基于CMMB的移動(dòng)電視終端設(shè)計(jì)

摘要：闡述了采用CMMB單芯片IF228進(jìn)行的移動(dòng)多媒體廣播電視接收終端的設(shè)計(jì)，該終端符合TD+CMMB移動(dòng)電視方案，同時(shí)結(jié)合TD的鑒權(quán)和加密體系，真正實(shí)現(xiàn)了疊加調(diào)諧器、解調(diào)器、H．264解碼、UAM的單芯片方案。
關(guān)鍵詞：CMMB；IF228；移動(dòng)電視；SH7343

0 引言
    CMMB(China Mobile Multimedia Broadcasting)即中國(guó)移動(dòng)多媒體廣播，是中國(guó)第一套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)面向移動(dòng)端的移動(dòng)廣播電視標(biāo)準(zhǔn)，也是由中國(guó)移動(dòng)通信公司和中廣傳播公司共同推出的便攜式移動(dòng)多媒體廣播電視產(chǎn)品，主要面向手機(jī)、PDA等小屏幕便攜手持終端以及車(chē)載電視等終端提供廣播電視服務(wù)。手機(jī)作為基本的通信設(shè)備，要求能夠完成基本的通信功能甚至多媒體處理功能，所以在手機(jī)上集成CMMB成為一種必然趨勢(shì)。該系統(tǒng)采用衛(wèi)星與地面增補(bǔ)轉(zhuǎn)發(fā)相結(jié)合的技術(shù)體系，廣播頻段為U波段(1．55～3．4 GHz和S波段(470～860 MHz)。由于該系統(tǒng)采用無(wú)線(xiàn)廣播電視網(wǎng)的廣播式傳輸方式，所以不會(huì)產(chǎn)生任何流量費(fèi)，與傳統(tǒng)的流媒體電視有本質(zhì)的不同，因此這種移動(dòng)電視終端具有很高的市場(chǎng)需求。本文提出一種采用CMMB專(zhuān)用芯片IF228來(lái)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)多媒體廣播電視接收終端的設(shè)計(jì)方案。

