基于MSTAR MST718BE的液晶電視設(shè)計(jì)實(shí)例
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隨著越來越多的電子消費(fèi)廠商加入當(dāng)前日益繁榮LCD產(chǎn)業(yè)中，整機(jī)廠商間競爭越來越激烈，就一臺(tái)LCD電視機(jī)來說，由于LCD面板的絕大部分技術(shù)被韓國、臺(tái)灣企業(yè)壟斷，可改變的余地很小，所以對于想在業(yè)內(nèi)繼續(xù)保持領(lǐng)先地位的電視制造商而言，新的電視信號(hào)處理方案選用尤為關(guān)鍵。
除了更低成本外，主芯片高集成度和功能兼容全球市場這兩個(gè)特征是在選擇方案時(shí)必須要考慮的。這是因?yàn)橹餍酒募啥雀�、功能兼容全球市場的方案具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：(1)外圍器件少，硬件設(shè)計(jì)簡單，能大大縮短開發(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為整機(jī)廠商派生其它機(jī)型提供了方便，使得機(jī)型開發(fā)具有延續(xù)性。因此，主芯片高集成度和功能兼容全球市場將是今后LCD信號(hào)處理方案的發(fā)展趨勢。
這里所說的“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(hào)解碼器、隔行逐行轉(zhuǎn)換模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、圖像縮放模塊，并兼容LVDS/TTL輸出功能�！凹嫒萑蚱脚_(tái)”是指IC內(nèi)部設(shè)計(jì)中必須考慮到歐洲和美國市場的需要，這樣設(shè)計(jì)者便能根據(jù)不同的市場需要，更改DSP代碼，使產(chǎn)品具有歐洲市場要求的圖文(Teletext)和麗音功能，以及美國市場要求的CCD和Vchip等功能。
Mstar Semiconductor(晨星半導(dǎo)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(hào)處理IC，本文將解釋了如何使用Mstar公司的MST718BE/U LCD控制芯片構(gòu)建支持各種視頻信號(hào)的電視平臺(tái)。
圖1：基于MST718BE/U的LCD TV平臺(tái)系統(tǒng)框圖
作為一個(gè)具有視頻處理和LCD控制功能的芯片，MST718BE/U不但可以接收來著電視高頻頭、DVD 或VCR信號(hào)源的NTSC/PAL/SECAM CVBS和S-VIDEO視頻模擬信號(hào)，而且還能很好地支持弱信號(hào)和非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。它內(nèi)置的line-buffer 提供2D 梳狀濾波器，此外還具有10位雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可以接受YPBPR、VGA信號(hào)。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1440×900的顯示屏。
下文將討論硬件工程師應(yīng)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(qiáng)大的LCD電視信號(hào)處理平臺(tái)。
圖2：為MST718BE/U芯片提供電源的電路圖
LCD TV平臺(tái)架構(gòu)
在LCD TV平臺(tái)的視頻處理電路中，有一個(gè)IF(中頻)模擬電視信號(hào)輸入到LCD TV接口，然后到液晶屏顯示圖象。前端需要經(jīng)過高頻頭解調(diào)，然后經(jīng)過中頻放大器輸出CVBS視頻信號(hào)，后端的視頻解碼、隔行逐行轉(zhuǎn)換、圖象效果調(diào)整、圖像比例縮放、LVDS/TTL輸出等步驟全部由MST718BE/U獨(dú)立完成，由于MST718BE/U內(nèi)置Line_buffer，所以對于一般應(yīng)用，用戶不用外掛存儲(chǔ)器。此外MST718還內(nèi)置了8051微處理器，可提供OSD(屏幕菜單式調(diào)節(jié))，并通過I2C總線及GPIO端口控制外圍器件。它可以滿足絕大部分的用戶界面及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(tái)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(hào)輸出到揚(yáng)聲器。功放芯片可由電視制造商根據(jù)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(tái)系統(tǒng)框圖。
圖3：MST718BE/U的外部復(fù)位引腳FB1、FB2的電路連接圖
設(shè)計(jì)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(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)采用兩層PCB即可完成，在開發(fā)周期及成本上占有一定優(yōu)勢。但在設(shè)計(jì)MST718BE/U外圍電路時(shí)需要注意以下問題。
