用SAA7111A設計模擬視頻轉換接口


3.2 在屏顯示
AL251提供兩個通道支持在屏顯示(OSD)功能,以實現在原輸出上疊加控制菜單、文本或標題,以及產生一些諸如透明、不透明、底片、背景、網格等特殊效果。內通道實現內置OSD位圖,外通道控制兩個層疊引腳(OVLCTRL1 和 OVLCTRL0)用于在屏顯示層疊和生成一些特殊的效果。無論是內通道還是外通道,OSD只能用于模擬視頻和RGB565方式下輸出,YUV422方式下不支持。
3.3 邊界/邊界顏色
在模擬輸出時,AL251可以顯示視頻信號源中所有的像素,這樣就能顯示比普通顯示器更大的區域,這點對于DVD數字視頻源是有利的,但是對于一些類似VCR的視頻源,則會出現邊界不齊的后果。為此,AL251通過剪裁視頻源進行邊界控制,另外,裁剪后的邊界顏色(24位)可以通過寄存器設置。
3.4 寄存器描述
AL251共設有42個內部控制寄存器。其中,00h~04h是配置狀態寄存器,用于顯示公司ID(46h)、版本號和芯片序列號以及設置芯片的工作狀態(視頻信號的輸入類型和格式);08h,09h是同步控制和狀態寄存器,用于設置各種同步信號的方式和極性,報告當前各類同步信號的狀態;0Ch~0Eh是邊界顏色寄存器,用于設置邊界顏色的紅、綠、藍分量值;10h~13h是LUTOSD寄存器;14h~1Dh是層疊控制寄存器,用于設置層疊的效果和顏色。
4 鏈路介紹
為了增加傳輸距離,LCD和AL251之間可采用FPD鏈路連接。本方案采用National 半導體公司的LVDS(Low Voltage Differential Signaling)DS90C363/DS90CF364傳輸套片,傳輸距離最遠可達10m。該套片為18位FPD鏈路,工作電壓3.3V,48引腳TSSOP封裝,其中DS90C363是發送器,可將18位RGB數據和3位LCD定時和控制數據(FPLINE/GHS、FPFRAME/GVS、DRDY/ENAB/GHREF)在一個時鐘周期內轉換成3組LVDS,在65MHz發送時鐘頻率下,每個LVDS通道的發送速率高達455Mbps,數據吞吐量為每秒170兆字節,該發送器可選擇為上升沿或下降沿觸發;DS90CF364為接收器,它可將接收到的LVDS數據流再轉換成TTL/CMOS數據,以便于多路數字信號的高速遠距離傳輸。該套片支持VGA,SVGA,XGA或更高的分辨率。在使用時,設計者不需改變原先電路引接關系?! ?BR>

圖3是該轉換系統的硬件電路示意圖,使用3.3V電源。本系統采用Cygnal公司的C8051F020處理器進行控制,選用SHARP公司的LQ64D341 TFT液晶屏,分辨率為640×480,接口為18位數字RGB方式,逆變器選用TDK的CXAM10A。
圖中, PAL/NTSC/SECAM三種制式視頻信號可通過SAA7111A的AI11/AI12/AI21/AI22通道輸入,如是S端子則占用兩路輸入通道,其中AI12接S端子的3腳,AI22接S端子的4腳,S端子的1、2引腳接地,實際的使用端口可通過軟件選擇進行設置。24.576MHz的基準時鐘信號通過XTALI輸入; AL251的VCLK,VIDHS,VIDVS,HREF 是輸入視頻信號的行場同步和采樣時鐘; SQUARE是平方像素和CCIR601選擇設置(1/0),這里選用CCIR方式;OVLCTRL0/1是層疊控制,00是無層疊; GHS,GVS是輸出視頻信號的行場同步,模/數RGB接口共用這兩根引腳;SAA7111A輸出的LLC時鐘信號直接與液晶屏的GCLK引腳相接,GHREF是液晶屏的顯示使能,VREF用于模擬RGB端口(如不使用可懸空)。由于AL251的數據輸出口是16位的,而LQ64D341是18位的,這里將R0和B0接地,其余引腳對應關系不變。SDA和SCL是IIC控制接口,各接一個4.7kΩ上拉電阻,SAA7111A的讀/寫地址是49h/48h,AL251的讀/寫地址是59h/58h。
根據筆者經驗,有幾點需要注意:(1) 由于該電路用于電視信號,頻率較高,一定要將模擬地和數字地、模擬電源和數字電源分開,在供電和接地處用一磁珠或導線連接;(2) 如有可能應使用四層板設計,且模擬信號部分和數字信號部分分開;(3)模擬信號輸入端的信號線應該較粗較短,并且周圍環繞地線,四個模擬輸入引腳無論是否在用,全部接上耦合電容和匹配電阻;(4)每個芯片的電源引腳盡可能近地接上一個0.1μF電容;(5)與LCD相接的數字RGB電纜不要太長;(6)對于各個時鐘信號要細心設計,最好用地與其它信號隔離。
6 軟件編程
軟件操作上不太復雜,只要針對具體應用對芯片進行初始化即可,如果需要諸如OSD、亮色度控制操作,只需改變對應寄存器值即可,完整的IIC底層驅動程序可從周立功網站上下載。另外強調幾點:(1)IIC的延時時間要根據所使用的處理器主頻作出調整。(2)比較技術文檔上給的參數,實際圖像位置有所偏差,這需要開發者進行調整,主要有SAA7111A上的06、07寄存器和AL251的20~29寄存器,它們主要用于調整行場同步和屏幕位置。(3)SAA7111A中1F寄存器可顯示視頻信號的制式,可據此對屏幕位置作不同的初始化,同時AL251不要使用硬缺省方式,否則屏幕容易偏位。
該方案雖然簡單易用,但其缺點是對于混合在視頻信號中的干擾反應敏感.
參考文獻
1 李維,郭強. 液晶顯示應用技術.北京: 電子工業出版社, 2000
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