飞兆半导体:视频滤波器方案

2011-08-10 11:34:19 来源:飞兆半导体 点击:1215

摘要:  飞兆半导体公司推出的新产品专门针对更高清晰度、移动平台、3V供电要求、能源之星以及最新的通道数配置等趋势而设计。只要看看支持这些趋势的特定原型产品,就很容易地证明这一点。图1所示为一系列专为满足通道数和清晰度市场需求而量身定做的产品,在选择视频滤波器时,通道数和清晰度正是两个最重要的评判指标。

关键字:  视频,  驱动器,  发展趋势,  机顶盒

视频滤波驱动器市场的四大发展趋势是:更高的清晰度、移动视频、绿色环保要求和视频输出方案的重新设计。这些趋势正影响着机顶盒、DVD及蓝光播放器/录像机、电视、个人媒体播放器、相机和手机等设备上的视频输出电路配置。随着数字视频技术的进步,采用HDMI技术发送视频信号的数量正越来越多,但鉴于向后兼容性的概念,在设备间视频信号发送方面,模拟视频信号仍旧占据着相当大的份额。因此,支持模拟信号依然是视频设备制造商所关心的一个主要问题。集成电路(IC)制造商也正在积极地适应视频市场的这些主要趋势,并为视频设备制造商提供大范围的产品选择。由于视频滤波驱动器IC被广泛地应用于各种视频平台,因此它可以作为一个很好的例子来应证对市场的跟踪,这也是本文将讨论的重点。

作为视频滤波驱动器IC的最大供应商,飞兆半导体公司推出的新产品专门针对更高清晰度、移动平台、3V供电要求、能源之星以及最新的通道数配置等趋势而设计。只要看看支持这些趋势的特定原型产品,就很容易地证明这一点。图1所示为一系列专为满足通道数和清晰度市场需求而量身定做的产品,在选择视频滤波器时,通道数和清晰度正是两个最重要的评判指标。其它如3V电源、有利于节能的关断模式、1080p HD以及移动性也很重要。以下图表例举了满足上述每一种趋势的产品。

图1所示的趋势列表一目了然,但4通道配置可能除外。那么4通道配置面向的市场趋势是什么呢?它瞄准的趋势是去除双SD(标清)通道,该方案传统上用于S视频,这种双通道输出方案最初被认为是超越单通道复合视频(CVBS)的一大进步。

图1:满足市场趋势的视频滤波器。(电子系统设计)

图1:满足市场趋势的视频滤波器。

4通道

随着时间的推移,由于3通道分量视频的性能比S视频的性能更好(因为3个信号自然比两个信号携带的信息更多),S视频已变得有些多余。DVD的面市推动了分量视频的广泛采用,因为3个通道可为DVD提供更高质量的图像。实际上,S视频并未能成功地成为CVBS和分量视频之间的过渡技术。因此,它的实用性在逐渐减弱,S视频开始过时了。认识到这一点,某些机顶盒系统制造商最近开始去除一些产品上的S视频支持功能,以节省额外的连接器和电路的成本。为响应这种趋势,飞兆半导体推出了4通道 SD视频滤波器FMS6144A(图3),可用于CVBS(单通道SD)视频和分量视频(3通道SD)的设置。

图2:使用双通道的S视频连接器。(电子系统设计)

图2:使用双通道的S视频连接器。

图3:4通道 SD视频滤波驱动器FMS6144A。(电子系统设计)

图3:4通道 SD视频滤波驱动器FMS6144A。

幸运的是,对视频设备设计人员而言,3通道分量视频非常适合于支持HD 720p/1080i(这里也称为HD),所以当出现这种HD情况时,分量视频输出可以很容易地被重新配置为720p/1080i带宽。这意味着电路必须对3个HD通道(30MHz滤波器)进行滤波,以支持Y、Pb、Pr信号。飞兆半导体有若干产品可满足HD要求,其中最突出的产品是FMS6363A(3通道HD)和FMS6346AE(3通道HD+3通道SD)。如果我们考虑到去除S视频和HD这两种趋势的结合,一种新的4通道配置便应运而生:3个HD 通道用于分量视频,1个SD通道用于CVBS。图5所示的FMS6364E就是专门用于应对这种市场趋势的交汇。

图4:3插头的分量视频电缆。(电子系统设计)

图4:3插头的分量视频电缆。

图5:支持3个HD通道和1个SD通道的FMS6364AE。(电子系统设计)

图5:支持3个HD通道和1个SD通道的FMS6364AE。

不过,并非所有的系统制造商都已经如此迅速地去除了S视频,全部6通道的输出支持目前仍然是必需的,尤其是对较高端的型号而言。图6中可以很容易地看到这6个通道:1个用于CVBS(黄 色),3个用于分量视频信号(Y:绿色插孔,Pb:红色插孔,Pr:蓝色插孔),2个用于S视频信号(黑色多针插孔)。FMS6346AE非常适合于这种全范围的输出。

图6:典型的机顶盒的路输出配置。(电子系统设计)

