二、新技術(shù)簡析
1.HDMI與MHL的識別技術(shù)
(1)HDMI介紹
HDMI高清數(shù)字多媒體)接口現(xiàn)已廣泛地用于液晶彩電、機頂盒、影碟機、播放器等設(shè)備中,它可以提供高達(dá)5Gbps的數(shù)據(jù)傳輸帶寬,傳送無壓縮的音頻信號及高分辨率視頻信號,同時無需在信號傳送前進(jìn)行數(shù)/模或者模/數(shù)轉(zhuǎn)換,從而保證高質(zhì)量的影音信號傳送。采用HDMI的好處是只需一條HDMI線便可以同時傳送影音信號,從而大大簡化家庭影院系統(tǒng)的安裝。常用HDMI接口插頭與插孔外形如圖20所示(體積較大,不利于微型化)。

HDMI接口有19個管腳,其引腳功能見表2,其中①~12腳分成4個通道,主要用來傳輸視頻和音頻信號,這種方式稱為最小化傳輸差分信號TMDS;17、13腳分別傳輸DDC(display data channel,顯示器的物理數(shù)據(jù))及CEC (Consumer ElectronicsControl,消費電子協(xié)議)信號。

(2)MHL介紹
MHL是Mobile High -Defini-tion Link的縮寫,表示移動終端高清影音標(biāo)準(zhǔn)接口。MHL只用了5個管腳,其中4個管腳專門用來傳輸音頻和視頻信號,一個管腳專門用來進(jìn)行控制MHL傳輸。為了傳輸RGB數(shù)據(jù),MHL把標(biāo)準(zhǔn)的HDMI連接中的三個最小化傳輸差分信號信道縮減成1個,采用C-BUS (ChipBus,片總線)連接方式,其速度是傳統(tǒng)HDMI的3倍,能夠在便攜式設(shè)備上實現(xiàn)平均功耗只有60mW、速度達(dá)到2.2Gbs的連接。
C -BUS是一個點到點的雙向的單線連接,工作電壓為1.8V,bit速率為1MHz。在實際應(yīng)用中,這些設(shè)備通過C-BUS讀取外接的E-DID(是一種VESA標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式,包含有關(guān)顯視器及其性能的參數(shù),如供應(yīng)商信息、最大圖像大小、顏色設(shè)置、廠商預(yù)設(shè)置、頻率范圍的限制以及顯示器名和序列號的字符串)信息,以便以最合適的分辨率輸出。
通過MHL接口可播放外接設(shè)備中的音視頻信號,支持1080P高清視頻和7.1數(shù)字音頻信號,同時還可向移動設(shè)備供電并為其電池充電。MHL可以用HDMI的Type A連接器進(jìn)行信號傳輸,也能夠借用移動設(shè)備中常見的5pin的microUSB接口。當(dāng)用支持MHL的uUSB口連接USB設(shè)備時,系統(tǒng)工作在USB模式;若連接的是MHL設(shè)備,則工作在MHL模式。
HDMI使用了4對高速TMDS差分線,1對用于傳輸高速時鐘,另外3對高速差分的數(shù)據(jù)線分別用于紅綠藍(lán)信號的傳輸。HDMI總線時鐘速率通常是信號速率的1/10,如時鐘像素速率是148.5MHz,則3對數(shù)據(jù)線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率是1.485Gb/s(HDMI1.3/1.4的標(biāo)準(zhǔn)中定義的最高數(shù)據(jù)速率是3.4Gb/s)。對于MHL,紅綠藍(lán)數(shù)據(jù)復(fù)用在一對差分信號線上,數(shù)據(jù)速率變成像素時鐘速率的30倍。受差分線最高速率的限制,MHL能夠支持的最高分辨率和色彩相對HDMI有所下降。
目前,主流的多款智能手機均帶有MHL功能,只需通過一條HDMI轉(zhuǎn)MHL的連接線,如圖21所示,即可和該機芯彩電進(jìn)行互聯(lián)共享。

(3)HDMI與MHL控制電路
MS901K機芯彩申:的HDMI與MHL接口控制電路如圖22所示,關(guān)鍵實測點如圖23所示。當(dāng)外接HDMI信號時,+5V從接口進(jìn)入到SiI9687的R3PWR5V腳,然后從CBUS_HPD3端輸出響應(yīng)信號到相應(yīng)HDMI端口的HP-ET腳。在MS901機芯彩電中,因為沒有安裝有SiI9687芯片,HDMI 5V輸入后接入主IC的H3 DET腳,由I/O口對上拉到5V的H3_HPD_OUT進(jìn)行反相控制。

