集成有10位ADC的增強(qiáng)型視頻解碼器ADV7183及其應(yīng)用

關(guān)鍵詞：視頻解碼器；行鎖定系統(tǒng)時(shí)鐘(LLC)；模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)；ADV7183

１　概述

ＡＤＶ７１８３是一種綜合視頻解碼器。它能夠自動(dòng)將一種兼容國際標(biāo)準(zhǔn)ＮＴＳＣ 或ＰＡＬ的模擬視頻基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成另一種兼容１６位／８位ＣＣＩＲ６０１／ＣＣＩＲ６５６ 的 ＹＣｒＣｂ 型４:２:２或４:１:１視頻數(shù)據(jù)。其靈活的數(shù)字式輸出接口能夠在基于緩存器結(jié)構(gòu)和行鎖時(shí)鐘的系統(tǒng)中完成視頻解碼和轉(zhuǎn)換功能，這使得ＡＤＶ７１８３可以廣泛應(yīng)用于放映機(jī)、數(shù)字電視、ＤＶＤ錄像機(jī)和游戲機(jī)等許多系統(tǒng)。ＡＤＶ７１８３的主要特點(diǎn)如下：

● 內(nèi)部帶有行鎖定系統(tǒng)時(shí)鐘（ＬＬＣ）和自適應(yīng)數(shù)字線長(zhǎng)跟蹤（ＡＤＬＬＴ）電路，可以提供雙重視頻鎖定功能；

● 具有三行色度梳狀濾波器；

● 具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘和信息輸出功能；

● 具有完整的ＡＧＣ和箝位控制功能，可對(duì)色度、亮度、飽和度和對(duì)比度進(jìn)行編程視頻調(diào)節(jié)；

● 有６個(gè)模擬視頻輸入信道；

● 可設(shè)置為二線連續(xù)雙向端口模式，并與Ｉ２Ｃ兼容?

● 可自動(dòng)進(jìn)行ＮＴＳＣ 或ＰＡＬ檢測(cè)；

● 帶有不同模式的視頻輸入和１６－ｂｉｔ寬度總線數(shù)字輸出；

● 輸入峰峰值為０．５Ｖ～２Ｖ。

圖1

２　引腳功能

ＡＤＶ７１８３的引腳排列如圖１（頂視圖）所示。它采用８０－ＬＱＦＰ封裝。各引腳定義如下：

（ＶＳ／ＶＡＣＴＩＶＥ）１腳：雙重功能復(fù)用管腳,當(dāng)(ＯＭ＿ＳＥＬ[１:０]＝０, ０)時(shí)?該腳輸出對(duì)應(yīng)于ＹＵＶ像素?cái)?shù)據(jù)的垂直同步信號(hào)ＶＳ;而當(dāng)(ＯＭ＿ＳＥＬ[１:０]＝１, ０ ｏｒ ０,１)時(shí)，ＶＡＣＴＩＶＥ是一個(gè)在視頻場(chǎng)有效期間內(nèi)的有效信號(hào)。

（ＨＳ／ＨＡＣＴＩＶＥ）２腳：雙重功能管腳（當(dāng)（ＯＭ＿ＳＥＬ[１：０] ＝ ０，０）時(shí)，輸出為一個(gè)可編程的行同步信號(hào)ＨＳ；而當(dāng)（ＯＭ＿ＳＥＬ[１：０]＝１， ０ ｏｒ ０，１），ＨＡＣＴＩＶＥ是一個(gè)在視頻行有效期間的有效信號(hào)。

（ＤＶＳＳＩＯ）３，１４腳：數(shù)字輸入／輸出接地端。

（ＤＶＤＤＩＯ）４，１５腳：數(shù)字輸入／輸出電源端?３．３Ｖ?。

（Ｐ１５～Ｐ０）５～８，１９～２４， ３２，３３，７３～７６腳：視頻像素輸出口，其中包括８ｂｉｔ亮度信號(hào)Ｙ（Ｐ１５～Ｐ８）和８ｂｉｔ 色差信號(hào)Ｃｂ和Ｃｒ（Ｐ７～Ｐ０）。

（ＤＶＳＳ１～３）９，３１，７１腳：數(shù)字電源地。

（ＤＶＤＤ１～３）１０，３０，７２腳：數(shù)字電源引腳（３.３Ｖ）。

（ＡＦＦ）１１腳：幾乎全滿標(biāo)志。當(dāng)ＦＩＦＯ達(dá)到用戶設(shè)定的幾乎全滿的邊緣時(shí),該腳為ＦＩＦＯ控制信號(hào)指示標(biāo)記。

