液晶高清数字电视正成为现在电视技能范畴的热门运用，与传统的模仿CRT 电视比较，液晶高清数字电视在体系集成度、信号处理的杂乱度以及多功用方面都提出更高要求，因而其规划难度更大，面临的应战更多。本文将论说液晶高清数字电视的技能开展并剖析干流解决计划。
数字电视日益成为消费电子范畴，甚至整个电子范畴开展的驱动力,平板技能的老练又为数字电视的开展增添了双翼。平板化和数字化，是推进当今电视开展的两大引擎，数字电视正逐渐成为真实的家庭多媒体娱乐中心。
数字电视是指全数字化接纳(标清/高清)、解调、数字信号处理及显现的电视接纳机。现在数字电视技能规范包含以美国为代表的ATSC(8VSB)、以欧洲为代表的DVB-T、日本的ISBD-T、我国的DMB-T或ADTB-T(待定)、有线网络数字电视DVB-C以及卫星数字电视DVB-S。
平板电视是指运用平板显现屏作为电视图画显现的电视接纳机。显现屏按技能特色可分为：液晶(LCD)、等离子(PDP)、数字光源处理(DLP)以及硅基液晶(LCOS)背投。其间LCD显现屏开展最快，也是商场占有率最高的平板显现屏。液晶高清数字电视已成为电视技能开展的热门运用。
跟着近几年液晶技能的开展以及第七代液晶屏生产线的投入运用，液晶屏已突破了视角、响应速度、比照层次、颜色鲜艳度及大屏幕价格的开展瓶颈，加之独有的高分辨率、低功耗、长寿命的特色，液晶电视以其完美的图画质量和可接受的价格成为现在开展最快的电视品种。美国联邦通讯委员会(FCC)2005年6月9日发文，决议提早施行在电视机中强制装备数字电视调谐器的“鲍威尔计划(Powell Plan)”，将25英寸~36英寸电视机悉数内置DTV调谐器的要求提早到2006年3月1日。FCC的这一决议进一步加快了全球数字电视的开展脚步。
图1：液晶高清数字电视体系构成图。
技能趋势与规划应战
在电视技能平板化和数字化的大趋势下，液晶高清数字电视技能正朝着高集成度、高功用、多功用的方向开展。在体系单芯片集成方面，主CPU、传输码流(TS)解复用、MPEG解码、模仿五颜六色解调、视频信号处理、图画显现处理等功用可集成进一块芯片中，甚至能将数字电视信号解调解码、模仿电视信号解调、HDMI接纳、模仿重量视频信号(YPrPb)/RGB接纳、音频信号解码也同时集成进单芯片，而芯片工艺可到达90纳米，甚至65纳米技能水平。高功用首要表现为更快的信号处理速度、更先进的图画伴音处理技能、更高清晰度显现(1080P)。除了根本数字电视功用以外，液晶高清数字电视还将集成进更多的功用接口，比如USB、SMART Card、1394/iLINK、硬盘、网络接口以及H.264/VC1解码功用，许多功用使其成为真实的未来家庭多媒体娱乐中心。
图2：液晶高清数字电视接纳嵌入式(Add-on)解决计划。
与传统的模仿CRT电视比较，液晶高清数字电视在体系集成度、信号处理的杂乱程度以及多功用方面都高出许多，这也使得液晶高清数字电视的规划难度更高，应战更多。在芯片规划方面，高功用的CPU内核，高集成度、高功用的信号处理规划规划，以及高端的芯片工艺技能(90纳米，65纳米技能)是规划人员面临的首要问题。而在整机体系规划方面，硬件规划将面临多路低电压(可低至1V)大电流电源体系的规划，高速(可达250MHz)电路板规划，以及整个体系规划规划等应战。
此外，日益杂乱的软件体系规划也成为最大的应战。分层式功用模块化规划办法以及高级软件开发工具的运用，加快了软件开发进展并提升了软件质量，也进步了软件的灵敏复用性，使其更便于二次开发。在终究的产品化规划阶段，因为只要最上层的用户操控界面层(UCI)需求根据客户要求进行简略地规划更改，这就加快了软件开发甚至整机开发的进展，保证满意日渐严格面市时刻要求。