图6:典型的机顶盒的路输出配置。

节能要求

图1中有几款视频滤波器可以采用3V电源而非5V电源工作(5V电源一直是业界采用的视频滤波器供电电压标准)。作为一种降低功耗的方法,3V电源的视频系统正越来越流行。

降低功耗的另一个方法是关断不使用的部件,这种方案的原理似乎十分明显。不过,“关断”并非真正意味着断电,因为即使在电源开关处于关断位置时,仍然可能有小电流流过。这又是怎么一回事呢?原来,电子设备、电器、墙式适配器和手机充电器等设备即使在关断时也会继续耗电。据估计,美国消费者每年因这种能量损失而浪费掉约30亿美元:这是一个多么惊人的数字!这种泄漏功率常被称为吸血鬼功率(vampire power)或虚负载(phantom load)。从这种奇怪的命名就可以看出无用能耗的害处,事实也的确如此。

为了改善这种损耗状况,美国环保署和美国能源部推出了“能源之星”计划。该计划的目标是:通过减少家庭的用电量来减少对化石燃料发电的需求,从而降低温室效应气体的排放量。除减缓全球变暖速度之外,我们都明白,为节约能源和金钱,这样做也很有意义。

要获准贴上“能源之星”的标识(图7),电气电子设备(PC、显示器、打印机等)的闲置功耗必须小于30W。FMS6364AE和FMS6346AE都带有禁用功能,可以在空闲时关断部件以降低系统功耗,这将帮助系统制造商达到“能源之星”的要求。

图7:能源之星徽章。(电子系统设计)

图7:能源之星徽章。

更高的清晰度

随着消费者的视频期望值不断提高,第一代HD(720p/1080i)已不能满足高清需求,而一种新型的更高分辨率,即1080p HD,正在被加速商业化中。这种视觉效果超级出色的视频格式在蓝光和视频游戏中尤其受到欢迎,因为可以大幅提升画面的逼真程度。相比720p/1080i HD,1080p HD所需的滤波频率将更高,因此必须采用新型的视频滤波器。这类滤波器的首款IC是FMS6303,它支持3通道滤波,可在SD(8MHz)、ED(16MHz)、HD(32MHz)和1080p HD(65MHz)之间进行切换。FMS6303的模块示意图(图8)显示了6极滤波器的3个开关通道。

图8 :FMS6303的模块示意图显示出1080p HD的可选择性。(电子系统设计)

图8 :FMS6303的模块示意图显示出1080p HD的可选择性。

除了FMS6303之外,飞兆半导体还提供了具有3通道可选SD/1080p HD和3通道SD支持的FMS6646视频滤波器(图9)。这两款器件是市面上率先支持1080p HD模拟滤波的产品,其设计灵感来源于:即使HDMI是连接1080p信号的首选方式,模拟1080p仍有助于桥接市场上的模拟设备。

图9:6通道 SD/1080p HD滤波器/驱动器FMS6646的模块示意图。(电子系统设计)

图9:6通道 SD/1080p HD滤波器/驱动器FMS6646的模块示意图。

移动视频

视频的另一个发展方向是移动市场。目前移动设备的清晰度也开始不断提高,但对移动视频而言,基本的原则非常简单;无论设备中整合了多少其它功能,移动应用有两个要求总是不变的,即低功耗和小尺寸。FMS6151单通道视频滤波驱动器的目标就是贯彻这两个原则。它采用了极小型的MicroPak MLP封装,其实际尺寸甚至可以穿过盐瓶盖上的小筛眼(图10)。移动视频滤波器的另一种新兴的封装方案是尺寸很小的晶圆级芯片规模封装(WLCSP)。FMS6151也带有禁用功能,可通过关断输出以减小静态电流来延长电池的寿命。

图10:尺寸小至可穿过盐瓶盖上小筛眼的微型封装。(电子系统设计)

图10:尺寸小至可穿过盐瓶盖上小筛眼的微型封装。

移动手持式产品使用CVBS(也被称为CV)输出或使用分量视频输出,这意味着需要采用1通道或3通道的视频滤波器。FMS6151产品支持CVBS。市面上也有3通道的滤波器供应。仅在几年前,移动手持设备上的视频这一概念还面对着极大的质疑,但现在,这些疑问已几乎烟消云散,大量移动手机视频相继涌现。图11所示为一个CVBS视频连接器。单通道CVBS信号通过CVBS电缆从手机的A/V插孔或从扩展坞输出到TV。

图11:复合视频信号(C<dVBS)插头。(电子系统设计) src="http://www.ed-china.com/ARTICLE_IMAGES/201108/20110810_HA_OPT_TS_01_F11.JPG" width=200 align=center>

图11:复合视频信号(CVBS)插头。

由于存在众多发展趋势影响视频产品,设计人员必需随时把握行业最新动态,了解什么样的产品有助于成功地满足于这些趋势的要求。IC供应商在支持最新趋势方面大有优势,因此在拿不定主意时,不妨了解一下您的IC供应商在做些什么,他们会很乐意地为您提供帮助。

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