Mstar TV软件框架概述

Mstar TV软件框架概述
基本功能需求：
一台标准的TV软件应该包括如下几个最基本的功能：图像处理，声音处理，用户界面，广播电视节目管理，时间管理以及附加功能，如下图：
1.1图像处理：
1.1.1
最基本的应该包括：亮度，对比度，色调，锐度，色调以及图像模式的调整，所有的电视应该都具备这些功能。

1.1.2高级图像图像处理部分：
2D/3D Comb：复合信号的亮度于色度分离处理；
数码降噪（DNR）：
De-interlace：隔行信号转换为逐行信号。

Gamma矫正：输入信号与输出信号的亮度对应关系：
色域空间转换：RGB <->YUV转换，矩阵运算：
1.1.3Mstar 特有PQ技术：
DLC：动态亮度控制；
WLE/BLE：白电平，黑电平扩展；
ICE/IBC/IHC：独立彩色/亮度/色调调整
肤色矫正
1.2声音处理：
1.2.1ATV伴音制式：
1.2.2音量调节/静音：
输出音量大小及静音功能
1.2.3音效处理：
高音（Treble），低音（Bass），平衡（Balance）；
均衡器（EQ）
1.2.4高级音响处理：SRS，TSXT/TSHD
1.3广播电视节目管理：
本功能帮助用户完成对来自天线(Antena)和有线电视网络（Cable）的广播电视节目的搜索，保存，选择收看。

1.3.1自动节目搜索（自动选台）
实现在完整电视广播频率范围内搜寻到所有的广播电视节目，并记忆相关的节目信息以便用户可以选择收看。

电视广播频率范围为各个国家和地区所规定，在相关的产品规格中必须给予义。

1.3.2半自动搜索（半自动选台）
实现搜索一个区域或者一个频点的节目
1.3.3自动频率跟踪（AFC）（ATV功能）
帮助用户实现在观看已搜索到的广播电视节目的过程中，自动的跟踪电视节目广播频率的漂移（漂移可能是电视台或转发台造成的），以保证图像准确的锁定在中心频率上以得到最佳的图像和声音效果。

1.3.4手动频率微调（FineTune）（ATV功能）
帮助用户实现手动调整节目锁定的频率，以便更好的锁定节目，特别是在广播信号比较弱或干扰严重时自动或者半自动搜索没有办法锁定中心频点的时候。

使用手动频率微调系统应自动的关闭当前的自动频率跟踪（AFT）。

1.3.4选台：
实现对节目搜索完成后节目的选择收看。

一般的用户应当可以通过“遥控器”或“键盘“的“节目增”/“节目减”来往上/往下选择节目，同时也可以通过“遥控器”数字输入直接选择节目。

一般目前的客户都要求的电视机可存储250 个节目。

1.3.5节目编辑：
实现对节目搜索完成后系统内部节目信息存储位置的编排，这样一来用户可以将喜欢的节目安排在方便观看的位置，甚至可以给每节目增加一个名称。

1.3.6DTV节目特别的管理功能：
1.3.6.1 电子节目指南（EPG）：
电子节目指南提供给用户一个容易使用的，界面友好的，可以迅速访问节目的一种方式，用户能够通过该功能收看一个或多个频道信息，甚至可以列出近期即将播出的节目信息。

1.3.6.2 录像功能（PVR）
录制播放的电视节目，甚至可以电视录制。

1.3.6.3时移功能（TimeShift）
先录制一段节目后，边录边看，可以实现观看广播节目实现快进快退。

1.4用户节面：
1.4.1菜单显示（OSD）：
在显示器的荧幕中产生一些特殊的字形或图形，让使用者得到一些讯息。

当使用者操作电视机换台或调整音量、画质等，电视荧幕就会显示目前状态让使用者知道，此控制 IC 可在荧幕上的任何位置显示一些特殊字形与图形，成为人机界面上重要的讯息产生装置。

1.4.2 OSD要素：
字库（Font）：OSD显示文字用到的字库，分为点阵字库和矢量字库，后者可以在软件里面调整大小；
1.4.3图片素材：OSD的构图包括图形和文字，有规律的图形比如纯色框和均匀渐变的区域，都尽量利用IC自己来产生，对于复杂的图形，就只能放图片素材来显示。

1.4.4显示图像窗口（GWIN）：实际的OSD区域了，OSD的构图作好以后，会放到RAM里面的一块区域，当OSD打开的时候，这块区域会和图像叠加在一起显示，OSD就显示在图像上了。