液晶高清数字电视结构原理
液晶高清数字电视一般由数字电视接纳通道、模仿电视接纳通道、音频信号处理扩大通道、视频信号输入处理及显现输出通道、微操控体系以及电源体系组成。
数字电视接纳通道由调谐器接纳数字电视信号，将数字中频信号输出到数字电视信号解调单元，解调出数字信号，通过误码批改(FEC)、解密(DES)、解复用(Demux)、MEPG-2解码，一路输出解压后的规范的数字视频重量信号到视频信号处理及显现输出通道，另一路输出解压后的数字伴音信号(I2S)到音频信号处理扩大通道。数字电视接纳通道决议了数字电视接纳的首要功用指标，比如接纳灵敏度、对应载噪比的误码率(BER vs. C/N)、搅扰按捺、回波按捺、I/Q不平衡等。在规划中，应特别重视其间的ADC、滤波器、扩大器、时钟电路。
模仿电视接纳通道由调谐器接纳模仿电视信号，将模仿中频信号输出到模仿电视信号解调单元，一路解调输出复合视频信号经视频解调将规范的数字重量信号输出到视频信号输入处理及显现输出通道，另一路解调输出音频信号或伴音第二中频信号到音频信号处理扩大通道。PAL/SECAM/NTSC 3D亮色别离技能的运用完成了彻底的亮色别离。
音频信号处理扩大通道由音频信号处理及音频信号扩大单元构成，担任电视伴音解调、I2S数字伴音改换、盘绕声处理、音频操控及扩大输出。SRS、杜比盘绕、主动音量调整(AVL)、多段均衡、伴音延时、I2S信号(来自HDMI和数字电视伴音)接纳等都是液晶数字电视常用的音频处理技能。
视频信号输入处理及显现输出通道由YPrPb/VGA输入、HDMI输入、视频信号处理、图画显现处理、LVDS输出和液晶屏构成，承当规范重量信号的输入改换、图画处理及质量改进、图画显现格局改换操控以及LVDS调制输出等使命。而图画噪声检测及主动3D图画降噪技能、带运动猜测和补偿的去隔行改换(De-interlacer)技能及图画质量改进技能(LTI、CTI、比照度加强、清晰度加强、多维颜色批改、GAMMA校对)的运用又保证在液晶屏上显现出完美的图画。
现在液晶高清数字电视解决计划可分为数字电视接纳嵌入式(add-on)解决计划和单芯片解决计划。其间，嵌入式解决计划是在已有的模仿液晶电视基础上附加数字电视接纳功用，数字电视接纳通道经MPEG-2解码及编码后输出重量视频信号(YPrPb)，再输入到模仿液晶电视单元，构成完好的数字高清液晶电视。现在的数字电视接纳嵌入式解决计划老练度高、开发周期短，但整体本钱偏高，体系规划及图画处理显现功用不行优化。
而单芯片解决计划则是以包含MPEG解码、复合视频信号解码、视频信号处理、图画显现处理以及微操控单元的单芯片为主构成。这种计划内置3D梳状滤波器和图画加强等高功用处理体系，具有集成度高，本钱低的长处，但开发技能难度大，开发周期长，老练度有待进步。不过，跟着集成度、老练度的不断进步，单芯片解决计划将成为未来液晶高清数字电视的主导计划。
ST的液晶高清数字电视解决计划
意法半导体(ST)的液晶高清数字电视解决计划包含数字电视接纳嵌入式解决计划及单芯片解决计划。
由图2所示的数字电视接纳嵌入式解决计划框图可看出，数字一体化调谐器包含数字射频频率调和谐信道解码两部分，从接纳到的数字电视射频信号解调输出规范的MPEG传输码流信号。未特别加密的MPEG码流直接输入到ST数字电视信号解码芯片中进行处理;关于特别加密的MPEG码流，首要输入到CI卡回路进行解密，再将码流直接输入ST数字电视信号解码体系芯片进行处理。经ST数字电视信号解码体系芯片的MPEG解码和信号编码，AD改换输出模仿YPRPB和立体声音频信号，到已有的模仿电视体系显现数字电视图画，然后构成完好的液晶高清数字电视。
