OSD视频字符叠加芯片类型以及选择

视频字符叠加(OSD)芯片的推荐使用参考
默认分类 2009-10-12 10:01 阅读128 评论0
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视频字符叠加(OSD)芯片的推荐使用参考
视频字符叠加技术的不断推广，相对市场应用的不断扩大，目前市面上的同类产品也已经很多，但基本上都是基于单片机+字符叠加芯片实现的低成本应用，更有用CPLD或FPGA做的高档产品。

相信接下来的一段时间，随着市场的推广，经济的危机，竞争的激烈，随之而来的就是低价的竞争时期，所以整理一下典型的字符叠加芯片供国内研发人员和生产单位参考使用。

1、MTV018,MTV030
台湾世纪民生（MYSON）是最早专注于结合视频及通信领域开发的集成电路设计公司，在显示器MCU和屏幕显示(OSD)领域具有很高的全球市场占有率。

M YSON推出的专用字符叠加（OSD）芯片MTV018,MTV021,MTV030等可以在屏幕上显示15行30列的字符，每个字符为12X18点阵，最高1524点/行的可编程水平分辨率，拥有强大的中文，数字，英文字库，可以根据需要调整并显示一些特效功能，比如字体颜色，闪烁，阴影，渐变等，产品成熟，应用简单，成本低廉，供货稳定，正面向中国市场大面积推广，是世面上享有极高知名度的视频字符叠加芯片生产的中国企业。

2、UPD6453
NEC公司推出的专用字符叠加（OSD）芯片，可以在屏幕上显示12行24列的字符，每个字符为12×18点阵，字符的大小、闪烁频率可以根据需要进行调整。

可以实现常规的英文、数字、及部分自定义字符的叠加显示。

但遗憾的是此芯片只支持外同步，就是自身不能直接输出字符信号，而只能在视频信号上进行叠加显示。

而且本人不会写上位机软件，所以还不能把这技术做到实用。

如果可以做上位机，那就可以利用上位机提取12 x 12的点阵信息，然后发送给UPD645 3进行任意自定义字符的显示，成本低廉，效果很好。

3、M35055
三菱公司推出的专用字符叠加（OSD）芯片，可以显示24x10或32x7个字符，字库中包含了常用的大部分字符，具有内部同步和外部同步两种工作方式，这个方案外围电路比较简单，但需要外部振荡电路，IC不能直接接晶体。

和微控制器接口需要3根线，时序也比较简单，总体来说使用还是比较方便的。

4、MB90092
富士通公司推出的专用字符叠加（OSD）芯片，在功能上可以说是目前所有的字符叠加芯片中功能最强的，但价格也是最贵的，在安防、楼宇对讲、信息发布等行业都有很广泛的应用。

芯片具有视频信号发生器、显示存储器（VRAM）和字形存储器接口，只需少量外部元件就可具备字符和图形显示功能。

应用比较
广，目前我见到过的大多数做楼宇对讲的企业都是用这个芯片来实现智能菜单操作和信息发布。

5、STV5730A
ST公司推出的专用字符叠加（OSD）芯片，可以实现常规的英文、数字、的叠加显示。

有内外同步2种方式叠加方式，内同步显示可以不需要视频源设备；外同步则利用视频源的同步信号来作为输出同步信号。

6、MC141543
摩托罗拉公司推出的专用字符叠加（OSD）芯片，该芯片内置了128个常用字符，包括字母、数字以及用于模拟量调整用的提示符，如表示亮度的，表示对比度的等，应用资料较少。

不太推荐使用
7、MB90092
FUJITSU公司的MB90092是用CMOS工艺制成的OSD可编程大规模集成电路，其功能框图如图2所示，具有视频信号发生器、显示存储器（VRAM）和字形存储器接口，只需少量外部元件就可具备字符和图形显示功能。

MB90092可用于计算机控制的录像机、VCD等视频设备的屏幕字符显示。

该电路有视频信号输入/输出功能，可作为一种通用的OSD，完成视频信号与字符的叠加显示。

可外接2M字节的ROM，可在屏幕提供两种叠加方法，分别称为主屏叠加和副屏叠加。

二者可独立或重叠出现在监视器上。

主屏显示支持的字符显示点阵为24×32，显示容量为12行，每行24个字符或汉字，每个字符可以是不同的颜色。

字体大小的控制方式有标准（24×32点阵）、双倍宽、双倍高、双倍宽×双倍高、4倍宽×4倍高。

显示位置控制可设置水平方向和垂直方向的起始位置，同时可设定行距。

MB90092的内部视频信号发生器支持NTSC制式或PAL制式、可选择逐行或隔行
扫描方式，并可提供Y/C，复合视频、R、G、B等多种方式输出。

副屏可以辅助主屏显示附加信息，如windows的下拉菜单功能。

同时，MB90092内部可自行产生同步信号，无需外加视频信号和同步信号，可直接输出叠加字符信号至监视器，在监视器上显示不同背景颜色、不同汉字颜色的文本，MB90092只有3条通信线（CS，SCLK，SIN）与89C52进行通信，由于89C52本身没有串行外设接口，因此，在软件设计中，利用89C52的普通I/0口模拟串行通信，利用软件实现模拟SPI方式进行通信，包括串行时钟、数据输入/输出及片选信号，但是MB90092没有输入到89C52的通信线，此模拟SPI系统总线只需3条线即可实现。

