視頻濾波驅(qū)動(dòng)器IC設(shè)計(jì)最新發(fā)展趨勢(shì) - 全文

　　目前在推動(dòng)視頻濾波器市場(chǎng)發(fā)展的力量，主要有四大趨勢(shì)：更高解析度（HD和1080p HD）、行動(dòng)視頻、綠色環(huán)保的需求、以及不斷變化的輸出方案。這些趨勢(shì)影響著機(jī)上盒、DVD、藍(lán)光、TV、PMP和手機(jī)等設(shè)備上所採(cǎi)用的視頻輸出電路配置。積體電路（IC）製造商必須要確保自己的產(chǎn)品線能適應(yīng)上述的發(fā)展趨勢(shì)。視頻濾波驅(qū)動(dòng)器IC就是其中一個(gè)明顯的例子，足以說(shuō)明像快捷半導(dǎo)體這樣的IC公司是如何利用能夠滿(mǎn)足這些重要要求的產(chǎn)品來(lái)順應(yīng)視頻市場(chǎng)的主要發(fā)展趨勢(shì)。本文將提供一些實(shí)例來(lái)說(shuō)明此一發(fā)展趨勢(shì)。

　　目前視頻濾波驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)的四大發(fā)展趨勢(shì)如下：1.更高的解析度，2.行動(dòng)視頻，3.綠色環(huán)保的要求，4.視頻輸出方案的重新設(shè)計(jì)。這些趨勢(shì)影響著機(jī)上盒、DVD及藍(lán)光播放機(jī)／錄影機(jī)、電視、個(gè)人媒體播放機(jī)、相機(jī)和手機(jī)等設(shè)備上所採(cǎi)用的視頻輸出電路配置。隨著數(shù)位視頻技術(shù)的進(jìn)步，利用HDMI發(fā)送的視頻訊號(hào)數(shù)量愈來(lái)愈多，但因?yàn)榕f版相容性的塬因，在設(shè)備間視頻訊號(hào)領(lǐng)域方面，類(lèi)比視頻訊號(hào)仍占有相當(dāng)大的比重。因此，類(lèi)比訊號(hào)的支援依然是視頻設(shè)備製造商所關(guān)心的一個(gè)主要問(wèn)題。IC製造商也在積極地去適應(yīng)視頻市場(chǎng)中這些主要的發(fā)展趨勢(shì)，努力為視頻設(shè)備製造商提供範(fàn)圍更大的產(chǎn)品選擇。

　　作為視頻濾波驅(qū)動(dòng)器IC的供應(yīng)商，快捷半導(dǎo)體推出的新產(chǎn)品都是特別針對(duì)更高解析度、行動(dòng)平臺(tái)、3V供電要求、能源之星及新的通道數(shù)目配置這些趨勢(shì)所設(shè)計(jì)的。只要看看專(zhuān)門(mén)支援這些趨勢(shì)的塬型產(chǎn)品，就很容易從其中獲得證明。圖1所示為一系列專(zhuān)為滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)通道數(shù)目和解析度要求而量身定做的產(chǎn)品。而在選擇視頻濾波器時(shí)，通道數(shù)目和解析度正是兩個(gè)最重要的指標(biāo)。其他趨勢(shì)，如3V電源、有利于節(jié)能的關(guān)斷模式、1080p HD以及行動(dòng)性，也很重要。從以下圖表可清楚看出這些產(chǎn)品對(duì)上述每一項(xiàng)趨勢(shì)要求的滿(mǎn)足情況。

　　圖1所列出的趨勢(shì)一目了然，但4通道配置可能除外。那么4通道配置所要滿(mǎn)足的市場(chǎng)趨勢(shì)是什么呢？它瞄準(zhǔn)的趨勢(shì)是省去雙SD（標(biāo)準(zhǔn)解析度）通道。雙SD通道傳統(tǒng)上用于S視頻，這種雙通道輸出方案最初可是超越單通道復(fù)合視頻（CVBS）的一大進(jìn)步。