（ＣＬＫＩＮ）１６腳：異步ＦＩＦＯ時(shí)鐘。

（ＬＬＣＲＥＦ）２５腳：時(shí)鐘參考輸出。

（ＧＰＯ[３:０]）１７,１８,３４, ３５腳：由Ｉ２Ｃ控制的通用目的輸出。

（ＬＬＣ２）２６腳：行鎖定系統(tǒng)時(shí)鐘輸出的二分頻(１３．５ＭＨｚ)。

圖2

（ＬＬＣ１／ＰＣＬＫ）２７腳：雙重功能復(fù)用管腳?行鎖定系統(tǒng)時(shí)鐘輸出或２０～３５ＭＨｚ的ＦＩＦＯ輸出時(shí)鐘。

（ＸＴＡＬ１）２８腳：晶體振蕩器的第二管腳，如果使用了外部時(shí)鐘源，則該管腳可以不連。

（ＸＴＡＬ）２９腳：２７ＭＨｚ晶體振蕩器輸入管腳或連接外部晶體振蕩器的輸入(與ＣＭＯＳ電平兼容)。

(ＰＷＲＤＮ)３６腳：低功率使能。

(ＥＬＰＦ)３７腳：該管腳主要用于ＬＬＣ鎖相環(huán)所必需的外部環(huán)路濾波器。

(ＰＶＤＤ)３８腳：電源。

(ＰＶＳＳ)３９腳：地。

(ＡＶＳＳ)４０,４７,５３,５６,６３腳：模擬電源地。

(ＡＶＳＳ１～６)４１,４３,４５,５７,５９,６１腳：模擬輸入信道。如果選擇了單終端模式，則接地?當(dāng)選擇了不同的模式，則直接與ＲＥＦＯＵＴ相連。

（ＡＶＤＤ）５０腳：模擬電源引腳(５Ｖ)。

（ＣＡＰＹ１－２）４８,４９腳：ＡＤＣ電容網(wǎng)絡(luò)。

（ＳＤＡＴＡ）６７腳：ＭＰＵ口串行數(shù)據(jù)輸入／輸出。

（ＲＥＦＯＵＴ）５１腳：內(nèi)部參考電壓輸出。

（ＣＭＬ）５２腳：ＡＤＣ公共模式。

（ＳＣＬＫ）６８腳：ＭＰＵ口串行時(shí)鐘輸入接口。

（ＣＡＰＣ１～２）５４, ５５腳：ＡＤＣ電容網(wǎng)絡(luò)。

（ＡＬＳＢ）６６腳：ＴＴＬ地址輸入。

（ＩＳＯ）６５腳：輸入超出開關(guān)。

（ＡＩＮ１～６）４２,４４,４６,５８,６０,６２腳：模擬視頻輸入信道。

（ＶＲＥＦ／ＶＲＥＳＥＴ）６９腳：ＶＲＥＦ標(biāo)志著下一場(chǎng)的開始;ＶＲＥＳＥＴ標(biāo)志著新場(chǎng)的開始。

（ＨＲＥＦ／ＨＲＥＳＥＴ）７０腳：ＨＲＥＦ標(biāo)志著新視頻行的開始;ＨＲＥＳＥＴ標(biāo)志著新行的開始。

（ＲＤ）７７腳：異步ＦＩＦＯ讀使能信號(hào)。

（ＲＥＳＥＴ）６４腳：系統(tǒng)輸入重新設(shè)置。

（ＤＶ）７８腳：數(shù)據(jù)有效輸出信號(hào)。

（ＯＥ）７９腳：輸出使能控制端口。

（ＦＩＥＬＤ）８０腳：奇／偶場(chǎng)輸出信號(hào)。

３ 工作原理

ＡＤＶ７１８３內(nèi)部原理及功能框圖如圖２所示，下面介紹其工作原理。

３．１ 模擬信號(hào)輸入

ＡＤＶ７１８３有６個(gè)模擬視頻輸入信道，這６個(gè)信道用不同的配置可以支持６個(gè)ＣＶＢＳ輸入信號(hào)、３個(gè)Ｓ－ｖｉｄｅｏ輸入信號(hào)和２個(gè)ＹＣｒＣｂ構(gòu)成的模擬視頻輸入信號(hào)。通過ＩＮＳＥＬ可控制輸入的類型和信道的選擇。模擬信號(hào)輸入前端包括三個(gè)用于直流恢復(fù)的箝位電路。ＡＤＣ前有三個(gè)取樣保持放大器，可在ＹＣｒＣｂ輸入模式時(shí)保證取樣值同時(shí)到達(dá)三個(gè)信道。兩個(gè)１０－ｂｉｔ ＡＤＣｓ用來取樣。為了盡可能高質(zhì)量的捕獲視頻信號(hào)，整個(gè)模擬信號(hào)輸入前端存在著很大的差異。