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(nèi)部各模塊供電。這三種電壓應(yīng)當(dāng)由不受待機(jī)控制的待機(jī)5V電源提供，因?yàn)檫@樣才能保證在芯片待機(jī)后，程序仍然能正常工作，以響應(yīng)外部的重啟命令。在實(shí)際應(yīng)用中，由于待機(jī)5V電源的功率一般較小，建議用一個(gè)可通過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(xù)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(yīng)用電路圖。
2．振蕩器輸入
外部12MHz晶振信號(hào)通過XTALin 、XTALout兩個(gè)引腳接進(jìn)來。在MST718BE/U中，所有需要的基準(zhǔn)頻率都是從外部12Mhz晶振信號(hào)分頻得到的。跨接晶振的兩個(gè)NPO電容被用來使晶振可靠起振，并確保晶振頻率的穩(wěn)定性。NPO電容值由晶振規(guī)格參數(shù)決定。在視頻解碼器中，為準(zhǔn)確地解調(diào)出色差信號(hào)，關(guān)鍵是要在接收端恢復(fù)出和發(fā)射端同頻同相的基準(zhǔn)幅載波Fsc，否則，解調(diào)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，甚至是無彩色。因此，在應(yīng)用過程中，必須確保NPO電容與晶振規(guī)格相匹配。
圖4：復(fù)位電路(2)
3．復(fù)位電路
MST718BE/U有兩組共5個(gè)復(fù)位引腳，其中FB1(引腳42)、FB2(引腳39)為外部復(fù)位引腳。通常情況下，這兩個(gè)引腳應(yīng)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(dāng)FB1、FB2上的電壓低于1.2V時(shí)，芯片將進(jìn)行復(fù)位動(dòng)作。在實(shí)際應(yīng)用中，建議將外圍穩(wěn)壓模塊(LDO)的輸出通過電阻分壓產(chǎn)生1.2V電壓連接到FB1、FB2上。需要注意的是，在設(shè)計(jì)電路時(shí)，應(yīng)在不同的外圍LDO上做出預(yù)留，這樣就可以根據(jù)實(shí)際情況選用上電慢的LDO，以保證芯片復(fù)位時(shí)，各個(gè)電源引腳上的電壓已經(jīng)穩(wěn)定。圖3為實(shí)際的復(fù)位電路圖。
MST718BE/U的Powergood(引腳44) 、Power_on_RStn(引腳68)、Reset (引腳72)為內(nèi)部復(fù)位引腳，它們靠內(nèi)部產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)給芯片內(nèi)部其他模塊提供復(fù)位。其中Powergood 、Power_on_RStn通過一個(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(tái)所運(yùn)行的程序要求被寫到一顆外置串行閃存芯片PS25LV020內(nèi)。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(wěn)定性。PS25LV020具有256KB儲(chǔ)存空間，對于功能要求不是特別復(fù)雜的電視平臺(tái)來說已經(jīng)足夠。MST718BE/U是通過一個(gè)四位串行總線與PS25LV020進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取的。具體電路見圖5。
本文小結(jié)
基于MST718BE/U開發(fā)出的LCD TV，可以針對歐洲、美國市場需要，換用管腳兼容的芯片，使產(chǎn)品兼容全球市場的要求。其中，MST718BE是針對歐洲市場開發(fā)的，具有圖文，麗音功能；MST7181BU是針對美國市場開發(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，開發(fā)商可直接在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上構(gòu)建其應(yīng)用層，并對其進(jìn)行調(diào)用。對于MST718BE/U， Mstar公司還提供成熟的底層軟件平臺(tái)，能加快LCD TV 軟件的開發(fā)進(jìn)度。
通過以上說明可知，構(gòu)建定制的LCD電視信號(hào)處理平臺(tái)并非難事。為進(jìn)一步推動(dòng)對LCD TV的研發(fā)，Mstar公司現(xiàn)已設(shè)計(jì)出并提供 基于MST718BE/U的LCD平臺(tái)演示板，可作為參考設(shè)計(jì)和效果演示工具。該演示板是一個(gè)針對全球市場的LCD TV平臺(tái)，支持圖文、麗音功能，而通過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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