁頭頻繁地調躍,影響硬碟的噪音、功耗、發熱,最重要的是會縮短壽命。

SupreCluster文件系統的最小尋址單位為32KB,非常適合串流媒體的處理,不需要頻繁對文件進行尋址。理論上可以減少硬碟尋址作業和磁頭動作到原有的1/20。但該文件系統與Windows平台不能完全相容,需借助PC端的應用程式來讀寫該文件系統下的多媒體文件和燒錄的節目。其原理類似於iPod必須配合iTuner來使用。

但這同時可以解決版權保護的問題:在電視上錄的內容可以在電視上回看,但不能直接無限制地拷貝到電腦。拷貝的過程必須由該應用程式來控制,它將決定哪些錄製的節目可以被拷貝到電腦。透過電腦上的這個應用軟體,可以避免版權保護帶來的可能的糾紛。

時移電視的發展與技術挑戰

MS9400實現的時移的顯示精密度僅僅為標準解析度,包括480I/480P/576I/576P。目前,市場已經開始對於高清的時移電視有一定的要求,因此提高顯示的精密度是時移電視的一個方向和挑戰。

各電視廠商對於儲存設備的要求希望不僅僅侷限於內建大容量的硬碟,希望能把燒錄的數據儲存到外置的USB行動硬碟上,以方便用戶把燒錄的數據和其他設備相互交流。同時希望能在NAND快閃記憶體上實現時移的功能,以便不使用內建硬碟和沒有外置硬碟時也能完成時移功能。

對帶USB介面的時移電視,USB埠不僅僅是燒錄的通道,也是播放外部的數據文件的通道,能對於各種音視訊格式進行支援。目前主要支援的音視訊格式文件的要求如下:JPEG(包括逐行)、Kodak Picture、MP3、AAC、WMA、MPEG-4 ASP、Divx 3、Divx 4、Divx 5、Divx 6、Ultra、XviD、VOB、MPG、DAT、BMP。隨著時間的發展,還會有更多的文件格式出現。需要時移電視能不斷的升級軟體以滿足對最新文件格式的支援。

對於國內的電視廠商,由於USB行動儲存設備各種品牌產品品質差距甚大。而電視用戶手上所擁有的USB行動儲存設備各式各樣,因此時移電視的USB介面需要具有良好相容性,能識別各種不同的USB行動儲存設備,這也是時移電視面臨的一個挑戰。

本文小結

MS9400時移電視設計主要思路是把LCD電視和硬碟錄影機相結合而提高普通電視的附加值。目前,在37寸以上大尺寸的LCD電視產品中,整合PVR是一個大的趨勢,廣泛引起國內和國際上一些大的電視廠商注意和開發。基於MS9400的時移電視已經在LG的‘愛看’電視系列產品中量產,這種電視的上市將極大的改變人們以往看電視的習慣。同時,基於MS9400的方案可以產生出多種衍生產品,採用同一套方案,可以實現類似於視訊轉換盒的硬碟錄影伴侶盒,解決舊電視不可以錄影和時移的問題。

馮瑞明

資深硬體工程師

Captain_f@163.com

捷盈科技有限公司深圳代表處





投票數:   加入我的最愛
我來評論 - 基於MS9400的時移電視設計
評論:  
*  您還能輸入[0]個字
*驗證碼:
 
論壇熱門主題 熱門下載
 •   將邁入40歲的你...存款多少了  •  深入電容觸控技術就從這個問題開始
 •  我有一個數位電源的專利...  •  磷酸鋰鐵電池一問
 •   關於設備商公司的工程師(廠商)薪資前景  •  計算諧振轉換器的同步整流MOSFET功耗損失
 •   Touch sensor & MEMS controller  •  針對智慧電表PLC通訊應用的線路驅動器
 •   下週 深圳 llC 2012 關於PCB免費工具的研討會  •  邏輯閘的應用


EE人生人氣排行
 
返回頁首