MB90092与外部单片机的接口时序如图3所示。

首先，CS片选有效，在每个时钟的上升沿，DATA数据1的bit进入MB90092内部的串行移位寄存器，8bit为一个字节，然后CS和SCLK分别为高电平，作为一个字节的结束，接着发送下个字节，在串行传输中，时钟对收到的bit计数，通过强制CS为高电平，可以复位串行传输，通过强制CS从高电平到低电平，清除复位，使得随后的8bit数据是一个字节数据。

如果在8bit数据中间CS变为高电平，则这个数据无效。

3.1.4 汉字字库模块
汉字字库模块采用外挂的MBM29F040 型Flash存储器，其中，存储所需叠加的字符每个都由24×32个点阵组成，即每一个字符由96个字节数据表示。

根据电路与外部字符存储器的地址接口关系及电路读取点阵数据的顺序，事前将所需字符烧录到外部存储器中。

这样的外部字符存储器给设计带来很大的方便。

系统可以根据需要随时更改字符点阵。

OSD芯片MB90092的原理及应用
类别：单片机/DSP 阅读：1500
摘要：MB90092是日本FUJITSU公司生产的用CMOS工艺制成的OSD（On Screen Display）可编程大规模集成电路芯片，文中介绍了MB90092的功能特点、引脚排列及工作时序，给出了MB90092与A T89S52的接口电路与编程设计方法。

关键词：MB90092；OSD；视频字符叠加；A T89S52近年来，各种数字视频监控系统已经在高速公路、电力、银行等领域得到了非常广泛的应用。

数字视频监控系统常常采用在屏显示（ＯｎＳｃｒｅｅｎＤｉｓｐｌａｙ，ＯＳＤ）技术来实现人机界面的交互。

实际上，在屏显示技术就是在视频图像上叠加文字，从而使显示屏幕能够为用户提供更多的附加信息。

ＭＢ９００９２是日本ＦＵＪＩＴＳＵ公司推出的一款用ＣＭＯＳ工艺制成的专用视频字符叠加芯片。

ＭＢ９００９２内部集成了显示内存（ＶＲＡＭ）、外挂字库接口和视频信号发生器，外部只需连接少量的元件就可以显示汉字和图形。

它功能强大，接口简单，编程方便，可方便的嵌入各种数字视频监控系统中，因而可广泛的应用于各个行业和各种领域。

１引脚排列及内部结构ＭＢ９００９２采用８０脚ＱＦＰ封装形式，其引脚排列如图１所示，
各引脚功能说明如下：１脚（ＩＣ）：内部色彩产生模式设置端；２脚（ＶＯＣ）：字符间隔信号输出；３脚(ＶＯＢ)：字符／背景信号输出；５，６，７脚（Ｂ，Ｒ，Ｇ）：色彩信号输出；８脚(ＣＳ):片选信号，低电平有效；９脚(ＳＣＬＫ):时钟输入端，在时钟脉冲的上升沿读入数据；１０脚(ＳＩＮ):串行数据输入端；１２脚(ＥＸＨＳＹＮ):器件外部水平同步信号输入端口；１３脚(ＥＸＶＳＹＮ):器件外部垂直同步信号输入端口；１４(ＨＳＹＮＣ):水平同步信号输出端；１５脚(ＶＳＹＮＣ):垂直同步信号输出端；１６脚(ＶＢＬＮＫ):垂直空格信号输出端；１７，１８脚(ＥＸＳ,ＸＳ):这两个引脚可用于外接石英晶体振荡器，ＮＴＳＣ制式时接１４．３１８１８ＭＨｚＰＡＬ制式时接１７．７３４４７５ＭＨｚ；２０脚(ＦＳＣＯ):内部色彩脉冲输出端；２１脚(ＣＢＣＫ):外部色彩脉冲输入端；２２脚(ＰＤＳ):色彩脉冲比较输出端；３１脚(ＹＯＵＴ):亮度信号输出端；３２脚(ＹＩＮ):叠加显示亮度信号输入端；３４脚(ＣＯＵＴ):饱和度信号输出端；３５脚(ＣＩＮ):叠加显示饱和度信号输入端；３７脚(ＶＯＵＴ):复合视频信号输出端；３８脚(ＶＫＩＮ):背景级别控制输入端；３９脚(ＶＫＯＵＴ):背景级别控制输出端；４０脚(ＶＩＮ):需要叠加显示的复合视频信号输入端；４３脚(ＲＥＡＤ):读外部字库控制端，低电平有效；４４～５１脚(ＤＡ０～ＤＡ７):外部字库数据输入端；５３～６１(６３～６４,６６～７５脚,ＡＤＲ０～ＡＤＲ２０):外部字库地址输出端；７７脚(ＴＳＣ):外部字库操作总线控制端，当该引脚为低电平时，ＡＤＲ０～ＡＤＲ２０及ＲＥＡＤ引脚呈现高阻状态；７８脚(ＴＥＳＴ):测试信号输入端；７９,８０脚(ＥＸＤ,ＸＤ):接外部ＬＣ振荡电路；１９,２５～２８脚(ＮＣ):空脚；１１,４２,６２,７６脚(Ｖｃｃ):电源输入端（＋５Ｖ）；４,２３,５２,６５脚(Ｖｓｓ):接地端；４１脚(ＡＶｃｃ１):复合视频信号模拟电源；３３脚(ＡＶｃｃ２):亮度和色度信号模拟电源；２４,２９,３０,３６脚(ＡＶｓｓ):模拟地。