19腳(HP_ET)作為外接設(shè)備熱拔插端,當(dāng)該端為高電平時,芯片的源端接收帶有接收端設(shè)備信息的EDID心Enhanced Extended DisplayIdentification Data)數(shù)據(jù),此時源端則開始通過DDC (Display DataChannel)接收E-EDID信息。至此,源端和接收端之間的初始化完畢,并在二者之間建立了一條數(shù)據(jù)通道。設(shè)備是否能夠自動跳轉(zhuǎn)到HD-MI發(fā)送/接收狀態(tài),則需要由設(shè)備本身的軟件來進(jìn)行控制,“熱插拔”只能夠起到建立物理連接的作用。
在MHL模式下,HDMI的18腳是沒有+5V電壓輸入的,接入的MHL連接線在HDMI的15腳及②腳間接入33kΩ電阻,上拉CD _sence腳,源極端通過CD _sense的下拉300kΩ電阻檢測到接收端Sink(接收端設(shè)備)的插人,CD_sense同時連接U301(RT9711 /A, Power Switch)的使能端③腳(高電平有效),如圖24所示,然后源極端會通過Sink設(shè)備的19腳C-BUS讀取Sink設(shè)備的EDID信息以確認(rèn)合適的分辨率輸出。

雖然SiI9687的各組差分信號輸入都可以作為MHL信號輸入使用,但在本機芯電路中,固定使用D0-/D0+作為MHL-/MHL+信號傳輸。另外,MS901K機芯只有HDMI2才支持MHL輸入,MS901機芯只有HDMI1才支持MHL輸入。
HDMI的14腳(H -ARC)是音頻返回通道,作用是將解碼后的數(shù)字音頻通過HDMI端口返回到信號源端進(jìn)行運放處理。
另外,在MS901機芯主板上,對MHL供電控制與圖24有些不一樣,具體電路如圖25所示,關(guān)鍵實測點如圖26所示。在主IC I/O口不起控的情況下,一直有5V電壓輸出,MHL VBUS EN默認(rèn)置低。只有MHL CD_SENSE有輸入置高并被主IC識別后,MHLes BUS EN才會置高,U301才會輸出5V到MHL VBUS。在使用中發(fā)現(xiàn),在外接HDMI時(接入H2_5V)時,HD-MI產(chǎn)生的漏電流會導(dǎo)致RT9711的EN端電壓異常,從而影響5V電壓的輸出,因此在后期部分產(chǎn)品中,U301改用RT9721,并去掉了上拉電阻R102,改為直接由I/O口控制(在采用V005版軟件的機型中,軟件對I/O口進(jìn)行控制)。


SiI9687外接復(fù)位電路,如圖27所示,低電平復(fù)位。SiI9687_RESET是由主IC I/O口直接控制的,需要復(fù)位時,系統(tǒng)拉高即可將SiI_RST拉低,復(fù)位結(jié)束后將Si-19687_RESET置低即可。實測該電路的復(fù)位波形如圖28所示,復(fù)位時間為21s。


2. MEMC技術(shù)
MEMC是Motion EstimateandMotion Compensation的縮寫,即運動估計和運動補償,是高端液晶電視常用的運動畫質(zhì)補償技術(shù),其原理是采用動態(tài)映像技術(shù),在傳統(tǒng)的兩幀圖像之間加插一幀運動補償幀,如圖29所示,這樣就可清除上一幀圖像的殘影,從而提高動態(tài)清晰度的效果,并將影像拖尾降至人眼難以感知的程度,使運動畫面更加清晰流暢。

比如原來的一副活動畫面的幀順序是1、2、3、4、5、6、 MEMC技術(shù)通過分區(qū)塊,在水平和垂直兩個方向上對圖像的運動趨勢加以分析,然后在原來各幀之間插人一個中間幀,插幀后的幀序列變?yōu)?、1C、2、2C3、3C、4、4C5、5C、6,這樣原來的場頻就不足以顯現(xiàn)現(xiàn)在所有的幀,這時就需要將場頻提高一倍,刷新頻率會從普通的50/60Hz提升至100/ 120Hz,可見MEMC技術(shù)和倍頻技術(shù)是分不開的。
(1)超分辨率算法介紹
對于超高分辨率的機型,由于LVDS傳輸?shù)男盘栍邢蓿訫EMC就需要利用有限的畫面信息擴展出適合超高清屏使用的數(shù)據(jù),使畫面更加清晰流暢。這部分信號處理和倍頻轉(zhuǎn)換既可由屏組件電路完成,也可由主板處理,或由外接PCB板處理,其工作原理均是相似的。圖30是一個FHD高清信號擴展成4K2K信號的示意圖,通過對2×2的LR圖像信息的計算與估計,最終得到4×4的HR顯示圖像。運動估計算法是整個MEMC的重要部分,決定了最終圖像顯示效果的好壞,不同的算法適用不同畫面,相關(guān)優(yōu)缺點見表3。

