威斯达WSC1115的液晶电视原理

WSC1115是成都威斯达芯片公司生产之一款综合了隔行转逐行扫描、图像缩放、帧频提升以及视频增强等技术之可编程数字视频处理芯片,它可将输入之8位ITU-RBT656数字视频信号和24位数字RGB信号按不同应用要求转换成不同输出格式,主要运用于数字电视(DTV)、逐行电视(PTV)、数字高清晰度电视(HDTV)及液晶电视(LCD-TV)等高端电视中。本文简单介绍了WSC1115芯片之
系统功能设计
本系统主要由AC-DC电源适配器、主板、接口板、键盘/红外接收板四部分构成,如图1所示。
1 AC-DC电源适配器
该电源适配器包括AC220V/50Hz市电输入;DC24V/5A背光电源输出;DC12V/3A系统电源输出;DC5V/0.2A待机电源输出。
2 主板设计
主板部分包括:数字图像处理、LCD面板驱动、MCU和OSD、整机电源管理、伴音处理和音频放大等5部分,如图2所示。 
图1:LCD-TV系统方案框图。

图2:主板原理框图。

图3:接口板原理框图。

图4:键盘/红外接收板框图。
数字图像处理
视频解码器、WSC1115、ADC&DVI接收器是整个系统之核心部分,它把不同来源之各路视频信号转变为LCD面板能够支持之分辨率和刷新率。
VBI(VerticalBlankingInterval,场消隐期间)在电视处理中是指垂直扫描完成从屏幕底部回到屏幕顶部之时间。在这期间,没有任何之图像信息,可以利用这期间来传输图文和CC(CloseCaption,隐藏式字幕)/V-CHIP等信息。方案中采用之图文解码器是飞利浦公司之SAA5264,采用之CC/V-CHIP处理器是ZILOG公司生产之Z86229。它把电视信号中包含之图文/CC/V-CHIP信息解码出来,生成模拟RGB信号和FB信号,同样送到视频解码器VPC3230D中经过转换后生成ITU-RBT656数字信号,再送到WSC1115去进行相应处理,然后在LCD面板上显示出来。
LCD面板驱动
本方案中所配合之LCD面板有TTL和单通道低压差分信号(LVDS)两种接口类型,WSC1115经过处理后输出之是TTLRGB数字信号,如果接之是TTL之屏则直接可以驱动,如果接之是单通道LVDS接口之屏,则必须把TTL信号转换为LVDS信号才能驱动LCD面板显示。方案中采用之LCD面板驱动芯片是美国国家半导体公司生产之LVDS发送器DS90C385。
MCU和OSD
方案中采用之MCU和OSD是由MYSON公司生产之MTV230,它是一块集成了OSD功能、4路A/D、4路PWMDAC之基于MCS-51内核之单片机芯片。它接收键盘或遥控器之指令,并且通过I2C总线对视频解码器、WSC1115、音频处理器等IC之寄存器进行设置,完成相应之功能。MTV230使用了FlashOSD字库,用户可以自己定制字库,所以可以支持中文、英文、法文等多国语言。利用并口模拟I2C程序也可以方便地通过MTV230对LCD-TV整机进行在线编程(ISP),升级程序。
整机电源管理
对来自AD-DC电源适配器之12V直流电源进行DC-DC处理,产生系统工作所需之5V、3.3V、1.8V等各种电源。
伴音处理、音频放大
方案中采用之音频处理器是MICRONAS公司生产之MSP3410G,它具有伴音处理、丽音解码、环绕处理、高低音均衡、音量控制、静音等功能,它与MCU通过I2C总线进行通讯,是目前广泛运用之伴音处理芯片。方案中采用之音频放大器是TRIPATH公司生产之TA2024,它是双声道(15瓦/声道)数字D类功放,具有高效、节省面积、散热好之特点。
3 接口板
图3是接口板原理框图,包括:模拟视频信号输入、输出接口;模拟音频信号输入、输出接口;TV调谐器。
电视调谐器采用之是成都旭光生产之JS6B系列一体化高频头,其特点是频率合成、I2C控制、全增补电视频道、单5V供电等。它将本振、频段控制、调谐电压发生集于一体,解调出CVBS视频信号和TV伴音信号及第二伴音中频(SIF)音频信号,分别送到视频处理电路和音频处理电路进行相应之处理。采用一体化高频头,灵敏度高、解调性能好,而且使整个方案简洁可靠。
方案中采用之AV输入矩阵切换开关是三菱公司生产M52790SP。它包含2个独立之4输入音频切换开关和2个独立之4输入视频切换开关。
4 键盘/红外接收板
键盘/红外接收板框图如图4所示。
方案实现技巧和特色
系统有图文/CC/V-chip和PIP功能,但它们都是通过视频解码器(VPC3230D)之同一通道进入系统视频通道之,所以这两个功能不能同时实现,也就是说在同一时间只能实现一个功能。不过图文/V-chip是进入PIP芯片之,所以可以利用PIP芯片SDA9589之内部MUX模块来实现两级PIP功能。基于上面这些原因,PIP功能可以实现之有:在CVBS上叠加电视信号、在电视上叠加CVBS信号;在S-video上叠加电视信号、在电视信号上叠加S-video信号;在S-video上叠加CVBS信号、在CVBS上叠加S-video信号。
本系统是针对欧美全兼容方案设计之,考虑到欧洲与美国之不同需求,将图文和CC/V-chip之功能模块之输出通过跳线(电阻)放在同一个通道中,因此在一个系统板上只能实现其中一个功能,也就是对美国实现CC/V-chip功能,对欧洲实现图文功能。当生产欧洲机型之时候在PCB板上不焊接CC/VCHIP解码器及外围器件;同样,当生产美国机型之时候在PCB板上不焊接图文解码器及外围器件。
WSC1115芯片内置了2-3DAC,可以通过输出模拟RGB、行同步(Hs)、场同步(Vs)信号接到CRT显示器上进行开发调试,调好了再接到LCD面板上进行微调,极大地方便了开发调试。
方案优缺点分析
本套系统是为兼容欧、美要求之出口型液晶电视而设计之通用机芯板,包含欧洲标准之SCART接口、图文解码器、丽音、美国标准之CC/VCHIP解码器等。另外该方案具有画中画功能,子画面位置和大小可调。本系统在设计上有很大之兼容性,可方便之移植到PDP-TV/LCOS-TV/DLP-TV等新型高端电视中。
本系统设计比较灵活,如果不需要DVI接口,则将ADC&DVI接收器AD9882换成AD9883,只处理PC信号和YPBPR信号,如果将AD9882换成ADC&HDMI接收器AD9880,则可以支持高清晰度多媒体接口(HDMI)。在实际产品中,根据客户之不同需求来灵活进行选择。
全系统仅由一个8位单片机MTV230控制,内含OSD发生器,只需要简单之补充字库,就可以实现多国语言之显示,而且支持普通红外遥控器。系统软件由C51语言编写,并建立了API库,方便移植和系统调用,而且便于生产厂家进行二次开发。
系统还增加了一个比较实用之功能—画面冻结。当观看者需要记录活动画面中之电话、地址等信息时,就可以按快捷键冻结当前画面,从而记下所需要之信息,再按一次键,恢复好节目。
当所连接之LCD面板为双通道LVDS时,只能通过外加可编程逻辑器件CPLD,通过编写硬件描述语言(HDL)模拟双通道LVDS编码器,并配置到CPLD中来驱动,会较大地加大机芯成本,所以在对成本非常看重之情况下,本方案建议不配合双通道LVDS液晶屏使用。

