基于CMMB專用芯片的廣播電視接收終端設(shè)計

　　0 引言

　　CMMB(China Mobile Multimedia BroADCasting)即中國移動多媒體廣播，是中國第一套具有自主知識產(chǎn)權(quán)面向移動端的移動廣播電視標(biāo)準(zhǔn)，也是由中國移動通信公司和中廣傳播公司共同推出的便攜式移動多媒體廣播電視產(chǎn)品，主要面向手機、PDA等小屏幕便攜手持終端以及車載電視等終端提供廣播電視服務(wù)。手機作為基本的通信設(shè)備，要求能夠完成基本的通信功能甚至多媒體處理功能，所以在手機上集成CMMB成為一種必然趨勢。該系統(tǒng)采用衛(wèi)星與地面增補轉(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)采用無線廣播電視網(wǎng)的廣播式傳輸方式，所以不會產(chǎn)生任何流量費，與傳統(tǒng)的流媒體電視有本質(zhì)的不同，因此這種移動電視終端具有很高的市場需求。本文提出一種采用CMMB專用芯片IF228來實現(xiàn)移動多媒體廣播電視接收終端的設(shè)計方案。

　　1 CMMB芯片的選擇

　　選擇CMMB移動電視芯片時要考慮其技術(shù)發(fā)展趨勢，該技術(shù)趨勢有兩個方面，一方面是芯片本身功能指標(biāo)上的改進，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發(fā)難度，便于CMMB終端方案廠商的快速進入和產(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，從長期來看，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，基于以上因素選擇創(chuàng)毅視訊最新推出的IF228來進行移動多媒體廣播電視接收終端的設(shè)計，IF228芯片的性能優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面。

　　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，大大方便了客戶的PCB設(shè)計?；贗F228的CMMB解決方案可以在不超過50 mm2的面積內(nèi)實現(xiàn)。高集成度的芯片設(shè)計和超小尺寸的芯片封裝，降低了終端產(chǎn)品的開發(fā)難度和綜合成本。

　　IF228芯片具有超強解調(diào)性能 支持終端最高移動速度超過每小時800 km，輕松適應(yīng)動車組、磁懸浮甚至飛機等高速移動交通工具。同時，在幾十千米每小時的低速移動城市多徑環(huán)境中也是性能極佳。在20 Hz多普勒頻移，6個不同強度和時延的標(biāo)準(zhǔn)TU6信道下，QPSK的實際解調(diào)門限達到7.3 dB以下。另一個充分體現(xiàn)性能的指標(biāo)是對等強兩徑最大時延的適應(yīng)。兩徑時延達到75μs時，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現(xiàn)無縫接收。

　　IF228芯片具有較強對抗單頻干擾的能力 單頻干擾對CMMB這種采用時域同步的寬帶系統(tǒng)來說，是影響其接收性能和用戶體驗的關(guān)鍵因素。在帶內(nèi)單頻干擾超過接收信號15 dB以上時，IF228仍然可以順利接收。更值得強調(diào)的是，在干擾信號超強不能接收的情況下，逐漸減弱干擾信號，IF228可以迅速恢復(fù)正常接收，不存在通常所說的施密特接收效應(yīng)(即從干擾較弱的環(huán)境進入干擾較強的環(huán)境后，需要干擾信號減弱更多才能恢復(fù)正常接收)。在當(dāng)今電磁環(huán)境越來越擁擠的情況下，這一特性可以極大地增強用戶的接收體驗。并且，這一特性的額外好處是，大大降低了對PCB EMI的要求，客戶不用擔(dān)心應(yīng)用處理器和基帶芯片可能帶來的諧波干擾，大大簡化了CMMB部分的布局。

　　IF228芯片功耗低 該芯片基于CMMB的時隙接收技術(shù)，在1/10開啟時間的工作條件下(4個時隙，正常接收一套QPSK調(diào)制的節(jié)目)，平均功耗低至36 mW，平均每個時隙的功耗不到10 mW。此外，Power down模式下的超低電流也大大簡化了客戶的電源系統(tǒng)設(shè)計?？蛻舨恍枰獮镮F228/IF206電源配置單獨的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100 mA，幾乎不用考慮對系統(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)置天線的應(yīng)用。

　　IF228芯片支持多種時鐘頻率輸入 在CMMB終端方案設(shè)計中，以往的業(yè)界同類解調(diào)器一般只支持單一時鐘頻率，如果與AP/BB所需要的時鐘頻率不一致時，會導(dǎo)致一個終端設(shè)計方案同時需要兩個晶體支持。最新發(fā)布的IF228/IF206可支持多種主流時鐘頻率輸入，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共用一個晶體，從而能為方案廠商節(jié)省成本，同時，也能為終端方案的PCB 設(shè)計節(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，可以直接實現(xiàn)清流輸出，大大減輕了客戶的軟件設(shè)計工作量，降低了對MIPS的要求，并且安全性更高。

　　2 采用IF228芯片的移動電視終端設(shè)計方案

　　采用IF228芯片的移動通信終端設(shè)計方案如圖1所示，該手機終端主要由2個核心芯片組成，一個是CMMB單芯片IF228，另一個是集成了基帶和 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)總線和26位地址總線，內(nèi)部包含可供用戶操作的片上RAM和Cache單元、4G地址空間、32位內(nèi)部數(shù)據(jù)總線，8級流水線和片上乘法器，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現(xiàn)TS碼流硬件解碼，而且可承擔(dān)起基帶電路的信號處理和功能控制，同時SH7343內(nèi)部集成一個高效電源管理模塊，可在較高處理速率時優(yōu)化 CPU電源功耗，可以為手持移動終端的開發(fā)和功能完善提供良好的系統(tǒng)解決方案。

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　　在移動通信終端應(yīng)用中集成IF228非常方便，由于IF228的超小封裝和極強的抗干擾能力，只要保證CMMB天線到IF228的射頻信號沒有較大的插入損耗，可以放在PCB板上任何方便的位置。IF228接收CMMB信號，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，因此實現(xiàn)中國移動主推的TD+CMMB終端方案就變得非常容易，不再需要單獨配置完成UAM解密功能的SD卡，降低了成本，也節(jié)省了資源。

　　3 結(jié)語

　　CMMB作為中國自主知識產(chǎn)權(quán)的移動多媒體廣播系統(tǒng)，采用衛(wèi)星和地面無線廣播方式，對7寸以下小屏幕提供廣播電視和信息服務(wù)，是移動便攜條件下廣播電視的新型服務(wù)形態(tài)，也是填補我國廣播電視服務(wù)空白的有效手段。隨著IF228在多方面功能指標(biāo)的加強，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通信終端領(lǐng)域的應(yīng)用。