说到近来最当红的电子产品,一定非液晶电视(LCD TV)莫属。市调机构DisplaySearch预估,2005年全球LCD TV的出货量约2,000至2,100万台,2006年LCD TV市场最低目标是有80%的增长,甚至100%的增长也不为过,因此对液晶电视市场来说,2006年是非常关键的一年。
锁定LCD TV此一爆量增长的市场,益登科技以Genesis LCD TV Scalar芯片为核心,并通过积极整合相关系列产品线,可提供完整的LCD TV平台整合方案。
Genesis面向大中小三种尺寸的电视推出了一系列高集成度高性能的TV显示控制芯片。其中,针对中大尺寸高端电视方案的有Cortez Advance和Cortez Plus系列；针对中大尺寸中端电视方案的有Cortez和Cortez Lite系列；针对小尺寸电视方案的有Hudson系列。并且,面向数字电视方案,Genesis也推出了高集成度的Bogart芯片系列。本文将主要讨论基于Cortez芯片的LCD TV解决方案。
Genesis芯片架构及主要功能
FLi8532(Cortez)是一款高集成度的SoC芯片。它将X86 CPU、RGB/YPbPr A/D转换器、3制式视频解码器和带运动补偿的高性能缩放控制器集成在了单一芯片上。并且,它还支持图文电视广播/CCD/Vchip功能、PiP/PAP/PoP双信道处理、双路LVDS接口电路、24位 YUV 接口等。FLi8532芯片架构如图1。
为了提高LCD显示器在播放电视信号时的性能表现,Genesis公司还在FLi8532中集成了其它技术,如能够减少拖尾现象的液晶驱动加速技术和能够提高动态色彩表现范围的动态色彩管理系统(ACM-II)。此外,它还使用了多次获得美国Emmy奖的DCDi(方向性关联的隔行扫描)技术,能够消除标准的隔行扫描视频信号通过逐行扫描显示设备时图像边缘产生的变形。
此外,Genesis也发布了Cortez Advance系列芯片,该系列订于2006年初量产。相比于Cortez,它增强了多项全新视频处理及数字显示技术,比如1,080p平板显示支持、真10位视频处理技术、双路3D视频解码器、双路两级DCDi处理引擎、ACM-3D、单通路低成本版本等功能特点,使画质更清晰、色彩更艳丽。
图1:FLi8532芯片架构。
图2:FLi8548芯片架构。
为了让客户在选择方案时有更多的灵活性,在Cortez和Cortez Advance的基础上Genesis又增加了Cortez Plus和Cortez Lite两个系列。Cortez Plus是Cortez的升级版,支持1,080P平板显示,10位A/D采样和处理,内置HDMI解码等功能。Cortez Plus系列包括两款芯片FLi8538/FLi8548,前者不带HDMI解码器,后者内置一路HDMI解码器。其中,FLi8538、FLi8532的管脚是完全兼容的,都支持1,080P输入,且FLi8538、FLi8548都支持1,080P输出,用户可以根据自己的实际需求选用。FLi8548的芯片架构如图2所示。
鉴于北美和中国很多消费者对PiP功能并不敏感,Genesis将Cortez PIP通道去掉构成其低成本芯片Cortez Lite系列。它也有两款芯片FLi8531和FLi8541将要推出,前者不带HDMI解码器,后者内置一路HDMI解码器。这两款芯片都只有一路3D视频解码器和一路DCDi处理引擎,但其数据精度已加强到10位A/D采样和处理,同Cortez主通道视频效果相比,画质和降噪性能都有所改善。
图3:FLi8125芯片架构。
针对26寸以下LCD TV,Genesis推出了低成本的Hudson方案(FLi8125)。FLi8125的集成度和FLi8532类似,都集成了X86 CPU、X86 CPU、RGB/YPbPr A/D转换器、3制式视频解码器和DCDi高性能缩放控制器,也支持图文/CCD/Vchip软解码、ACC/ACM等功能。目前,在大陆,Hudson方案已成为15~23英寸LCD TV市场最主流的应用方案之一。另外,集成了音频处理芯片、Hudson的升级产品HudsonII也将在2006年上半年推出。FLi8125芯片架构如图3。
益登LCD TV平台架构
益登科技,负责Genesis全线产品在大陆和台湾市场的代理和推广。益登从两年前开始涉足LCD TV解决方案的研发,目前在台北和深圳各设立了一个研发中心,致力于LCD TV、DVD和其它产品整体方案的开发。而且,在大陆还和一个TV design house结成伙伴合作关系,共同开发基于Genesis的LCD TV整体方案。
为顺应市场趋势,益登科技致力为客户提供主流市场的整体解决方案,力求产品线的多样化与完整性,方便客户一次购足的需求。为帮助客户加快研发流程,降低系统成本,在竞争极度激烈的TV市场中掌握先机,益登科技精心搭配所代理的几家产品,组合成完整的LCD TV平台解决方案(架构如图4所示):除了Genesis的TV控制芯片外,还包括Spansion的闪存、Himax的调谐器、SigmaTel/D2Audio的数字功放以及东芝的DTV模块等,并搭配性能优异的HDMI解码芯片。
图4:益登LCD TV平台架构。