ＭＢ９００９２的内部结构如图２所示，它主要由串行输入控制电路、ＮＴＳＣ／ＰＡＬ信号发生器电路、显示存储器控制电路、显示存储器ＶＲＡＭ、字库读操作控制电路、输出控制电路、视频信号合成器及模拟开关组成。

２主要功能特点ＭＢ９００９２的主要功能特点如下：●可提供双屏显示功能，主屏和子屏可单独或重叠显示；●主屏显示容量：２４字符×１２行（最多２８８个字符）；●字符大小有标准(２４×３２点阵)、双倍宽、双倍高、双倍宽×双倍高、四倍宽×双倍高等多种模式；●字符颜色：每个字符可单独设置８种不同的颜色和８种背景色；●显示位置可任意设置成水平方向和垂直方向，同时可设定行距；●既有复合视频信号和Ｙ／Ｃ分离视频信号输入，也有复合视频信号、Ｙ／Ｃ分离视频信号和ＲＧＢ数字视频信号输出；●内部视频信号发生器可支持ＮＴＳＣ或ＰＡＬ制式，并可选择逐行或隔行扫描方式；●可通过ＣＳ、ＳＣＬＫ、ＳＩＮ三个引脚与外部控制系统进行通信；●可通过串行输入控制模块接收外部命令和数据并经解码器解码后送到各寄存器中；●ＮＴＳＣ／ＰＡＬ信号发生器可产生ＮＴＳＣ／ＰＡＬ系统时钟信号；●显示存储器控制模块可产生每一模块的控制时钟信号；●可用显示存储器ＶＲＡＭ存储字符代码、字符颜色、字符背景颜色、特征及行控制信息；●
字体存储器控制模块可通过地址和ＲＥＡＤ信号读取外部字体存储器中的字体数据；●可通过输出控制模块处理从ＣＧＲＯＭ取来的字符数据，同时产生字符的边界、背景等信号；●视频信号合成器在内部同步信号的控制下产生视频信号和亮度信号；●模拟开关可用来选择是将外部视频信号还是内部视频信号与字符信号合成。

３ＭＢ９００９２的工作时序ＭＢ９００９２视频字符叠加芯片在工作时，主要通过ＣＳ片选）、ＳＣＬＫ（串行时钟）、ＳＩＮ（串行数据）三个引脚来接收外部控制指令和显示数据。

