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数字电视技术原理讲座(七)


作者:佚名 点击数: 更新时间:2008-3-30 15:51:33

 

七、IM总线的控制技术

在80年代初至90年代末期的近20年的数字电视的发展进程中,彩色电视机中的核心器件中央微处理器的应用,在专用总线的设计上,有着不断的发展。1981年德国电报电话公司(ITT)研究成功了以DICIT-2000系列超大规模集成电路为主体的用于数字电视中的专用器件,为数字彩色电视接收机的产生提供了物质基础,而Intermetall公司研制开发的控制总线则在DIGIT-2000系列芯片之间,对各种数字信息的读/写操作以及查询处理、协调工作等起了重要作用,习惯上称这种控制总线为IM总线。

IM总线是整机的主要信息通道,它主要由Clock时钟线、Ident 识别线和Data数据线三条信号线组成,如图1-16所示,其中时钟线和识别线都是单向的,只有数据线是双向的。IM总线将中央控制器CCU和被控外围电路连接起来,它的最高时钟频率为170kHa。在IM总线中,其数据传输也是通过漏极开路的方式来实现的,由CCU提供公共的上拉电阻,其阻值约为2.5kΩ左右.在IM总线处于空闲时,识别I、时钟C、数据D三线都是高电平,只有I和G两线处于低电平时,总线上一个新的事件才能开始,首先由D线传送8位地址,当I为高电平时,传送8位或16位数据,传送顺序都是最低位LSB在前,当时钟上跳沿发生数据接收,一个传送事件完成时,I线发出短脉冲信号,指示相应的总线接口进行所传数据的存储,IM总线接口电路完成地址和数据的并串转换以及IM总线的激励。

在Digit2000系列的大多数功能芯片内部都有不同数量的寄存器,包括用来规定芯片的工作方式和工作参数的控制寄存器和反映芯片内部状态和处理结果的状态寄存器、数据寄存器。不同功能芯片的寄存器地址一般互不相同,在通常情况下,每个地址只对应一种访问方式,即要么是写入功能,要么是读出功能。但是,在实际电路中,有时情况比较复杂,需要先将某一序号写入地址,然后才可以进行数据传输。这种复杂通信,是因为有些功能复杂的芯片由于其内部寄存器较多,而系统又没有其一一分IM总线访问地址,故采用二次寻址的方式。例如:在Digit2000系列中DPU2553偏转处理电路,其地址就约定34为HSP RAM写入地址寄存器,而地址35为HSP RAM读出地址寄存器,地址36为HSP数据寄存器,地址37为HSP状态寄存器。如果要读出HSP RAM的内容,应先将其序号写入地址35,在接下来的一个通信周期中对地址36进行读取,才能得到所需的数据;如果要写入HSP RAM的内容,则需先将其序号写入地址34,再净数据入地址36。

在具有画中画或画外画的电路中 ,如果子画面电路与主画面电路有个别功能芯片的寄存器地址有冲突,如VSP 2860与DPU2553的大多数地址重复时,本机将利用CCU中央控制器提供的PIP-ON信号控制CD4066接成单刀双掷电子开关,使IM总线的数据线不同时接通主画面与子画面,从而避免了地址冲突。

在IM总线上,各功能芯片在通信时,是在每个时脉冲的上升沿接收地址码。当地址发送结束时CCU会令识别线再次变高,于是各功能芯片将收到的地址与本芯片内各寄存器地地作比较,从而确定唯一的被寻址芯片及下一步数据传输的方向。同样CCU也是根据该地址码确定收/发数据的长度是8位或16位,再发送相应数目的时钟脉冲。若该地址对应某一控制寄存器,则由CCU发送命令数据至被寻址的功能芯片;若该地址对应状态寄存器,则由相应的功能芯片将该寄存器中的数据送往CCU,无论是哪种方式,数据传送完成后,CCU会令识别线输出一个窄的负脉冲,标志一个总线通过过程结束。

综上所述,由于IM总线中的识别线和时钟线都是单向传输的,因此很容易驱动,在高清晰度电视机中已使用两上射极跟随器对其分别加以驱动,而对数据线由于是双向传输,CCU又没有给出方向控制信号,实现起来要复杂得多,通常是:在一个通信周期的前半部分,CCU要向各功能芯片发送访问地址,这时数据线的传输方向总是由CCU向外;当地址发送结束后识别线变高,开始了数据传送过程。这时数据线的传输方向一般是由此前发送的地址码决定的,可能是由CCU向外输出,也可能是从外部输入CCU。显然,如能接收此前CCU发送的地址码,再结合有关各地址数据传输方向和长度等方面的先验知识,就能够知道通信周期后半段的数据传输方向,进而实现双向驱动。从原理上讲,可以使用移位寄存器接收地址码,用EPROM查表法得到传输方向控制信号,但考虑到前面提过的二次寻址问题,即传输方向还可能受上一通信周期中访问地址的影响,单纯用硬件实现电路势必复杂。因此,通常是通过采用软件硬件配合的方来完成双向驱动和监测。

有关软硬件设计原理这里就不再介绍。

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