基于S3C2440A T-DMB的手机电视软硬件设计

　　引言

　　目前，世界上已经提出了多个地面数字电视标准：如欧洲的DVB-T、美国的ATSC、日本的ISDB-T，并且都达到实用阶段，许多国家和地区都在选择自己的数字电视地面广播(DTTB：Digital Television Terrestrial Broadcasting)系统。而用于手持移动终端的标准有：T-DMB(韩国)、DVB-H(欧洲)、MediaFLO(美国)、StiMi(中国待定)其中，已商用的是韩国的T-DMB。在我国，北京广播电台在2006年9月初正式开通了名为DAB的手机电视系统，通过电视塔覆盖了北京六环以内，提供12套数字广播节目，同时对2套电视节目进行测试播出。因此，如何快速设计一款可以接收手机电视信号的手持终端设备，以便夺取市场先机就是本文要讨论的内容。

　　硬件设计

　　硬件设计概述

　　硬件配置的选择要综合考虑，如CPU的处理功能关系到最终的解码显示效果。当然，选择一些高档通用处理器，或者是专用的媒体处理器都能够达到较好的效果，但却增加了硬件的成本。可以在最终显示效果和硬件的选择上采取折中方案。目前，能接收T-DMB和DVB-H标准的芯片还不是很多，可以选择市场上的一些主流芯片。本文讨论的这款产品的硬件配置为：S3C2440A(400MHz)，64MB的SDRAM，apollo fs1110, kino2efs1026。基本可以满足手机电视对硬件的需求。通过天线接收到的射频信号送给射频前端的RF调谐芯片APOLLO FS1110，主要作用是把射频信号解调为IF(Intermediate Frequency)信号。这款芯片是目前市场上的主流产品，可以接收多个标准的信号，而且体积小(5.0mmx5.0mmx0.9mm)，功耗低(80mW),拥有三个低噪声前端放大器，涵盖 L-Band、BandⅡ和BandⅢ三个频段。apollo fs1110把IF信号送给kino2 efs1026，完成信源码解码输出MPEG2-TS数据。kino2是一款高度优化的基带处理器，体积小(10mm×10mm×1.3mm)，功耗低(100mW)，可以提供各种DMB码率，最高可以达到1.8Mbps，片上含有R-S解码器，可以实现较佳的移动信道性能。kino2把信源码TS码流送给CPU，由CPU完成TS流的解复用、解码和显示。硬件设计框图如图1所示。

　　图1 硬件设计框图

　　硬件各功能模块描述

　　手机电视终端最终要做到支持多标准、多频段，这也是市场的需求。由于现在开展手机电视业务的三地所采用的频段不太一样，如北京和广东采用了VHF Band 3，而上海采用了L- Band，因此，同一手机电视终端如果要在国内不同地区接收手机服务，需要支持多频段。本文讨论的T-DMB采用的工作频段是VHF 3波段和L波段，因此，要使用FS1110的BandⅢ和L-Band;而BandⅡ主要用于FM广播。FS1110的3个高频输入都可以使用，频段选择可以由FS1026通过IIC接口来控制，同时，FS1110内部寄存器的初始化也是通过此接口来完成的。

　　下游的FS1026基带处理器模块接收RF调谐器送过来的IF信号，最终完成信源解码。输出的MPEG2-TS数据支持并行和串行两种格式。串行数据可以通过SPI接口和CPU直接连接。基带模块还可以通过SCP(Serial Control Port)接口和CPU进行控制信息的交换，SCP接口和IIC接口是完全兼容的。还可以用串口(UART)和CPU进行通信。由于有的商业DMB节目经过服务商加扰(经过加密)，智能卡模块可完成解扰功能。

　　CPU的功能是通过SPI接口接收TS数据，完成音频和视频的解码后显示。数据可以通过DMA进行缓存，然后就可以从DMA中读取数据进行解复用。DMA方式为一种高速的数据传输操作，允许在外部设备和存储器之间直接读写数据，既不通过CPU，也不需要CPU干预。整个数据传输操作在DMA控制器的控制下进行。CPU除了在数据传输开始和结束时做一点处理外，在传输过程中，CPU可以进行其它工作。这样，在大部分时间里，CPU和输入/输出都处于并行操作状态。因此，可以大大提高整个系统的效率。在WinCE平台下，对DMA的操作相当方便，驱动开发难度不大，读取数据就像操作普通文件一样。只有一点区别，就是要防止DMA溢出。因为普通文件的读取完全可控，而这里处理的是一种“实时”流，有可能发生溢出。溢出包括上溢(数据读取过慢)和下溢(读取过快)。和MPEG的解码器接收端防止数据溢出的原理是一样的，主要是由于图像编码的格式不一样，发送的解码器前端的数据速率并不是恒定的。MPEG采用流速反馈控制来控制数据溢出，使得到达音视频解码器的数据速率趋于恒定。对DMA的控制就简单些，用专用的一个线程读取数据，解复用线程依据数据的多少，可以丢弃某些帧或者放慢解码速度。不过一般还是丢帧的情况多。

　　硬件设计注意事项

设计硬件电路时的主要问题就是高频和电磁兼容，一般的方法是加屏蔽罩，可以把APOLLO FS1110加屏蔽罩，以减少模块的空间