　　4通道

　　隨著時(shí)間的流逝，技術(shù)的發(fā)展，由于3通道分量視頻的性能比S視頻的更好（因?yàn)?個(gè)訊號(hào)攜帶的資訊自然比兩個(gè)訊號(hào)攜帶的多），S視頻已變得有些多余了。DVD的上市讓分量視頻得以被廣泛地採(cǎi)用，因?yàn)?個(gè)通道可為DVD提供更高品質(zhì)的影像。事實(shí)上，S視頻并未能如愿成功地成為CVBS和分量視頻之間的過(guò)渡技術(shù)。因此，它的實(shí)用性變得愈來(lái)愈小，S視頻開(kāi)始過(guò)時(shí)了。認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，某些機(jī)上盒系統(tǒng)製造商最近開(kāi)始去掉一些產(chǎn)品上的S視頻支援功能，以減少連接器和電路，從而節(jié)省成本。為了因應(yīng)這種趨勢(shì)，快捷半導(dǎo)體針對(duì)CVBS（單通道SD）視頻和分量視頻（3通道SD）的設(shè)置，推出了FMS6144A 4通道SD視頻濾波器（圖2）。

　　所幸對(duì)視頻設(shè)備製造商設(shè)計(jì)人員而言，3通道分量視頻非常適合用來(lái)支援HD 720p/1080i（此處也稱(chēng)之為HD），故當(dāng)出現(xiàn)這種HD情況時(shí)，分量視頻輸出可以很容易重新配置為720p/1080i頻寬。這意味著濾波包含3個(gè)HD通道（30MHz濾波器），可支援必需的Y、Pb、Pr信號(hào)?？旖莅雽?dǎo)體有若干產(chǎn)品可滿(mǎn)足HD要求，其中最突出的是FMS6363A（3-通道HD）和FMS6346AE（3-通道HD＋3-通道SD）。如果我們考慮到去掉S-視頻的趨勢(shì)和HD的趨勢(shì)這二者的交集，一種新的4-通道配置就應(yīng)運(yùn)而生，其中3個(gè)HD通道用于分量視頻，1個(gè)SD通道用于CVBS。從圖4就可以清楚地看出這種市場(chǎng)趨勢(shì)的交集。

　　不過(guò)，并非所有的系統(tǒng)製造商都已經(jīng)如此迅速地移除掉了S視頻功能，全部的6通道輸出支援目前仍然是必需的，尤其是對(duì)較高階的產(chǎn)品。由圖5很容易看到這6個(gè)通道，1個(gè)用于CVBS（黃色），3個(gè)用于分量視頻訊號(hào)（Y-綠色插孔，Pb-紅色插孔，Pr-藍(lán)色插孔），2個(gè)用于S視頻訊號(hào)（黑色多針插孔）。FMS6346AE就非常適用于這種全範(fàn)圍的輸出。

　　節(jié)能

　　圖1中的好幾款視頻濾波器都可以採(cǎi)用3V而非5V電源工作，而5V一直是視頻濾波器的業(yè)界供電電壓標(biāo)準(zhǔn)。作為一種降低功耗的方法，3V電源在視頻系統(tǒng)中愈來(lái)愈受到青睞。

　　降低功耗的另一個(gè)方法是將不在使用中的部件關(guān)斷，這種方案的塬理似乎是顯而易見(jiàn)。不過(guò)，「關(guān)斷」并不是真正意味著徹底斷電，因?yàn)樵诠β书_(kāi)關(guān)位于關(guān)斷位置時(shí)，仍然可能有很小的電流流過(guò)。這又是怎么一回事呢？塬來(lái)，電子設(shè)備、電器、墻式插座、手機(jī)充電器等，即使在關(guān)斷時(shí)也會(huì)持續(xù)耗電。據(jù)估計(jì)，美國(guó)消費(fèi)者每年因這種能量洩漏而產(chǎn)生的成本約為30億美元：這是一個(gè)非常驚人的數(shù)字！這種洩漏功耗常常被稱(chēng)為吸血鬼功率（vampire power）或虛負(fù)載（phantom load）。從這種奇怪的名稱(chēng)就可以看出無(wú)用能耗的害處；而事實(shí)上也的確如此。

　　為了改善這種浪費(fèi)的狀況，美國(guó)環(huán)保署和美國(guó)能源部推出了「能源之星」計(jì)畫(huà)。該計(jì)畫(huà)的宗旨是：提高家庭用電設(shè)備的能效，降低用電量，減少對(duì)化石燃料發(fā)電的需求，從而降低溫室效應(yīng)氣體的排放量。除減緩全球變暖的速度之外，我們都明白，為著節(jié)約能源和金錢(qián)，這樣做也是很合理的。