1.4.5用户命令处理：本功能是为用户提供了一电视机的控制接口。

用户通过红外遥控解码器和本机键盘解码来实现节目选择，声音图像控制等内容。

用户的功能控制以完整，操作简单为原则。

1.5 时间控制（T IMER）功能
本功能为系统提供了一个统一的时间管理功能。

1.5.1定时开关机
按定时关机快捷键，屏幕出现定时关机提示，可设置为120，90，60，30 分钟，时间到时电视机会自动关机。

若要取消定时关机状态，可按定时关机快捷键至取消定时关机状态。

1.5.2无信号自动关机
当在限定时间内（ex：15 分钟）无信号输入，则电视机自动关机。

1.5.3增强功能：万年历
用户可随意查阅从1900 到2045 年的公历日期以及相应的阴历日期。

系统的日历应可查询150 年（1900—2050）的阴历和阳历及其它们之间的对应关系。

1.5.4增强功能：实时控制
通过硬件的实时时钟支持，可以实现在开关机状态下的内部时钟的不间断运行。

并由此实现24 小时的时钟设置、闹钟、定时开关机等功能。

1.6存储管理：
TV的存储器分为RAM和NVRAM。

1.6.1RAM数据：RAM是MCU直接访问的存储单元，速度比较快，但是断电后数据丢失，一般我们会把这里面没有存储到NVRAM的数据称为“脏数据”。

1.6.2NVRAM：特点就是掉电后不会丢失，常见的有EEPROM和Flash，我们会放如下数据到NVRAM：
用户数据：存储用户调整的参数，比如亮度或者音量之类的数据，一般会设置一个恢复默认值的功能，让用户在调整乱后，可以恢复到出厂设定。

频道数据（Channel Table）：存储用户的节目信息，这个部分也算是用户数据，但是由于这块数据比较大，所以一般情况下都是单独分成一个部分。

工程数据：工厂调整的参数，比如白平衡数据，注意恢复出厂设定，这部分的数据不能被复位。

1.7附加功能：
1.7.1展频功能（频谱扩展）：
在学校里面我们学习的扩频技术主要是用在无线通讯领域，比如大名鼎鼎的CDMA，其实在我们的TV领域，扩频技术对于电磁干扰（EMI）也是很重要的。

可以把频域上一个比较高的能量点往下压，可以达到减低电磁干扰：
2．视频输入端口
2.2信号端口简述：
2.2.1 ATV
高频头实现高频到中频的转换
2.2.1.2高频头引脚功能：
AGC 端它是自动增益控制引脚输入直流AGC 控制电压该电压加到内部的高放管作用有两个一是作为高放管场效
应管偏置电压二是控制高放管增益
AFT 端它是自动频率控制引脚输入直流电压用来控制高频头内本振的振荡频率IF 端中频信号输出端
VT 端调谐电压引脚输入直流电压用来控制高频头内各调谐回路的谐振频率电压在0~30V 变化电压不同谐振回路的
谐振频率也不同
2.2.1.3 电视广播波段划分：
2.2.2 A V端口
2.2.2.1图像为CVBS（Composite Video Broadcast Signal）复合视频信号，应该是
最原始的Video图像格式，一条信号线（途中黄色端口）包括了亮度（Y），色彩
（C），水平同步信号（H-Sync）和垂直同步信号（V-Sync）
2.2.2.2图像规格
SECAM NTSC PAL
标准分辨率 720*480 720*576 720*576 幅型比 4:3 4:3 4:3
场频 59.94Hz（60） 50Hz 50Hz
行频 15.734KHz 15.625Hz 15.625Hz 2.2.2.3信号波形：
NTSC 75%彩条信号波形：
2.2.3S-VIDEO端口
S-VIDEO接口全称Separate Video,也就是我们通常说的S端子，它将亮度和色度分离输出，避免了混合视讯讯号输出时年度和色度的相互干扰。

接口由两路视亮度信号、两路视频色度信号和一路公共屏蔽地线组成，避免了设备内部信号的干扰。

S-VIDEO Connector
2.2.4YPbPr / YCbCr端口
色差分量接口（Component）用红、绿、蓝三种颜色来标注每条线缆和接口。

绿色线缆（Y），传输亮度信号。

蓝色和红色线缆（Pb 和Pr）传输的是颜色差别信号。

色差输出将S-Video传输的色度信号C分解为色差蓝与红Pr/Cr和Pb/Cb，这样就避免了两路色差混合解码并再次分离的过程，也保持了色度通道的最大带宽。

Y即是亮度信号。

最高可以显示到1080P。

YPbPr / YCbCr Connector
2.2.4.2 YUV信号格式：
2.2.5电脑VGA端口
2.2.5.1
VGA（Video Graphics Array）还有一个名称叫D-Sub。

VGA接口共有15针，分成3排，每排5个孔。

VGA传输红、绿、蓝模拟信号以及同步信号（水平和垂直信号）。

对于模拟显示设备，如模拟CRT显示设备，信号被直接送到相应的处理电路，驱动控制显像管生成图像。

对于LCD、DLP等数字显示设备，显示设备中需配置相应A/D转换器，将模拟信号转变为数字信号。

D-Connector
2.2.5.2 接口Pin脚定义：
2.2.5.3信号波形：
2.2.5.4常见信号格式：
※ 本表是02年的VESA标准中截取的，现在已经增加了很多的信号格式，甚至有几倍于1080P的信号。

