[经验]

用SAA7111A设计模拟视频转换接口

2018-12-7 10:35:35

1552 解码器接口 LLC

1 引言

视频信号中不仅包含图像信号，还包含行同步、行消隐、场同步、场消隐等信号，对于如何将模拟视频信号在各种接口显示屏上进行显示，很多人常常会感到束手无策。传统方案大量使用模拟分离元件，不仅较为复杂，而且难于调试。本文介绍的方案主要采用集成电路设计，体积小，成本低，外围模拟器件少，全部控制均可通过软件实施，初始化和等待时间极短，可适用于板卡或小型手持终端等数字化多媒体应用场合，系统框图见图1。系统主要包括两个部分：一是视频解码模块，目的是将复合视频、YC分量等模拟视频信号进行A/D转换，提取其中的同步和时钟信号，所有转换电路均集中在一块芯片内；二是视频转换模块，作用是直接输出模拟RGB、数字RGB或数字YUV视频信号，实现隔行到逐行扫描的转换，由于普通CVBS信号均为隔行扫描，对于逐行显示器，该部分必不可少，处理后的信号可直接显示或用于视频采集系统，也可用于其它格式显示（需转换）。另外，FPD链路(Flat Panel Display Link)传输部分可以实现远距离（最远10m）数字RGB视频显示（数字RGB视频信号频率太高无法实现远距离传输）。

2 解码器选型

TV解码器可选用PHILIPS公司的SAA7110/7111A/7112/7113/7114/7115/7118、SAMSUNG公司的KS0127（S5D0127X01）或ITT公司的VPC3211B，它们可通过IIC总线接口控制，自动识别输入模拟视频信号格式，然后解码输出24bit/16bit的 RGB或YUV数字信号和Hsync，Vsync，HAV(HREF)控制信号及采样时钟，解码后的信号可直接送到视频转换模块或视频采集系统。根据AVERLogic公司发布的技术文档，PHILIPS公司的解码器解码效果最好，其次是VPC3211B，KS0127虽然功能强大价格便宜，但是解码效果稍逊一些，而且该芯片的最大缺点是功耗太大（将近1W）。据笔者调研，SAA7114效果最好，但由于种种因素，本方案采用SAA7111A，它采用CMOS工艺，功耗小（小于0.5W），电压低（3.3V），体积小（1cm2）, 温度适应范围广（10℃-80℃），具有以下特点：

（1）自动进行50/60Hz场频的检测，支持NTSC和PAL制自动转换，可对NTSCM/N/4.43/JAPAN、PAL?M/N/BGHI/、SECAM格式视频信号的亮度和色度进行处理。

（2）拥有4路模拟输入：4路复合视频（CVBS）或2路YC或1路YC和2路CVBS。

（3）可设置CVBS或YC通道为静态增益控制或自动增益控制（AGC）。

（4）拥有2路亮度和色度梳状滤波器，可对亮度、对比度、光圈和饱和度进行控制。

（5）行（HREF）、场（VREF）同步、奇偶帧（RES1）和像素时钟（LLC）信号均可由管脚引出。

（6）可支持以下输出格式：4:2:2(16位)、4:2:2（CCIR601 8位）、4:1:1（12位） YUV格式或8:8:8（24位）、5:6:5（16位）RGB格式。

（7）具有符合IEEE1149.1标准扫描逻辑的边界扫描测试电路。

（8）64引脚的LQFP封装(尺寸：10mm×10mm×1.4mm)，功耗小于0.5W。

鉴于该芯片在很多杂志上都有介绍，这里不再赘述。

3 视频转换器

AL251是AVERLogic公司生产的一款功能强大的显示转换控制芯片，主要用于LCD VGA显示或视频编辑应用场合，它能够接收隔行NTSC或PAL,ITU?RBT601(CCIR601)或平方像素，YUV422或RGB565数字信号，将其转换成普通PC显示器可以接收的模拟RGB格式视频信号和用于在VGA LCD上显示的YUV422或RGB565格式的逐行数字视频信号。AL251有多种控制功能，可由微处理器通过IIC接口实现诸如自动识别PAL制/NTSC式、调整屏幕位置、过滤视频噪声、OSD（在屏显示）、视频LUT(Lookup Table)、POWERDOWN等功能，可不需软件控制进行硬初始化。AL251具有AVERLogic特有的数字信号处理技术，处理过的图像更加平滑、有更少的闪烁和锯齿边沿。该芯片供电电压为3.3V或5V，采用80引脚QFP封装形式。