單片集成編碼器SAA7185及其應用
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１ 概述
ＳＡＡ７１８５是ＰＨＩＬＩＰＳ公司的多功能數字視頻編碼器。它能接收１６／８ｂｉｔ 的４:２:２ 的ＹＵＶ格式、ＣＣＩＲ６５６ 格式或８ｂｉｔ ＭＰＥＧ格式的視頻數據，并將其編碼成ＰＡＬ制式、ＮＴＳＣ制式的復合視頻信號(ＣＶＢＳ)或Ｓ－Ｖｉｄｅｏ方式的Ｙ／Ｃ分量信號和復合全電視信號。ＳＡＡ７１８５先進高度的靈活性和多種方式的輸入和輸出接口特性使其能夠完成多種轉換，從而使得ＳＡＡ７１８５可以廣泛應用于ＶＣＤ小影碟機、放映機和數字電視等許多系統中。它的主要特點有：
● 是一種數字ＰＡＬ／ＮＴＳＣ電視制式編碼器；
● 具有８ｂｉｔ ＭＰＥＧ和１６ｂｉｔ ＹＵＶ輸入端口；
● 可選擇Ｉ２Ｃ總線或ＭＰＵ并行兩種控制方式；
● 編碼器有主、從兩種工作方式；
● 輸入行、場同步和輸出行同步相位可編程；
● 可對輸出同步信號和消隱信號的上升／下降時間進行控制；
● 可以同時輸出復合視頻信號(ＣＶＢＳ)和Ｓ－Ｖｉｄｅｏ方式的Ｙ／Ｃ分量信號和復合全電視信號。
２ 引腳功能
ＳＡＡ７１８５的引腳排列如圖１（頂視圖）所示。它采用ＰＬＣＣ６８封裝。各引腳的功能及說明如表１所列。
表1 SAA7185的引腳功能描述
| 管 腳 | 名 稱 | I/O/P/G | 功 能 描 述 |
| 1，8，19，28，35，42，62 | VSSD1-7 | G | 數字地 |
| 2～5 | DP4～7 | I/O | 數據口的高4位。如果管腳68（SEL-MPU）為高電平，這些端口就是并行MPU數據總線接口；否則，就是視頻數據的UV數據端口 |
| 6 | RCV1 | I/O | 視頻光柵控制端口1。取決于同步模式，該管腳接收或提供一個VS/FS/FSEQ信號 |
| 7 | RCV2 | I/O | 視頻光柵控制端口2。取決于同步模式，該管腳接收或提供一個VS/HREF/CBL信號 |
| 9～16 | VP0～VP7 | O | 視頻端口。兼容CCIR 656格式的輸入視頻數據，如果輸入的是16比特的DIG-TV2格式的數據，則它們就是Y數據輸入端口 |
| 17，37，67 | VDDD1-3 | P | 數字供電 |
| 18 | SEL-ED | I | 選擇解碼器的輸入數據，來自于MPEG端口或視頻端口 |
| 20～27 | MP7～MP0 | I | MPEG端口。是一個支持CCIR 656格式的復用的YUV數據輸入端口 |
| 17，37，67 | VDDD1-3 | P | 數據供電 |
| 18 | SEL-ED | I | 選擇解碼器的輸入數據，來自于MPEG端口或視頻端口 |
| 2027 | MP7MP0 | I | MPEG端口。是一個支持CCIR 656格式的復用的YUV數據輸入端口 |
| 29 | RCM1 | I | MPEG光柵控制端口1。該管腳提供一個VS/FS/FSEQ信號 |
| 30 | RCM2 | I | MPEG光柵控制端口2。該管腳提供一個HS信號 |
| 31 | KEY | I | OSD的關鍵信號。高有效 |
| 3234 | OSD0-2 | O | 內部OSD查詢表的索引 |
| 36 | CDIR | I | 時鐘方向。如果CDIR為高電平，電路接收時鐘信號，否則，LLC和CREF信號都由內部晶振產生 |
| 38 | LLC | I/O | 行鎖定時鐘 |
| 39 | CREF | I/O | 時鐘參考信號 |
| 40 | XTALO | O | 晶振輸出 |
| 41 | XYALI | I | 晶振輸入。如果不用，該管腳應接地 |
| 43 | RTCI | I | 實時控制輸入 |
| 44，45 | AP，SP | I | 測試管腳 |
| 46，47 | VREFL，VREFH | P | DAC的低參考電壓輸入和高參考電壓輸入 |
| 48，50，54，56 | VDDA1-4 | P | 模擬供電 |
| 49 | CHROMA | O | 色度信號的模擬輸出 |
| 51 | Y | O | 亮度信號的模擬輸出 |
| 52 | VSSA | G | DAC和輸出放大器的模擬地 |
| 53 | CVBS | O | CVBS信號的模擬輸出 |
