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基于M66601的液晶电视设计
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2020-12-10
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摘 要:本文介绍了视频处理芯片M66601的特点,功能和结构,及利用其设计的液晶电视的软硬件系统。关键词:分辨率变换;低电压差分信号;可隐藏字幕解码器 引言目前,LCD电视的设计都采用了多芯片结构,这样的设计,信号路径复杂、干扰大、衰减大,影响了信号的显示质量。同时软件开发工作量大、升级开发困难,成本高。本文采用了瑞萨(Renesas)公司的M66601数字视频处理芯片,只需搭配一个MCU就可组成一个LCD电视所需的基本视频处理系统(不包含射频部分)。 M66601简介M66601是一个功能强大的、高集成度的视频处理芯片。其功能可简单概括为A/D转换+数字彩色解码+scaler,同时它
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基于基于M66601的液晶电视设计的液晶电视设计
摘 要:本文介绍了视频处理芯片M66601的特点,功能和结构,及利用其设计的液晶电视的软硬件系统。关键
词:分辨率变换;低电压差分信号;可隐藏字幕解码器 引言目前,LCD电视的设计都采用了多芯片结构,这样
的设计,信号路径复杂、干扰大、衰减大,影响了信号的显示质量。同时软件开发工作量大、升级开发困难,
成本高。本文采用了瑞萨(Renesas)公司的M66601数字视频处理芯片,只需搭配一个MCU就可组成一个LCD电
视所需的基本视频处理系统(不包含射频部分)。 M66601简介M66601是一个功能强大的、高集成度的视频处理
芯片。其功能可简单概括为A/D转换+数字彩色解码+scaler,同时它
摘 要:本文介绍了视频处理芯片M66601的特点,功能和结构,及利用其设计的液晶电视的软硬件系统。
关键词:分辨率变换;低电压差分信号;可隐藏字幕解码器
引言
目前,LCD电视的设计都采用了多芯片结构,这样的设计,信号路径复杂、干扰大、衰减大,影响了信号的显示质量。同时软
件开发工作量大、升级开发困难,成本高。本文采用了瑞萨(Renesas)公司的M66601数字视频处理芯片,只需搭配一个MCU
就可组成一个LCD电视所需的基本视频处理系统(不包含射频部分)。
M66601简介
M66601是一个功能强大的、高集成度的视频处理芯片。其功能可简单概括为A/D转换+数字彩色解码+scaler,同时它还具有
多个针对液晶显示特点的图像增强功能。M66601的核心电压为1.8V,I/O电压为3.3V,采用176引脚和24mm×24mm的QFP封
装形式。
A/D转换
该芯片内置了一个三通道的A/D转换器,用于模拟视频信号的数字化。每个通道都可独立地进行A/D转换钳位电压和参考电压
的调整。
视频解码
这部分负责视频信号的数字彩色解码。使用了一个2D的梳状滤波器对视频信号进行YC分离,可以对信号的亮度、对比度、色
彩饱和度、色调和锐度进行调节。对C信号的调节还包含了一个特殊的肌肤色调整功能,用于更好地重现色彩复杂的人体肌
肤。
图像处理
这部分的功能是将解码部分输出的亮度色差信号转变为数字RGB信号,同时混入OSD信号,经过scaler、外形校正、色彩校
正、g校正及帧率变换,最后输出TTL数字RGB信号。内置瞬时抖动(temporal dithering)功能,这一技术是通过使每屏图像的
像素刷新多次,使用时间混合色度,以提高LCD的色彩表现,具体表现为可使6bit×3的数字RGB信号具有与8bit×3规格的信号
相近的显示效果。
OSD与通信接口
芯片可存储512个8bit彩色字符,一屏最多可显示64×30个字符,通过OSD接口还可显示外部OSD。通信接口包括了一个I2C
接口、一个16bit的并口和一个4线的串口。
系统结构
整个系统由视频处理、控制、声音处理和电源4部分组成。硬件系统结构如图1所示。
视频处理
这部分主要包含射频模块、输入选择模块和视频处理模块。下面按模拟电视信号的处理流程逐一介绍各模块的作用。
高频电视信号首先进入射频模块,该模块包含了一个N/P全制式频率调谐高频头(成都旭光JS-5A),一组声表面滤波器和一个
解调芯片LA75503。电视信号经过高频头接收、混频、放大后输出38MHz中频信号,该中频信号经过预中放电路,分两路分
别进入准分离声表面滤波器SAW0(图像)、SAW1(声音)。经过滤波后的声音和图像信号进入LA75503变为基带信号送入输入选
择模块。输入选择模块包含了一组模拟和数字开关,用于选择M66601的视频和同步输入类型。被选择的视频信号进入
M66601中,在这里复合视频信号首先被数字化,然后通过一个2D的梳状滤波器被分离为YC信号,得到的YC信号再进一步被
变换为4:2:2格式的亮度色差信号。这组亮度色差信号分别经过多个信号调整模块之后,如降噪、锐度增强等,变换为4:4:4格
式并进入色彩转换矩阵,转换为数字RGB信号。数字RGB信号在这里可以混入外部OSD信号,接着进入分辨率变换模块,进
行水平和垂直方向上的缩放,然后进行外形校正,混入内部OSD信号。之后是针对LCD显示特点的色彩校正、g校正和瞬时抖
动过程。芯片最后输出TTL型的数字RGB信号、一组行场同步信号、一个时钟信号和一个使能信号。这些信号就已经可以驱动
一块TTL接口的LCD显示屏了,但由于另一种接口标准——LVDS在带宽、抗干扰性、能耗和PCB布线等多方面,较之TTL标
准具有诸多优越性,使LVDS已经逐步取代TTL成为LCD屏的主流接口标准。所以本方案又添加了一个DS90C385芯片,用于
将TTL信号变换为LVDS信号,以支持LVDS接口的LCD屏。
控制
控制芯片采用了三菱半导体的M37151,这是一款8位的MCU,具有CCD、彩色OSD输出、5个定时器、3个外部中断和16个
内部中断、3组I2C接口及多个PWM和A/D接口,加上其类似C语言的结构化编程语言,使它可以很好地控制各处理芯片和电
源。这部分还搭配了一个2Kbit的EEPROM,用于存储芯片初始化数据和用户信息。
声音处理
对于声音的处理,由于考虑到这一设计主要用于20英寸以下的、针对个人的LCD电视,所以选用了一个2×4W的小功放
LA4302。经过测试,完全可以满足2~3人的听觉需求。
电源
由于各芯片需要多个不同的直流电源,所以这也是系统重要的一部分。而且为了减少干扰需要分别供电。在设计中是通过对外
部输入的12V直流电进行逐级变压,以获得所需的不同电源的。主要采用了LM2576、780X和AS2830系列的电压处理芯片。
软件设计
系统软件主要包含了初始化过程和主循环。开机后首先进行初始化过程,这其中包含了MCU的初始化、M66601的初始化和程
序全局变量的初始化。然后读出EEPROM中用户设定的工作模式信息,通过这些信息设置好系统的工作状态。由于EEPROM
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