以下是ST数字电视信号处理解码芯片的首要功用及特色：
高功用200MHz 32位CPU内核;
2路串行或并行码流输入，1路双向码流接口，合计3路码流接口;
可编程传输接口(PTI)：适于DVB、ATSC、OpenCable、DIRECTV的传输码流解复用，集成DES及DVB解扰;
一路MPEG-2高清解码;
模仿RGB或YPRPB输出，1080I、720P、480P、480I;
模仿PAL/NTSC复合视频信号(CVBS)和亮色(YC)信号输出;
内置根据位图字符(OSD)发生器;
一路数字音频解码，可完成MPEG-1、MPEG-2、MP3、AAC和AC3解码;
5.1声道数字伴音转换为两声道输出;
两路24位DAC输出模仿音频信号，一路S/PDIF数字音频输出。
图3：液晶高清数字电视单芯片解决计划。
图3是液晶高清数字电视单芯片解决计划框图。ST数字电视单片体系芯片及顺便的FLASH/DDR SDRAM存储器，外围的数模一体化调谐器、模仿开关芯片、HDMI/YPrPb/VGA输入处理芯片、液晶屏、伴音处理芯片、音频扩大电路、扬声器、CI卡电路，以及键盘/遥控接纳，一起组成液晶高清数字电视接纳体系。
这种数字电视单芯片解决计划可方便地完成现在一切数字/模仿规范信号的接纳处理(当然，关于区域的不同接纳制式规范应选用不同的接纳前端)，以及对HDMI、高清YPrPb和VGA信号的接纳处理。在图画处理显现方面，该计划具有3D NTSC/PAL/SECAM亮色别离单元，加强边缘细化的带运动补偿的去隔行改换处理，以及运用3D降噪、比照度加强、色空间批改等高功用的视频处理技能，能支撑到最高规范1080P的显现，可方便地完成PIP、PAP、POP显现。在音频处理方面，该计划完成MPEG1、MPEG2、AC3、MP3的数字伴音解码和AM-FM MONO、N%&&&&&%AM、BTSC、Zweiton等模仿伴音解码，可调整大范围伴音延时以保证伴音与图画同步，可进行杜比、SRS、ST盘绕声处理及五段均衡处理。
以下是ST液晶高清数字电视单芯片的首要功用及特色：
高功用32位CPU(266MHz，480MIPS)，DDR333存储器接口，运转实时操作体系;
两路带有3D梳状滤波器的NTSC/PAL/SECAM数字五颜六色解码器;
两路高清晰视频图画处理单元：12位视频处理，3D亮度/色度带运动补偿的降噪处理，具有加强边缘细化的带动态补偿的隔行到逐行改换处理，灵敏的水平/笔直方向的缩放处理，高功用的图画质量改进处理;
高清PIP，PAP和POP;
两路具有DES，DVB和MULTI2解扰的传输码流解复用;
两路DVB-CI和CableCARD接口;
两路标清(SD)或一路高清(HD)MPEG2解码;
两路24位音频处理DSP，完成MPEG1、MPEG2、AC3、MP3解码;
根据位图的OSD;
丰厚的DTV机芯操控接口：I2C、GPIOs、ADC、PWM等;
最高可达1080P的显现输出;
90纳米的芯片工艺技能，完成低功耗、高可靠性。
跟着数字电视的快速开展，会呈现习惯商场不同需求的高、中、等级低数字电视芯片计划。集成度更高、功用功用愈加优化、性价比更高的低本钱数字电视芯片计划，以及高集成度、高功用、具有数字化家庭娱乐中心功用的高级数字电视芯片计划将成为液晶高清数字电视体系芯片的两大开展方向。