1 CMMB芯片的選擇
    選擇CMMB移動(dòng)電視芯片時(shí)要考慮其技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，該技術(shù)趨勢(shì)有兩個(gè)方面，一方面是芯片本身功能指標(biāo)上的改進(jìn)，例如抗干擾能力、功耗、尺寸、所提供的各種接口等；另一方面是降低芯片的綜合成本和開(kāi)發(fā)難度，便于CMMB終端方案廠(chǎng)商的快速進(jìn)入和產(chǎn)品的批量推廣。考慮到封裝在一起的SIP產(chǎn)品最符合標(biāo)準(zhǔn)，性能最穩(wěn)定，供貨也最有保障，從長(zhǎng)期來(lái)看，將調(diào)諧器、解調(diào)器、解碼和解密等功能集成在一起的多合一單芯片方案，將是CMMB芯片的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，基于以上因素選擇創(chuàng)毅視訊最新推出的IF228來(lái)進(jìn)行移動(dòng)多媒體廣播電視接收終端的設(shè)計(jì)，IF228芯片的性能優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
    IF228芯片集成度高、體積小  IF228集調(diào)諧器、解調(diào)器、UAM條件接收于一體，采用65 nm工藝，TFBGA 5 mm×5 mm的封裝，為業(yè)內(nèi)最小封裝的CMMB解調(diào)芯片，而焊球間距仍然保持0．65mm，大大方便了客戶(hù)的PCB設(shè)計(jì)。基于IF228的CMMB解決方案可以在不超過(guò)50 mm2的面積內(nèi)實(shí)現(xiàn)。高集成度的芯片設(shè)計(jì)和超小尺寸的芯片封裝，降低了終端產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)難度和綜合成本。
    IF228芯片具有超強(qiáng)解調(diào)性能  支持終端最高移動(dòng)速度超過(guò)每小時(shí)800 km，輕松適應(yīng)動(dòng)車(chē)組、磁懸浮甚至飛機(jī)等高速移動(dòng)交通工具。同時(shí)，在幾十千米每小時(shí)的低速移動(dòng)城市多徑環(huán)境中也是性能極佳。在20 Hz多普勒頻移，6個(gè)不同強(qiáng)度和時(shí)延的標(biāo)準(zhǔn)TU6信道下，QPSK的實(shí)際解調(diào)門(mén)限達(dá)到7．3 dB以下。另一個(gè)充分體現(xiàn)性能的指標(biāo)是對(duì)等強(qiáng)兩徑最大時(shí)延的適應(yīng)。兩徑時(shí)延達(dá)到75μs時(shí)，IF228在QAM 16調(diào)制方式下，仍然具有12．5 dB的解調(diào)載噪比門(mén)限。這樣的性能指標(biāo)，足以保證在單頻組網(wǎng)的任何情況下都可以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫接收。
    IF228芯片具有較強(qiáng)對(duì)抗單頻干擾的能力  單頻干擾對(duì)CMMB這種采用時(shí)域同步的寬帶系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，是影響其接收性能和用戶(hù)體驗(yàn)的關(guān)鍵因素。在帶內(nèi)單頻干擾超過(guò)接收信號(hào)15 dB以上時(shí)，IF228仍然可以順利接收。更值得強(qiáng)調(diào)的是，在干擾信號(hào)超強(qiáng)不能接收的情況下，逐漸減弱干擾信號(hào)，IF228可以迅速恢復(fù)正常接收，不存在通常所說(shuō)的施密特接收效應(yīng)(即從干擾較弱的環(huán)境進(jìn)入干擾較強(qiáng)的環(huán)境后，需要干擾信號(hào)減弱更多才能恢復(fù)正常接收)。在當(dāng)今電磁環(huán)境越來(lái)越擁擠的情況下，這一特性可以極大地增強(qiáng)用戶(hù)的接收體驗(yàn)。并且，這一特性的額外好處是，大大降低了對(duì)PCB EMI的要求，客戶(hù)不用擔(dān)心應(yīng)用處理器和基帶芯片可能帶來(lái)的諧波干擾，大大簡(jiǎn)化了CMMB部分的布局。
    IF228芯片功耗低  該芯片基于CMMB的時(shí)隙接收技術(shù)，在1／10開(kāi)啟時(shí)間的工作條件下(4個(gè)時(shí)隙，正常接收一套QPSK調(diào)制的節(jié)目)，平均功耗低至36 mW，平均每個(gè)時(shí)隙的功耗不到10 mW。此外，Power down模式下的超低電流也大大簡(jiǎn)化了客戶(hù)的電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)?？蛻?hù)不需要為IF228／IF206電源配置單獨(dú)的LDO，只需要從系統(tǒng)板上接入現(xiàn)有的I／O和內(nèi)核電壓。峰值電流不超過(guò)100 mA，幾乎不用考慮對(duì)系統(tǒng)電源的影響。IF2 28的I／O電壓直接支持1．6～3．6 V的范圍，不需要任何調(diào)節(jié)措施，并且有PWM輸出管腳，方便后續(xù)內(nèi)置天線(xiàn)的應(yīng)用。[!--empirenews.page--]
    IF228芯片支持多種時(shí)鐘頻率輸入  在CMMB終端方案設(shè)計(jì)中，以往的業(yè)界同類(lèi)解調(diào)器一般只支持單一時(shí)鐘頻率，如果與AP／BB所需要的時(shí)鐘頻率不一致時(shí)，會(huì)導(dǎo)致一個(gè)終端設(shè)計(jì)方案同時(shí)需要兩個(gè)晶體支持。最新發(fā)布的IF228／IF206可支持多種主流時(shí)鐘頻率輸入，包括10／12／13／18／19．2／20／24／26／27／30 MHz等。因此，采用IF228／IF206的CMMB終端方案，可與AP／BB共用一個(gè)晶體，從而能為方案廠(chǎng)商節(jié)省成本，同時(shí)，也能為終端方案的PCB設(shè)計(jì)節(jié)省空間。
    IF228芯片支持硬解擾  在MBBMS UAM條件接收方面，IF228支持硬解擾，可以直接實(shí)現(xiàn)清流輸出，大大減輕了客戶(hù)的軟件設(shè)計(jì)工作量，降低了對(duì)MIPS的要求，并且安全性更高。