３．２ 同步像素輸出接口

ＡＤＶ７１８３支持三種輸出接口模式：兼容ＬＬＣ的同步像素接口、ＣＡＰＩ接口和ＳＣＡＰＩ接口。設(shè)定為同步像素接口模式時(shí)，像素和控制數(shù)據(jù)的輸出與ＬＬＣ１(８－ｂｉｔ模式)或ＬＬＣ２(１６－ｂｉｔ模式)同步。這種模式時(shí)的場(chǎng)消隱、行消隱和列消隱的控制和定時(shí)信息編碼與控制碼相同。設(shè)定為ＣＡＰＩ接口或ＳＣＡＰＩ接口模式時(shí)，只有激活的像素?cái)?shù)據(jù)輸出才與異步先進(jìn)先出時(shí)鐘(ＣＬＫＩ)同步。像素一般通過一個(gè)５１２像素深、２０比特寬的ＦＩＦＯ容器輸出，ＨＡＣＴＩＶＥ和ＶＡＣＴＩＶＥ輸出一般要使用相互獨(dú)立的引腳。ＣＡＰＩ接口和ＳＣＡＰＩ的接口模式數(shù)據(jù)一直是１６－ｂｉｔ，所以，當(dāng)輸出接口需要８－ｂｉｔ或１０－ｂｉｔ時(shí)，一般不能采用這種接口模式。ＡＤＶ７１８３的默認(rèn)模式為兼容ＬＬＣ的８－ｂｉｔ ＣＣＩＲ６５６ ４:２:２。

圖4

３．３ 控制和像素接口ＦＩＦＯ模式

圖３所示是ＡＤＶ７１８３的控制和像素ＦＩＦＯ接口模式時(shí)序，當(dāng)ＡＤＶ７１８３工作在此模式時(shí)，產(chǎn)生的像素?cái)?shù)據(jù)將在５１２像素深的ＦＩＦＯ容器中緩存。只有激活的視頻像素和控制碼才被寫入ＦＩＦＯ，其余的則全部丟棄。這種模式時(shí)，ＣＬＫＩＮ必須比移入ＦＩＦＯ的有效數(shù)據(jù)率要快，否則ＦＩＦＯ就會(huì)溢出。當(dāng)ＡＤＶ７１８３工作在ＳＣＡＰＩ接口模式時(shí)，可利用ＤＶ(ｄａｔａ ｖａｌｉｄ)到ＲＤ(ｒｅａｄ ｅｎａｂｌｅ) 的反饋系統(tǒng)來保證ＦＩＦＯ不溢出。而當(dāng)ＦＩＦＯ達(dá)到ＡＦＦ(ａｌｍｏｓｔ ｆｕｌｌ ｆｌａｇ)時(shí)，ＤＶ馬上升高并一直保持ＦＩＦＯ為ＡＥＦ(ａｌｍｏｓｔ ｅｍｐｔｙ ｆｌａｇ)。使用此模式時(shí)，輸出像素的數(shù)據(jù)情況可由ＤＶ和ＱＣＬＫ指示器來決定。

４　典型應(yīng)用

圖４是ＡＤＶ７１８３的一個(gè)典型應(yīng)用電路。其中電路的供電電壓ＶＡＡ應(yīng)選為７Ｖ，ＶＤＤ應(yīng)選為４Ｖ，數(shù)字輸入引腳電壓應(yīng)為ＧＮＤ－０．５Ｖ到ＶＡＡ＋０．５Ｖ，模擬輸出電壓應(yīng)為ＧＮＤ－０．５Ｖ到ＶＡＡ。該電路可工作在０～７０℃的溫度范圍內(nèi)。另外還需注意:ＡＤＶ７１８３是ＥＳＤ(ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ)?敏感設(shè)備。盡管ＡＤＶ７１８３本身帶有ＥＳＤ保護(hù)電路，但受到高強(qiáng)度靜電放電的持續(xù)損害時(shí)，ＡＤＶ７１８３會(huì)造成性能衰退和功能下降，因此?有必要采取適當(dāng)?shù)模牛樱姆雷o(hù)措施。