关于高清电视图像处理芯片的应用方案分析

PLM1000是一款由晶宝利微电子有限公司开发的专门为普通CRT电视机设计的模拟/数字混合处理芯片，该产品能将输入的模拟电视信号数字化，再进行数字信号处理，最后将数字信号还原为模拟电视信号后输出至模拟电视。其主要处理功能是将480p、576p、720p、1080i、1080p等高清模拟信号以及VGA信号转换为480i或576i的标清模拟信号，并支持亮度、色度、色饱和度调整，支持色度空间转换等功能。

　　在晶宝利微电子有限公司以及聚海科技公司的配合推广下，目前PLM1000已经获得CRT生产厂家的认可，并投入大量使用。

　　PLM1000系统方案设计原理

　　图1为PLM1000系统方案设计应用示意图。PLM1000将高清设备，电脑等输出的模拟高清信号或VGA信号转换为标清的YUV信号，输入给普通的模拟CRT电视显示。PLM1000系统板非常简单，主要包括PLM1000芯片、晶振和3.3V/1.8V电源。



　　图一 PLM1000系统方案结构示意图

　　系统上电后，外部MCU对PLM1000芯片进行上电初始化，执行必要的寄存器配置。上电初始化完毕后，MCU读取PLM1000芯片内部自动格式检测结果，并根据事先设定的规则判断当前输入信号格式，根据输入信号格式写入对应寄存器配置，PLM1000输出标准的480i或576i格式信号至普通模拟CRT电视的分量输入端，后续处理与普通模拟CRT电视机的处理完全一样。

　　在图像正常显示过程中，若连续N次检测结果与当前信号格式不同，则设定当前检测结果为芯片新格式，MCU关闭PLM1000芯片视频输出，并对芯片配置相应的工作参数后开启视频输出；若相同，则维持原配置，即PLM1000工作在原格式下。

　　PLM1000应用方案示例

　　PLM1000主要有两种不同的应用方案设计，以适应不同的应用环境和要求。

　　应用方案1：如图2所示，这个PLM1000方案板很简单，主要器件是PLM1000和3.3V/1.8V电源等，PLM1000由原CRT方案中的MCU通过I2C总线控制。这种应用方案的成本比较低，功能比较强，如用户可以切换PLM1000的两个通道，选择高清输入还是电脑的VGA输入，并在不同的信号源下可以显示输入信号格式等。



　　图2：基于PLM1000的应用方案1系统框图

　　这种应用方案适用于一些大厂的大批量生产，批量生产成本低，系统融合性比较好，但是需要对原系统做比较多改动，主要是原系统软件方面需要增加对PLM1000的控制及用户操作和用户菜单的更改等，开发难度较大，开发周期较长。

　　同时PLM1000提供DIP和QFP64两种封装，如果使用DIP封装可以将芯片布在原CRT底板上，能进一步降低系统成本和售后维修成本。但大部分中小尺寸CRT电视底板尺寸较小，采用QFP64封装的双面板插板的方式更合适一些，插板接口只要留出YPbPr输入、YCbCr输出、I2C接口和电源就可以。



　　图3：基于PLM1000的应用方案2系统框图

　　应用方案2：如图3所示，与方案1相比，这款PLM1000方案板多了一个独立的MCU，PLM1000由这个独立的MCU控制，MCU软件会根据输入的信号端口及格式自动切换。此方案板连接线路简单，只需电源（+5V），而+1.8V,+3.3V电压分别通过3.3V跟1.8V的LDO获得，数据输入输出线（YUV）即可，也可把它看成一个外置设备，无需改动电视机主板（包括硬件跟软件）设计方案，可以把它固定在电视机内，通过飞线方式连接即可，调试方法简单，迅速而且成本低廉。针对PLM1000的不同版本及不同封装，聚海科技公司已经制作出完善的相关配套产品，并可依据客户的实际需求，调整线路板结构大小，现有设计线路板尺寸可达到到45mmⅹ65mm的规格。

　　此应用方案主要针对不方便更改TV主芯片程序的SKD套料生产厂，外购普通SKD套料的电视机整机厂商等。采用此方案，CRT电视生产厂家无需修改CRT电视主板的软硬件设计方案，因而使用灵活简便，只需要增加几道工序就可以实现普通CRT电视接收高清信号的功能，增加CRT电视功能，以实现增大销量及扩大利润的目的。这种采用已有方案的方式，大大节省了一些公司前期的开发时间和费用，灵活应对市场变化，深受客户喜爱。

　　本文小结

　　作为一款具备完全自主知识产权的高清电视图像处理芯片，PLM1000使高清图像走进寻常百姓家；同时，这种低成本高清电视图像处理解决方案也延长了CRT电视机的产业周期，从而带动了全行业的资源优化配置。