　　要獲準(zhǔn)貼上「能源之星」的標(biāo)章，電氣電子設(shè)備（PC、顯示器、印表機(jī)等）在不活動(dòng)時(shí)的功耗必須小于30W。FMS6364AE和FMS6346AE都帶有讓功能暫時(shí)失去作用的功能，可以在空閒時(shí)關(guān)斷部件，從而降低系統(tǒng)功耗，有助于系統(tǒng)製造商滿(mǎn)足「能源之星」的要求。

　　更高解析度

　　隨著消費(fèi)者對(duì)視頻的期望不斷地在提高，第一代HD（720p/1080i）已經(jīng)不算是高解析度了，而更高解析度（即1080p HD）的商業(yè)化腳步則愈來(lái)愈快。這種視覺(jué)效果十分出色的視頻格式在藍(lán)光和視頻游戲中特別受到歡迎，因?yàn)榭梢源蠓嵘?huà)面的逼真程度。相較于720p/1080i HD，1080p HD的濾波頻率更高，因此必需新型的視頻濾波器。第一款這類(lèi)濾波器IC是FMS6303，它支持3通道濾波，可在SD（8MHz）、ED（16MHz）、HD（32MHz）和1080p HD（65MHz）之間切換。FMS6303的區(qū)塊方塊圖（圖6）顯示了6極濾波器的3個(gè)開(kāi)關(guān)通道。

　　除了FMS6303之外，快捷半導(dǎo)體還提供帶有3通道可選SD/1080p HD和3通道SD支援的FMS6646視頻濾波器（圖7）。這兩款元件是市面上率先支援1080p HD類(lèi)比濾波的產(chǎn)品，其設(shè)計(jì)初衷是：即使HDMI是連接1080p信號(hào)的首選方式，類(lèi)比1080p仍可用來(lái)協(xié)助橋接市場(chǎng)上已有的類(lèi)比設(shè)備。

　　行動(dòng)視頻

　　視頻應(yīng)用中的另一項(xiàng)因素是行動(dòng)性。目前行動(dòng)設(shè)備的解析度也開(kāi)始不斷地在提高，但對(duì)行動(dòng)視頻而言，基本的塬則非常簡(jiǎn)單；無(wú)論設(shè)備中整合了多少其他功能，行動(dòng)應(yīng)用有兩個(gè)要求總是不變的：1.功耗低，2.尺寸小。FMS6151單通道視頻濾波驅(qū)動(dòng)器的目標(biāo)即是瞄準(zhǔn)這兩大指標(biāo)。它採(cǎi)用超小型MicroPak MLP封裝，其尺寸可小到甚至可穿過(guò)鹽瓶蓋上的小孔（圖8）。行動(dòng)視頻濾波器另一種正在興起的封裝方案是尺寸很小的晶圓級(jí)晶片規(guī)模封裝（WLCSP）。FMS6151也具有讓某功能暫時(shí)失去作用的功能，可以關(guān)斷輸出，以降低靜態(tài)電流，延長(zhǎng)電池壽命。

　　行動(dòng)掌上型產(chǎn)品使用CVBS（也被稱(chēng)為CV）輸出或分量視頻輸出，這意味著需要1或3通道視頻濾波器。FMS6151產(chǎn)品即可支援CVBS。市面上也有其他的3通道濾波器產(chǎn)品。才在幾年之前，在行動(dòng)掌上型設(shè)備上播放視頻的這個(gè)概念還面對(duì)到外界很大的質(zhì)疑，但現(xiàn)在，這些疑問(wèn)已差不多煙消云散，大量的行動(dòng)手機(jī)視頻已相繼上市。單通道CVBS訊號(hào)從手機(jī)的A/V插孔輸出，或藉著連接TV的CVBS電纜從基座輸出。

　　由于視頻產(chǎn)品受到許多發(fā)展趨勢(shì)的影響，設(shè)計(jì)人員必需隨時(shí)把握產(chǎn)業(yè)最新的動(dòng)態(tài)，瞭解什么樣的產(chǎn)品有助于滿(mǎn)足這些趨勢(shì)的要求。在支持最新的發(fā)展趨勢(shì)方面，IC供應(yīng)商非常具有優(yōu)勢(shì)，因此當(dāng)拿不定主意時(shí)，不妨看看你的IC供應(yīng)商在做什么，他們會(huì)很樂(lè)意提供協(xié)助的。