視頻譯碼控制器（VDSC）MCD212

摘要：MCD212是Motorola公司生產(chǎn)的可編程多掃描視頻器件，能夠提供圖像顯示和系統(tǒng)控制功能，可滿足用戶多媒體產(chǎn)品方面的應(yīng)用，特別適合應(yīng)用于需要高級圖形顯示的低成本消費類產(chǎn)品中。文中介紹了MCD212的工作原理、性能特點和典型應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：數(shù)字視頻；運動視頻解壓；MCD212

1．概述

MCD212是一個可編程的多掃描視頻器件。它能夠提供圖形圖像顯示和系統(tǒng)控制功能，這使低成本的計算機、通信系統(tǒng)和消費產(chǎn)品中應(yīng)用數(shù)字運動視頻技術(shù)成為可能。如CD-I、CD卡拉OK、視頻點播（VOD）、機頂盒等。該器件的主要特點如下：

·具有與MC6800總線接口兼容的直接接口；

·具有1M字節(jié)ROM控制及1k字節(jié)的I/O控制；

·內(nèi)含復(fù)位定時器（包括ROM映射）；

·可直接驅(qū)24位三視頻DAC（如MMC44200等產(chǎn)品）；

·能直接驅(qū)4M字節(jié)能DRAM（支持26k×4，1M×4，256k×16等類型）；

·具有顯示長度編碼文件的能力；

·具有256彩色查表（CLUT）；

·內(nèi)部有兩個△YUV譯碼器；

·通過加權(quán)控制和優(yōu)選權(quán)控制可疊加四種帶特別效果的視頻面；

·具有動態(tài)可編程寄存器，返程時可重新加載顏色查表；

·可用PAL或NTSC制式的碼速率輸出24位的RGB數(shù)據(jù)流；

·可與外部視頻同步（50或60Hz）；

·采用160腳塑料四方扁平封裝。

2．原理結(jié)構(gòu)

MCD212的原理功能框能圖如圖1所示。它包括兩個視頻圖形畫面控制器。且兩個平面是獨立的，但它們能夠一起使用或組合起來形成一個外部顯示。內(nèi)部的功能包括ICA和DCA指令譯碼器和控制功能。實時譯碼器對△YUV自然圖象、顏色查表文件和長度編碼文件進行譯碼。外部接口分為主機接口、視頻接口、DRAM接口、JTAG測試信號、其它等幾個部分，如圖2所示。下面分別介紹各部分的主要端口。

2．1主機接口端口

主機與譯碼器之間的通信由主機接口實現(xiàn)，主機接口包括：16位的雙身數(shù)據(jù)總線、地址總線以及進行中斷處理、寄存器訪問和DMA所必需的信號。

A[1…22]：輸入端，系統(tǒng)地址總線。提供訪問系統(tǒng)總線的地址，在加上或信號時，地址線上的數(shù)據(jù)必須穩(wěn)定。

D[15…0]：三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線，用于在系統(tǒng)總線與視頻譯碼與控制器之間傳輸數(shù)據(jù)。在寫訪問時，當或被加上時，數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)必須穩(wěn)定。

：輸入端，高端數(shù)據(jù)選通使能，低有效，用于尋址一個字的高字節(jié)[D8…D15]。

: 輸入端，低端數(shù)據(jù)選通使能，低有效，用于尋址一個字的低字節(jié)[D0…D7]。

:讀寫信號輸入端，表明數(shù)據(jù)流動方向。為高時從譯碼器讀取數(shù)據(jù)；為低時向譯碼器寫數(shù)據(jù)；

:片選信號輸入端，低電平有效，該端有效時，表明系統(tǒng)總線與譯碼控制器控制的器件間的數(shù)據(jù)傳輸可以進行。

:總線信號，低有效，可作為數(shù)據(jù)傳輸響應(yīng)信號。

:復(fù)位輸出信號，低有效。

:停止信號輸出端，低有效。

:輸出端，總線錯誤指示信號，低有效。

:ROM片選輸出，低有效，當和（或）信號有效且通過系統(tǒng)總線訪問I/O端口時產(chǎn)生該信號。

: I/O片選輸出，低有效，當和（或）信號有效且通過系統(tǒng)總線訪問I/O端口時產(chǎn)生該信號。

:中斷請求輸出端，低有效，用于對CPU發(fā)出中斷。采用漏極開路結(jié)構(gòu)，必須外接上拉電阻。

2．2DRAM控制端口

MCD212芯片內(nèi)含DRAM控制器，它支持下列幾種DRAM配置：256k×4，1M×4，256k×16；用于完成DRAM所需的仲裁、地址復(fù)用、定時產(chǎn)生、刷新、對DRAM或其它普通系統(tǒng)的訪問控制等功能，該接口還包括控制外部的DRAM所需的信號。

MA0…MA9：輸出端，為DRAM行/列地址。

MD0…MD15：輸入/輸出端，三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線，用于在DRAM總線和視頻譯碼與控制器之間傳送數(shù)據(jù)。在寫周期中，當或信號加入時該信號必須穩(wěn)定。