ＭＢ９００９２的每条指令都由两个字节组成，其中第一个字节的高５位是命令码，其余位和第二字节是数据。

图３所示是ＭＢ９００９２的外部接口时序图。

当ＣＳ引脚为低电平时，ＭＢ９００９２在每个时钟的上升沿从最低位开始由ＳＩＮ引脚一位一位读取数据。

读完一个字节后，ＣＳ和ＳＣＬＫ引脚置为高电平，然后ＣＳ引脚变为低电平并开始读取下一个字节。

为了保持字节同步，在开始传输串行数据之前，ＣＳ引脚应先置为高电平，然后再置为低电平。

另外，除刚上电时外，在串行数据传
输之前，ＳＣＬＫ引脚都应强制设为高电平。

该单片机通过串行数据口向ＭＢ９００９２发送指令，每个指令由两个字节组成。

第一个字节的前５位为命令码，其余位和第二个字节为数据。

通过这些指令可实现对字符显示的各种控制。

ＭＢ９００９２共有１３种指令和两种保留指令，其具体功能如表１所列。

表1 MB90092指令集指令号第一字节第二字节功能指令代码/数据数据76543 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0 0 10000 VSL RAS RA7 0 RA6 RA5 CA4 CA3 CA2 CA1 CA0 VRAM地址设备1-1 10001 MA MB AT 0 CG CR CB MC BG（GR）BR（BS）BB（MD）主屏字符控制1 2-1 10010 M9 M8 M7 0 M6 M5 M4 M3 M2 M1 M0 主屏字符控制2 1-2 10001 SMA SMB 0 0 SC G SCR SCB SMC SGR SDC SMC 子屏线控1 2-2 10010 SM9 SM8 SM7 0 SM6 SM5 SM4 SM3 SM2 SM1 SM0 子屏线控2 1-3 10001 OF1 OF0 0 0 0 0 0 PC PG PR PB 主屏线线1 2-3 10010 G2 G1 G0 0 SOC VD DG KC KG KR KB 主屏线控2 3 10011 FIL 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 VR AM写控制4 10100 IE IN EB 0 EO CM ZM NP P2 P0 DC 屏幕控制1 5 10101 KID APC GYZ 0 BH2 BN1 BN0 W3 W2 W1 W0 屏幕控制2 6 10110 G2 G1 G0 0 SOC VD DG N3 N2 N1 N0 主屏线控3 7 10111 EG LP FO 0 0 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 主屏垂直位置
控制8 11000 SC 0 FC 0 0 X5 X4 X3 X2 X1 X0 主屏水平位置
控制9 11001 0 0 GRM 0 0 0 0 0 0 0 0 汉字显示控制10 11010 0 0 RB 0 BK CC BC UC UG UR UB 颜色控制11 11011 SG2 SG1 SG0 0 0 SCC SBC SGC SBG SBR SBB 子屏控制12 11100 SGA 0 SY7 0 SY6 SY5 SY4 SY3 SY2 SY1 SY0 子屏垂直位置
控制13 11101 0 SX8 SX7 0 SX6 SX5 SX4 SX3 SX2 SX1 SX0 子屏水平位置
控制14 11110 - - - 0 - - - - - - - 保留15 11111 - - - 0 - - - - - - - 保留４与单片
机的接口电路ＭＢ９００９２与单片机的连接仅需３条线，即ＣＳ、ＳＣＬＫ、ＳＩＮ因此只需占用微处理器的３个Ｉ／Ｏ口。

图４是ＭＢ９００９２与ＡＴＭＥＬ公司的ＡＴ８９Ｓ５２单片机的连接电路。

在图４中，ＭＢ９００９２的片选信号由ＡＴ８９Ｓ５２的Ｐ１．１提供，串行时钟由Ｐ１．２提供，指令和数据则从ＡＴ８９Ｃ５２的Ｐ１．３端口读取。

下面给出的是用Ｃ语言编写的发送一字节的源程序代码：＃ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｒｅｇ５２．ｈ＞＃ｉｎｃｌｕｄｅ＜ａｂｓａｃｃ．ｈ＞ｓｂｉｔＣＬＫ_Ａ＝Ｐ１＾２; ｓｂｉｔＤＡＴ_Ａ＝Ｐ１＾３；ｓｂｉｔＣＳ_Ａ１＝Ｐ１＾１; ｖｏｉｄｆｕｎｃｔｉｏｎＳｅｎｄＢｙｔｅＡ１(ｂｙｔｅｄａｔａＡ１) { ｂｙｔｅｉ,ｎ; ｉ＝１; ＣＬＫ_Ａ＝ＨＩＧＨ; ＣＳ_Ａ１＝ＬＯＷ; ｆｏｒ(ｎ＝１;ｎ＜＝８;ｎ＋＋) { ＤＡＴ_Ａ＝ｄａｔａＡ１＆ｉ; ｉ＜＜＝１; _Ｎｏｐ(); ＣＬＫ_Ａ＝ＬＯＷ; _Ｎｏｐ(); _Ｎｏｐ(); ＣＬＫ_Ａ＝ＨＩＧＨ; } ＣＳ_Ａ１＝ＨＩＧＨ; }
５结束语在使用ＭＢ９００９２芯片时，应当注意以下几点：（１）在开始进行串行数据传送时，为保持字节同步，应先将ＣＳ脚置高，然后再置低。

（２）在叠加新字符前，应先释放内存，也就是先执行一条清屏指令，否则可能会出现乱码及一些预料不到的显示。

（３）上电后，在发送串行数据前，应强制使ＳＣＬＫ脚变高。

（４）在设计印制板时，视频走线应尽量短而粗，模拟地和数字地应分开，且只在电源处单点相连，以防止产生干扰。