2 采用IF228芯片的移動(dòng)電視終端設(shè)計(jì)方案
    采用IF228芯片的移動(dòng)通信終端設(shè)計(jì)方案如圖1所示，該手機(jī)終端主要由2個(gè)核心芯片組成，一個(gè)是CMMB單芯片IF228，另一個(gè)是集成了基帶和AP／CP功能的處理器芯片SH7343。IF228是集成調(diào)諧器、CMMB解調(diào)器、MBBMS UAM于一體的單一芯片，主要完成信號(hào)接收、信道解調(diào)和節(jié)目解密的功能。芯片SH7343是由瑞薩公司生產(chǎn)的一款應(yīng)用于移動(dòng)通信終端的雙核多媒體基帶處理器，其內(nèi)置了SuperH架構(gòu)的32位RISC處理器和DSP協(xié)處理器，CPU內(nèi)部時(shí)鐘主頻為216 MHz，指令處理速率為478 MIPS，具有16位雙向數(shù)據(jù)總線(xiàn)和26位地址總線(xiàn)，內(nèi)部包含可供用戶(hù)操作的片上RAM和Cache單元、4G地址空間、32位內(nèi)部數(shù)據(jù)總線(xiàn)，8級(jí)流水線(xiàn)和片上乘法器，芯片所需工作電壓為1．2 V，1．8 V，3．3 V，其功能模塊包含H．264／MPEG-4編解碼加速器、RTCMMU(內(nèi)存管理單元)、BSC(總線(xiàn)控制器)、DMAC(直接內(nèi)存存取控制器)等，包含各種功能接口，如FLASH，SDRAM，URAT，I2C，USB，SIU，SPI，LCD，CODEC，MFI，WSIM，WLAN等。該處理器芯片不僅能實(shí)現(xiàn)TS碼流硬件解碼，而且可承擔(dān)起基帶電路的信號(hào)處理和功能控制，同時(shí)SH7343內(nèi)部集成一個(gè)高效電源管理模塊，可在較高處理速率時(shí)優(yōu)化CPU電源功耗，可以為手持移動(dòng)終端的
開(kāi)發(fā)和功能完善提供良好的系統(tǒng)解決方案。

    在移動(dòng)通信終端應(yīng)用中集成IF228非常方便，由于IF228的超小封裝和極強(qiáng)的抗干擾能力，只要保證CMMB天線(xiàn)到IF228的射頻信號(hào)沒(méi)有較大的插入損耗，可以放在PCB板上任何方便的位置。IF228接收CMMB信號(hào)，輸出數(shù)據(jù)流給多媒體處理器SH7343，多媒體處理器只需要把IF228當(dāng)作是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的SPI／SDIO設(shè)備，從中讀取接收數(shù)據(jù)，按流媒體處理即可。
    由于IF228在CMMB的接收芯片里集成了MBBMS UAM功能，因此實(shí)現(xiàn)中國(guó)移動(dòng)主推的TD+CMMB終端方案就變得非常容易，不再需要單獨(dú)配置
完成UAM解密功能的SD卡，降低了成本，也節(jié)省了資源。

3 結(jié)語(yǔ)
    CMMB作為中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的移動(dòng)多媒體廣播系統(tǒng)，采用衛(wèi)星和地面無(wú)線(xiàn)廣播方式，對(duì)7寸以下小屏幕提供廣播電視和信息服務(wù)，是移動(dòng)便攜條件下廣播電視的新型服務(wù)形態(tài)，也是填補(bǔ)我國(guó)廣播電視服務(wù)空白的有效手段。隨著IF228在多方面功能指標(biāo)的加強(qiáng)，支持硬解擾，尺寸的減小，功耗的降低，將更加快速拓展在移動(dòng)通信終端領(lǐng)域的應(yīng)用。