:輸出端，DRAM寫使能，低有效；

:輸出端，DRAM行地址選擇，低有效；

:輸入輸出端，存儲器1的列地址選擇信號，低有效，三態(tài)結(jié)構(gòu)。其下降沿使DRAM列地址有效。

: 輸出端，存儲器2的列地址選擇信號低有效，三態(tài)結(jié)構(gòu)。其下降沿使DRAM列地址有效。

:輸出端，DRAM的寫信號，低有效，將數(shù)據(jù)的高字節(jié)寫入DRAM時，該信號有效。

:l輸出端，DRAM的寫信號，低有效，將數(shù)據(jù)的低字節(jié)寫入DRAM時，該信號有效。

2．3顯示控制端口

視頻顯示由光標、兩個圖象面（A和B）和背景面等四個獨立的視頻平面組成。視頻譯碼器從視頻DRAM接收兩個獨立的視頻通道信號。每一通道有一個實時的文件譯碼器，用于實現(xiàn)對普通文件、長度編碼文件及壓縮文件的顯示，生成的文件可能包含△YUV數(shù)據(jù)、顏色查表數(shù)據(jù)、以及RGB數(shù)據(jù)等。

OE：輸入端，輸出使能，用于允許RGB輸出或使之處于三態(tài)。

:輸入/輸出端，列同步信號，低有效。在主模式時，該信號為輸出并用作顯示器的列同步信號，在從模式時，該信號為列同步信號輸入。

:輸出端，行同步信號，低有效。

:輸出端，消隱信號，低有效，在行消隱和場消隱期內(nèi)有效，而在其余時間內(nèi)為高。

:輸出端，數(shù)字視頻選擇信號，代低有效，該信號與數(shù)字視頻輸出同步。

輸出端，模擬視頻選擇信號，低有效，該信號與經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后的模擬視頻信號同步。

:輸入端，主從模式選擇信號，該信號為高時，視頻譯碼與系統(tǒng)控制器產(chǎn)生視頻定時，該信號為低時，列同步與外部視頻定時信號同步。

2．4視頻效果端口

MCD212的兩個圖形平面A和B在軟件的控制下，與光標和背景相結(jié)合可實現(xiàn)分解、鑲嵌、部分更新等一些視頻效果，最后結(jié)果可以紅綠藍RGB成分輸出。顯示分辨率可編程控制最大為768×560。

R0…R7，G0…G7，B0…B7：分別為輸出端24位R、G、B的數(shù)據(jù)總線，均勻三態(tài)結(jié)構(gòu)總線，當譯碼器工作于YUV模式時，R=Y，G=U，B=V（R7、G7、B7為最高位，R0、G0、B0為最低位）為JTAG測試信號。

TDI：測試數(shù)據(jù)輸入端，測試數(shù)據(jù)在TCK的上升沿被采樣。

TDO：測試數(shù)據(jù)輸出端。

TCK：測試時鐘輸入端。

:邊界掃描復(fù)位端。

TMS：測試模式選擇輸入端。

A23：輸出端，系統(tǒng)地址線。在JTAG測試時，A23可驅(qū)動選通地址線A23。

:系統(tǒng)地址選通信號。

DTACKSEL：輸入端。

2．5其它：

CLK：外部時鐘輸入。

:復(fù)位輸入，低有效，為施密特觸發(fā)信號，表明復(fù)位序列的開始。

CLK2，:1/2時鐘頻率輸出信號。

TXT4：1/4時鐘頻率輸出信號。

TST：測試信號輸入端，高有效，在正常模式下，該端必須接地或VSS端。

SEN：輸入端，掃描使能信號，高有效，在正常模式下，該端必須接地或VSS端。

VDD，VSS：輸入端，接電源。

MCD212視頻譯碼與控制器是一個非常靈活的視頻顯示處理器，顯示控制和視頻特別效果無論在行基礎(chǔ)或場基礎(chǔ)上均可由軟件控制。

3．電特性參數(shù)

3．1推薦工作條件

環(huán)境溫度：0℃～70℃；

電源VDD：5V±10%；

3．2最大極限參數(shù)

電源電壓VDD：-0.5～7.0V

輸入電壓：:-0.5～VDD+0.5V

輸出電壓：:-0.5～VDD+0.5V

輸出電流I：±25mA

功耗：最大120mW

存儲溫度：-65～+150℃

4．典型應(yīng)用

在市場上有兩種設(shè)置的CD-I播放器。基本形式的播放器一般不支持MPEG1全運動視頻，因而使用視頻譯碼控制器來顯示圖像和菜單條。另一方面，擴展形式的播放器一般要另外使用MCD270或MCD251來提供運動視頻譯碼。

關(guān)于VDSC/CD-1播放器的電路組成以及數(shù)字模擬視頻切換方面的電路，《國外電子元器件》已經(jīng)在1999年第5期作過介紹。這里給出MCD212用于視頻點播的實際電路框圖。

圖3所示為VDSC用于視頻點播的應(yīng)用框圖，MCD212為其提供一個圖像用戶接口（GUI），以便顯示圖形字符菜單或短的視頻段。VDSC可與MPEG1和MPEG2格式的運動視頻繁處理器接口。在圖3中，MPEG1音頻和視頻數(shù)據(jù)流通過非對稱數(shù)字用戶環(huán)路（ADSL）傳送，傳輸數(shù)據(jù)流譯碼器把條件訪問數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)流、音頻數(shù)據(jù)流從MPEG2傳輸數(shù)據(jù)流中分離出來。視頻數(shù)據(jù)流被引導(dǎo)到IMPEG，條件訪問數(shù)據(jù)被引導(dǎo)到智能卡控制器。屏幕疊加顯示由MCD212產(chǎn)生。視頻輸出級與前述的CD-I應(yīng)用完全一樣。