高清数字电视及流媒体播放一体化方案

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        随着全高清平板电视的普及,越来越多的消费者体验到了高清数字电视的魅力。

        高清信号源主要有两个来源:一是高清电视,二是网络。很多消费者从网上下载电影观看,但是在电脑显示器上观看的效果远远比不上在电视上观看。考虑到这部分消费者的需求,世健系统研发了国标高清数字电视接收及流媒体播放的一体化方案。

        媒体解码部分选择Sigma Design公司的EM862X系列芯片作为产品核心,并采用凌讯科技(Legend Silicon)的LGS-8G52(同时支持单载波和多载波)解调芯片作为前端设计,以达到最佳效能并能支持不同地区的广播模式。

        硬件系统架构设计

        该方案的视频输出接口可支持HDMI、YPbPr、VGA、S-Video和CVBS,因此客户可以选择不同的LCD TV平台作为视频处理的后端。该整体方案配合Pixelworks PW338+PW9800的120Hz LCD TV方案,可以打造高性能的一体机平台。

        数字高频头采用夏普公司的VA1T1ED6093,该产品是夏普公司专门为DMB-TH标准而开发的全频数字高频头,其接收频率范围为47MHz到870MHz,中频带宽8MHz。通过采用凌讯科技最新的解调芯片LGS-8G52,高频头输出的中频信号经过LGS-8G52内置的A/D转换成数字中频信号,再解调后输出为MPEG2-TS(Transport stream)流,并同时支持8位并行或串行TS流。LGS-8G52芯片是凌讯科技的最新产品,它优化了对脉冲噪声、回声及衰减的处理,稳定性和功耗都大为改善,应用在平板电视一体机上不会造成因温度过高而影响画质的情况。

高清数字电视及流媒体播放一体化方案的硬件设计系统架构图

        媒体解码部分采用Sigma design的EM8622,EM862X芯片具有高清解码播放能力,同时支持MPEG2及H.624解码,可输出1080P高清格式。EM8622是一颗200MHz ARM核心主控,其中,32位DSP专门负责音频处理,16位RISC处理器负责视频解码,32位RISC处理器核负责解复用。解复功能把输入的MPEG2-TS流通过硬件解码技术,回复出基本音频及视频码流,并存储在SDRAM中,再经过视频解码功能模块将基本视频流解码转为视频数据,然后经视频处理功能模块和图像混和器,将视频数据与选单数据相交叠后输出。

        EM8622支持多种视频输模式,包括数字模式和类比模式。数字模式支持8位、16位的YCbCr 4:2:2模式,24位YCbCr 4:4:4模式,24位的RGB模式,BT.601以及BT.656,可直接驱动液晶屏,也可以通过HDMI电路(AD9889B)发送芯片输出数字高清图像。模拟视频输出支持NTSC和PAL制的CVBS格式、S-Video格式、YPbPr和RGB格式。数字和模拟输出模式均可支持1080P格式,因此EM8622非常适合跨平台模块设计使用。音频信号则通过I2S或SPDIF串行数字界面输入到音频处理功能模块,该功能模块支持线性PCM格式、MP3编码格式、AAC-LC 2.0格式、HE-AAC 2.0格式、BSAC格式、Dolby Digital 5.1格式、DTS 5.1格式等。声音处理功能模块将音频数据通过S/PDIF或I2S输出到数模转换器(CS4344),将数字音频数据转换成类比音频信号,或者经过HDMI发送芯片(AD9889)传输到终端设备。在一体机的设计中,视频信号输入PW328影像处理器进行进一步处理。由于100/120Hz的LCD面板将陆续推出市场,因此在一体机设计上考虑预留扩展接口,并设计了支持100/120Hz LCD面板的模块。

       该方案以模组方式设计,具有很强的扩展能力。可通过U盘或硬盘存储和播放AV1、MOV、MP4、MP3等音视频文档。由于最基本的一体机方案并不能完全满足客户要求,因此,还需要将网络功能加入到方案之中。

       软件系统架构设计

       由于需要支持的视频格式较多,且需兼顾GB20600-2006的技术要求和软件的可扩展性,软件系统采用模块化设计,整个软体架构可以分为操作系统、图形用户界面、应用程序部分和中间件部分。

       由于需利用Flash记录搜台资料、预录资料等,因此该方案必须具有Flash操作模块(其中包括Flash驱动),并可对Flash进行读写操作。节目搜索模块进行自动搜索和手动搜索并排序,再通过Flash操作模块对搜台结果进行存储。节目编辑模块提供锁定喜好节目或跳过等功能。还可以实现锁定,当切换到某节目时需输入预设密码才能观看。

       节目录制模块负责把相应节目的MPEG2-TS流文件通过USB接口写入移动硬盘或存储卡中,进一步的预定录影功能则由节目预约模块负责设定,它能够管理节目的预约类型,并按照预约的时间执行录制开始和结束,包括即时录影、定时录影和EPG录影并排除预定录影的时间冲突。USB接口播放模块主要管理USB存储器的连接状态,该模块可显示档案名称和类型,播放被选中的档案,并可以进行相应的提示,在播放过程中提供相应功能(如快进、倒退、暂停、恢复等)。还可对存储的文件进行管理、删除档案和格式化等。网络播放模块用来播放网络共享档案夹中的音视频档案。软件升级模块让用户可以通过3种途径进行升级:串口、USB接口和网络等,负责对用户选定目标程序进行升级。解复用模块用于处理TSD通道、过滤器、缓冲区管理(包括设定PID、解PAT表、PMT表、SDT表等),设定过滤条件,管理通道缓冲区,进行CRC验证。EPG模块能够实现7天EPG信息的处理和显示,负责EPG录影的设定。

       本文中讨论的是高清电视一体化的设计方案,类比和数字输出界面都支持1080P分辨率;EPG实现7天节目信息的显示,并可以按事件设定录影预约;支持USB2.0协议,具有通过USB接口播放高清视频文档的功能,支持的音视频文档类型繁多;支持网络传输,实现了网络播放器功能。设计中使用了LGS-8G52,实现支持全国标(即单载波和多载波同时兼容)。此外,网络功能将会升级为支持无线网络。

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