| 55 | II | I | 輸出放大器的電流輸入 |
| 57 | RESET | I | 復位輸入 |
| 58 | DTACK | O | 并行MPU接口的數據應答輸出。低有效；否則，為高阻 |
| 59 | RW/SDA | I/O | 如果管腳68（SEL-MPU）為高電平，該管腳為MPU接口的地址信號；否則，為I2C總線的串行數據輸入/輸出 |
| 60 | A0/SDA | I/O | 如果管腳68（SEL-MPU）為高電平，該管腳為MPU接口的地址信號；否則，為I2C總線的串行數據輸入/輸出 |
| 61 | CS/SA | I/O | 如果管腳68（SEL-MPU）為高電平，該管腳為MPU接口的片選信號；否則，為I2C總線的子地址選擇管腳 |
| 63～66 | DP0～DP3 | I | 如果管腳68（SEL-MPU）為高電平，這是并行MPU接口的數據總線的低4比特；否則，為視頻數據的UV數據 |
| 68 | SEL-MPU | I | 如果為高電平，則并行MPU接口有效；否則，I2C總線接口有效 |
３ 工作原理
ＳＡＡ７１８５的內部功能框圖如圖２所示，下面介紹其工作原理。
３．１ 數據的輸入
兼容ＭＰＥＧ的ＳＡＡ７１８５數字視頻解碼器可以將數字亮度和色度信號編碼成模擬ＣＶＢＳ（復合視頻信號），同時也可以將其編碼成Ｓ－Ｖｉｄｅｏ信號（Ｙ／Ｃ分離的分量信號和復合全電視信號）。器件中的數模轉換器(ＤＡＣ)具有１０－ｂｉｔ的分辨率，編碼器提供有３路８－ｂｉｔ寬度的數據端口，以滿足不同的應用。ＭＰＥＧ端口（ＭＰ）和視頻端口（ＶＰ）均可接收復合的ＹｃｒＣｂ數據。視頻端口（ＶＰ）也可以處理兼容ＤＩＧ－ＴＶ２系列的１６－ｂｉｔ ＹＵＶ信號，此時數據口（ＶＰ）用于Ｕ／Ｖ信號。另外，數據口也可以作為８－ｂｉｔ數據寬度的微處理器接口。
３．２ 輸出接口
在輸出接口上，被編碼的Ｙ和Ｃ信號以１０－ｂｉｔ的分辨率從數字信號轉化為模擬信號，同時Ｙ和Ｃ信號也被合成為１０－ｂｉｔ ＣＶＢＳ信號。在合成前，亮度信號被送到更深一級的濾波器，以抑制信號中的副載波。這樣可減小色失真，這對具有標準ＣＶＢＳ信號輸入的電視機來說是非常有益的。同步脈沖的斜度不受任何有效色失真的影響。而輸出的ＣＶＢＳ信號和Ｙ、Ｃ信號具有同樣的處理延時。數模轉換器(ＤＡＣ)的輸出電壓可通過軟件設置到最小的輸出電壓，以滿足特殊的需求。
圖2
該編碼器可以工作于主、從兩種模式。
在從模式下，電路在雙向端口ＲＣＶ１接收同步脈沖。與ＶＰ(和ＤＰ)的視頻信號有關的定時和觸發特性可以通過對ＲＣＶ１的極性和片上延時進行編程來加以改變。如果水平相位不受ＲＣＶ１的影響，那么可通過ＲＣＶ２管腳來提供水平相位，而定時和觸發特性也可以通過ＲＣＶ２來改變。如果垂直和水平脈沖來自于ＲＣＶ１，則ＲＣＶ２可以用于水平或復合消隱的輸入或輸出。
在主模式下，電路的時基可以連續地自由運行。在ＲＣＶ１端口，ＩＣ可輸出具有２．５或３行時延的場同步信號（ＶＳ）、奇／偶場信號（ＯＤＤ／ＥＶＥＮ）、或場序列信號（ＦＳＥＱ）；而在ＲＣＶ２端口，ＩＣ可以提供可編程的開始和結束水平相位。ＲＣＶ１或ＲＣＶ２端口的輸出脈沖相位與ＶＰ端口有關，兩種信號的極性都是可選擇的。
３．４ 控制接口
ＳＡＡ７１８５有兩種控制接口：Ｉ２Ｃ總線接口和８－ｂｉｔ并行微處理器接口。Ｉ２Ｃ總線接口是一個標準的從收發器，支持７－ｂｉｔ從地址和１００ｋｂｉｔｓ／ｓ 的發送速率，它有一個帶自動增量功能的８－ｂｉｔ的子地址。除了一個可讀的狀態字外，其它所有的寄存器只可進行寫操作。
并行接口包括兩個寄存器，一個具有自增量功能，它包含有控制寄存器當前的地址。另一個包含有實際的數據。當前的地址寄存器可以映射到相應的控制寄存器。狀態字只能通過一個通往地址寄存器的讀通道隨意讀出，沒有提供其它的讀通道。
４ 典型應用
圖３是ＳＡＡ７１８５的一個應用電路。其中電路的模擬和數字電源均為５Ｖ。該電路為 ＶＣＤ小影碟機和多媒體電影解壓卡中常用的數字編碼電路，系統中的輸入數據可以是１６比特ＹＵＶ方式，也可是ＣＣＩＲ６５６格式。圖中輸入的是８比特ＭＰＥＧ－１數據，采用與ＣＣＩＲ６５６兼容的方式。在該系統中，ＳＡＡ７１８５編碼器工作于主模式。
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