基于Cortez的LCD TV方案设计
LCD TV市场的竞争越来越激烈,开发产品成本更低、设计周期更短、更具产品竞争力的方案为设计人员形成了极大的挑战。益登科技成立自己的TV研发团队就是为了能给客户提供成熟的、性价比高的整体解决方案。我们可以提供的技术支持包括on-site support、设计成熟的整体(公板)方案,并可根据客户的技术需求量身定做提供“交钥匙”方案等多种方式。
下面四点是我们在设计LCD TV整体方案时遵循的原则,供大家参考。
- 设计性价比有市场竞争力的方案(设计前计算BOM Cost并调研产品规格)
- 选用在大陆易采购、交期短且工程师比较熟悉的元器件
- 针对欧洲、北美、大陆等不同市场需求设计独立的TV方案
- 支持市场最常用的几款视频解码器、音频处理器/丽音解码器和显示屏。
图5:Cortez LCD TV欧洲机系统架构
益登科技目前在开发的主要是基于Cortez和Hudson针对欧洲和北美的整体方案。下面以一款FLi8532为主芯片且面向欧洲市场的LCD TV方案为例进行方案设计的说明,该方案硬件系统架构见图5。
1． 硬件系统架构
1)调谐器模块
在益登提出的TV方案中,常用的调谐器来自飞利浦、旭光和Himax。相比来说,飞利浦的性能最好,而旭光和Himax的性价比更高一些,这三者我们都有成熟的应用和驱动程序。在目前实际电路中我们选用了2个飞利浦的FQ1216LME/I 调谐器,以支持PIP双信道RF输入功能,未来在交钥匙解决方案中将会导入益登代理的Himax调谐器为主要的参考设计之一。
2)AV输入模块
支持CVBS、VGA、YPbPr、Scart和HDMI输入。在PIP次通道采用了Philips7117作为视频解码器。在Micronas VPC3230、飞利浦7117和Ti5147三种常用的视频解码器中,我们认为飞利浦7117的性价比颇为出色。
图6:Cortez软件架构
3)存储器模块
该方案设计使用1片8Mb闪存、2片128Mb DDR DRAM以及2片EEPROM。闪存用于存储LCD TV运行程序；系统EEPROM用于存储用户开机状态和频道参数；EDID EEPROM用于存储厂商信息、输入信号能够支持的分辨率等参数；DDR DRAM则是用于隔行变逐行、缩放、PiP、VBI解码、OSD叠加等视频/图像处理的缓存。
4)音频模块
包括丽音/立体声解码和功放两个部分。调谐器输出的中频音频信号经过丽音或立体声解码后放大输出。在目前音频处理芯片市场上,MSP34xx系列因为性能稳定、支持制式多而被大量使用,但是因为一直高居不下的价格也让很多工程师头疼不已。针对这种情况,益登的欧洲机系统不但支持MSP3410/MSP3415,还支持ST的ST8216芯片；而益登的美洲机系统不但支持MSP3420/MSP3425,也支持松下AN5832芯片。
2．软件架构
图7:ACC/ACM工具能简易地调整TV色域。
Cortez软件系统架构见图4。Genesis向客户免费开放源代码。用户需要自己调整的主要是周围元器件的驱动、屏参、OSD菜单等。其中,修改OSD菜单主要用Genesis提供的Workbench来实现。调试工具既可以通过RS232口配合Gprobe软件调试,也可以通过JTAG口调试。
开发软件对于系统开发来说至关重要,此方案的开发软件特色如下:
1) 层次清晰的软件架构
Genesis方案提供层次清晰的软件平台,共分为应用层以供软件工程师作客制化修改、通用层(Utilities layer)、驱动程序层等等,加上OSD工具所产生的档案及为保护知识产权的库档案等。
2)人性化接口的开发软件
Genesis提供相当容易上手的应用程序,以方便软件开发人员使用,其中包含面向对象的应用程序,软件工程师只须了解该程序所提供的对象即可简易的完成定制的OSD。
- ACC/ACM (自动对比度和色度调整/自动色彩管理):该工具使系统商能简单方便的调整TV色域,并且对需要调整的颜色并无数目上的限制,包含肤色增强或色域区块的颜色调整等。
- GProbe系统开发工具:提供给软硬件研发工程师作系统开发用,通过UART或DDC2Bi接口对系统作程序更新、缓存器在线读写等等。
LCD TV市场白热化, 高性价比方案胜出
2006年LCD TV市场的高度增长主要将来自于美国市场需求的快速兴起。过去美国LCD TV市场的增长幅度较少,但目前已追上全球第二大的LCD TV市场?D?D日本,且由于2006年3月所有美国25英寸以上的电视机,都要装上数字调谐器,此举将加速CRT电视淘汰出局。
此外,2006年所有一线品牌大厂的液晶电视机将持续大幅降价,明年一线品牌32寸液晶电视零售价最低可达1,000美元,37寸为1,500美元。在美国只要低于1,000美元,需求将会引爆,使得美国液晶电视市场的成长幅度最大。在电视面板方面,下游品牌大厂为刺激需求,维持2006年LCD TV高度成长的需求,将会导引零售价格持续下降,面板厂也会策略性的逐季小幅调降电视面板价格,以持续攻占高增长的液晶电视市场。在此市场竞争日趋白热化的情况下,选择高性价比、供货稳定的方案就显得更为关键,LCD TV制造商正深思熟虑谨慎地迈出下一步。
作者:周生雷
产品经理
益登科技股份有限公司
