数字电视需要带MPEG-2解码功能的IP

从7月1日开始,美国市场上销售的36英寸以上电视机至少有一半必须具备数字功能。在今后数年内,所有美国电视机都被要求提供数字接收功能。这项强制规定已经导致向亚洲电视机OEM厂商供应IC的大多数无晶圆厂半导体公司出现激烈竞争。

问题是当数字接收功能只是简单地被添加到现有电视机上时,其效果往往较差。如果要兼容所有的输入格式和显示格式,数字电视必须处理从单声道到5.1杜比声道的音频,而且数字接收将需要额外的屏显功能(OSD)。因此,只在模拟电视的前端增加一个数字解码器既不是一种低成本解决方案,也不是特别吸引人的选择。事实上,电视机要实现的数字功能比这更复杂。因此那些缺少MPEG-2解码经验的半导体供应商现在必须为他们的客户设计一种全新的系统IC。

在Sarnoff公司看来,这给硅知识产权(IP)供应商创造了极好的机会。凭借在MPEG编解码器、纠错算法、测试平台以及其它数字电视开发方面的丰富经验,Sarnoff正在将它的专业技术转变成可综合IP。该IP输入恢复的MPEG-2位流,输出视频。

高清晰音/视频系统处理器IP是Sarnoff公司SelectCores产品线的一个重要组成部分。它可用于机顶盒或接收器设备,但现在,Sarnoff正将它特别瞄准电视接收机市场。从功能上看,该IP包括用于64Mb MPEG输入流的位流解析、MPEG解码、OSD控制和NTSC/PAL视频编码等功能。此外,它还包含一个基于专有24位DSP内核的音频解码器,可以完全解码杜比AC-3 5.1声道,并能将输出信号向下混合成双声道。该IP适用于台积电的130nm工艺。

解码器的外围支持功能包括直接存储器访问、位移动和DDR DRAM控制引擎等,以有效避免在操作中出现瓶颈。一个兼容Amba的系统接口可以把该IP与它将被集成进的电视系统级芯片(SoC)相连。

这些功能大部分都可以在IP市场上挑选得到,而且一些部分可以由自己编写。“但对一家没有太多MPEG开发经验的公司来说,设计和验证所有功能将是一项极具挑战性的工作,”Sarnoff业务总监Bill Mayweather表示。要知道,一个主类/高级MPEG-2编码器必须处理36种规定的数据格式。

此外,设计者必须考虑众多可能的显示配置,从大屏幕HDTV显视器到13英寸模拟显示屏,以及音频配置,从全环绕音频系统到小房间内一对廉价的扬声器。所以,光验证问题就已经够复杂了。

除了验证之外,还有一个不易把握的视图经验问题。事实上,MPEG规定了一个指定位流的图像看上去应该是什么样,但它没有详细规定音频和视频必须如何同步,或者在错误恢复期间如何能保持OSD的图像。

“经验可以解决这些问题,”Mayweather表示,“Sarnoff的视频IP已经是第五代。它构建于我们的经验之上,并使用Sarnoff位流进行了验证。”

该IP还提供多种可选功能,包括用于视频帧存储的4:1压缩、额外的视频输入格式、杜比ProLogic II和虚拟环绕处理,以及一系列混合信号器件,如用于视频的10位D/A转换器。

设计套件包含音频固件和视频解码器的微代码、滤波器系数、多层模型、IP的Verilog源代码以及测试平台。Sarnoff还提供工程支持。

作者:张国勇