2.5.6 HDMI接口:
2.5.6.1
Hi-Definition Multimedia Interface高清晰度多媒体接口(原DVI-CE)，是DVI概率延伸出来的接口。

是一种全数位化影像和声音传送接口，可以传送无压缩的音频信号及视频信号。

2.5.6.2 接口定义
3.5.6.3 传输方式：
Channel0 Channel1 Channel2 为3路TMDS数据信息通道。

视频、音频数据和辅助控制信息通过这三个通道传送。

每一个TMDS通道中包含2位的控制数据、8位的视频数据、4位的数据包(含音频数据和辅助数据)。

控制数据3路*2=6位：HSYNC、VSYNC、CTL0、CTL1、CTL2、CTL3。

Clock为TMDS时钟通道，频率参数，用以还原3路数据通道信息。

4．TV软件架构（Chakra）4.1软件流程图：
4.2：
从流程图看，软件分为两个比较大的部分，以While(1)为分界，前面的是初始化部分，后面的是我们常提到的Main-Loop主循环部分。

4.2.1 初始化：
初始化主要分为以下几个部分：
a.MCU初始化: 配置中断，看门狗，串口，PWM，以及GPIO，这个部分和一
般的嵌入式系统一样；
b.Memory Init：分为两个部分RAM（DDR）和NV RAM（EEPROM），由于RAM
是断电后不保存数据的，所以每次冷机开机RAM都会被复位为初始状态，只是现在的项目，为了保证运行的效率，MCU的程序都会在这个时候，从Flash 搬到RAM里面。

上面介绍过NV RAM里面存放的用户数据，每次断电前会把用户数据写到NV里面，开机的时候需要把NV的数据放到RAM的变量里面。

首先会Check EEPROM里面的Version，这个标志一般会放在EEP的最头或者最尾，如果标志不正确，程序会重新把整个用户数据初始化，反之就把EEP 的数据加载到RAM中，当然为了保证数据的完整性和正确性，除了EEP的Ver 还有CheckSum等一些检查功能。

c.MST Chip Init：这里我把除MCU以外的所有IP都放在这里，这些功能都是图
像处理和声音处理相关的模块，其中包括：
i.Video Decoder 初始化；
ii.Scaler初始化
iii.Audio初始化
iv.Panel初始化
v.ATV/DTV 初始化
d.OSD Graphics初始化：目前所有TV OSD无论多么复杂，通过三个主要部件组
成，Rect（纯色框），Font（字库），图片。

Rect是通过GE作出来的，只要GE/GOP 设置正确，就可以显示出来。

而Font和图片会先放到Flash里面，开机以后需要把数据从Flash里面加载到Memory，并且告诉GE数据的位置，在需要显示的时候，GE就会从相应的地址里面抓出来显示。

4.2.2 主循环Main-Loop：
a.看门狗复位：如果在初始化有打开WD，那么每个循环就需要喂狗，如果没有及时喂狗，就会发生系统Reboot；
b.检测用户输入：检测用户是否有按下IR或者按键板，并把按键把系统关联起来，并发现相应的事件通知系统处理；
c.信号检测/处理：这个Hander就是TV最重要的部分，比如在ATV信号源下，不停的检测，当发现信号格式有变化，比如有信号<->无信号，或者Pal<->Ntsc就需要配置VD ，Audio以及Scaler测参数以显示适合的图像以及声音；
d．State machine：状态机管理，有几个比较重要的状态：
STATE_TOP_CHANNELCHANGE：换台
STATE_TOP_ATV_SCAN：ATV搜台
STATE_TOP_MENU：打开主菜单
STATE_TOP_INPUTSOURCE：切换信号源
STATE_TOP_DMP：多媒体
5．高清多媒体网络电视:
5.1
TV的普及已经很多年了，经过这么长时间的发展，现在的TV有什么新的功能？看看下图是使用Mstar最新基于Linux操作系统T3的方案量产的多媒体网络电视，是不是很像大家比较熟悉的电脑，而不是电脑呢？
5.2功能介绍：
5.2.1 本地多媒体播放：
a.图片: Jpeg,Bmp,Png,Gif,Tiff
b.电影: 高清Mpeg2,Mpge4,Rmvb,H.264
c.音乐：Mp3，Wma，AAC
d.文本：Txt
5.2.2网络模块接口：
10/100M RJ45网络接口
WIFI无线适配器
5.2.3数据共享：
迅雷网络下载
家庭局域网文件共享，基于Linux Samba方式
5.2.4网络资讯：
网络资讯，股票大盘
浏览器基于WebKit
5.2.5在线视频
在线视频（播放格式参考本地多媒体播放）：
迅雷看看
百事通
东方宽频
基于HTTP传输协议或者RTSP传输协议。

5.2.6 游戏：
本地体感游戏
基于浏览器和Java虚拟机的网络游戏，类似QQ游戏5.2.7 VVOIP视频
网络视频通话系统。