瑞萨发布符合美国ATSC标准的数字电视解码器LSI

瑞萨发布符合美国ATSC标准的数字电视解码器LSI瑞萨科技公司发布了符合美国ATSC标准的R8A66950BG数字电视广播解码器LSI。该产品将于2005年10月在日本开始批量生产。R8A66950BG可以将模拟视频信号转换为480i的显示标准，把符合ATSC标准的MPEG-2TS标准数字信号，以及PCM（脉冲编码调制）音频信号输入、输出到SDTV（标准分辨率电视机）。R8A66950BG可使现有的模拟电视机具备以低成本方式接收数字广播的能力。R8A66950BG可以提供以下一些主要特性：(1)只需连接一个外部DRAM（256MbitDDR333）就可以进行工作R8A66950BG只需要增加一个16位宽的256MbitDDR333，以执行支持各种数字电视广播的处理。这样就可以通过减少元件的数量，同时降低数字化系统的成本。(2)简化了为现有的模拟电视增加数字电视功能的设计R8A66950BGLSI的功能和接口规范经过了优化，可以用比较容易的方法将数字电视功能增加到传统的模拟电视中。这样将充分利用现有的模拟电视机设计资源，有助于减少数字化的设计成本。(3)低功耗工作和低引脚数封装低功耗（1.5W）的设计和在I/O信号数方面的减少，有助于采用尺寸为23mm×23mm的297引脚小型BGA封装，有效地节省了产品的空间。ATSC标准:频谱效率高、功率峰均比低目前，数字电视传输有三大标准，即美国的ATSC、欧洲的DVB和日本的ISDB三种不同的标准。ATSC数字电视标准由四个分离的层级组成，层级之间有清晰的界面。最高为图像层，确定图像的形式，包括像素阵列、幅型比和帧频；图像压缩层，采用MPEG-2压缩标准；系统复用层，特定的数据被纳入不同的压缩包中，采用MPEG-2压缩标准；最后是传输层，确定数据传输的调制和信道编码方案。对于地面广播系统，ATSC采用了Zenith公司开发的8-VSB传输模式，在6MHz地面广播频道上可实现19.3Mbps的传输速率。该标准也包含适合有线电视系统的16-VSB传输模式，可在6MHz有线电视信道中实现38.6Mbps的传输速率。最低的两层共同承担普通数据的传输。最高的两层确定在普通数据传输基础上运行的特定配置，如HDTV或SDTV；确定ATSC标准支持的具体图像格式，共有18种(HDTV6种、SDTV12种)，其中14种采用逐行扫描方式。尽管ATSCDTV标准包含16-VSB传输模式，但美国有线电视业实际上是采用相近但不相同的标准，因为其在ATSCDTV标准被FCC通过之前已在有线电视数字化方面投入了大量的资金。作为ATSC的重要成员，有线电视通信工程协会已采纳了数字有线电视系统标准，此标准协调了美国有线电视业现行标准和ATSCDTV标准。另外，有线电视标准包括反映现行标准的一级图像格式、ATSCSDTV图像格式，并设定了一套可供有线电视业用于向后兼容电视上的二级图像格式。二级图像格式与ATSCDTV格式相同，包括HDTV和SDTV。DVB标准：支持室内接收、移动接收等需求DVB标准包括4个系统。1.DVB传输系统DVB传输系统涉及卫星、有线电视、地面、SMATV、MMDS等所有传输媒体。它们对应的DVB标准为：●DVB-S数字卫星广播系统标准。卫星传输具有覆盖面广、节目容量大等特点。数据流的调制采用四相相移键控调制(QPSK)方式，工作频率为11G/12GHz。在使用MPEG-2MP@ML格式时，用户端若达到CCIR601演播室质量，码率为9Mbps；达到PAL质量，码率为5Mbps。一个54MHz转发器传送速率可达68Mbps，可用于多套节目的复用。DVB-S标准几乎为所有的卫星广播数字电视系统所采用。我国也选用了DVB-S标准。●DVB-C数字有线电视广播系统标准。它具有16、32、64QAM(正交调幅)三种调制方式，工作频率在10GHz以下。采用64QAM时，一个PAL通道的传送码率为41.34Mbps，可用于多套节目的复用。系统前端可从卫星和地面发射获得信号，在终端需要电缆机顶盒。●DVB-T数字地面电视广播系统标准。这是最复杂的DVB传输系统。地面数字电视发射的传输容量理论上与有线电视系统相当，本地区覆盖最好。采用编码正交频分复用(COFDM)调制方式，在8MHz带宽内能传送4套电视节目，传输质量高，但接收费用也高。另外，DVB-SMATV是数字卫星共用天线电视(SMATV)广播系统标准，DVB-MS是高于10GHz的数字广播MMDS分配系统标准，DVB-MC是低于10GHz的数字广播MMDS分配系统标准。2.DVB基带附加信息系统DVB数字广播系统除传送视频、音频信号外，还可传送接收IRD调谐、节目指南及图文、字幕、图标等信息。适用于此类基带附加信息系统的DVB标准包括：●DVB-SI为数字广播业务信息系统标准。●DVB-TXT为数字图文广播系统标准，用于固定格式图文电视的传送。●DVB-SUB为数字广播字幕系统标准，用于字幕及图标的传送。3.DVB交互业务系统DVB数字广播系统能根据需要，提供交互业务服务。构成交互业务系统的要素包括:与其他相关国际标准兼容的交互业务网络独立协议、传送交互服务过程命令与控制信号的回传信道等。对应的DVB标准有：DVB-NIP、DVB-RCC和DVB-RCT。4.DVB条件接收及接口标准在DVB数字广播系统中，有些业务传送加扰的条件接受信息。通过条件接收的通用接口，使IRD能够解扰采用通用加扰算法的加扰信息。条件接收是付费电视广播的基本部分，对数字电视运行的成功至关重要。DVB数字广播系统与其他电信网络(如SDH、ATM等)连接，扩展了DVB技术的应用范围，可实现DVB向电信网络的过渡。此外，还有利于连接专业设备及IRD的接口。关于这些接口的DVB标准包括：DVB-CI、DVB-PDH、DVB-SDH、DVB-ATM、DVB-PI和DVB-IRDI日本的ISDB利用一种标准化的复用方案，在一个普通的传输信道上可发送各种不同的信号，同时可以通过各种不同的传输信道发送复用信号。ISDB具有柔韧性、扩展性、共通性等特点，可以灵活地集成和发送多节目的电视和其他数据业务。目前，采用美国ATSC标准的有5个国家或地区，已有两家经过技术比较研究后退出。决定采用欧洲DVB-T标准的已有33个国家或地区。近年来大量的研究和产业发展表明，OFDM多载波技术是宽带无线传输技术发展的方向，不仅在数字电视传输方面被多数国家采纳，而且已成为新一代(4G)移动通信和宽带无线局域网的主流技术。我国对地面传输标准的要求目前全国有3.2亿多电视用户，其中有线电视用户近1亿;而70%的用户家庭依靠无线方式接收广播电视节目;卫星直播仅在“村村通广播电视”范围内试点。因此，地面广播拥有大多数用户，是我国广播影视数字化的重点和难点。广电部门贯彻国家“十五”计划要求提出了“三步走”战略：在前两年有线数字电视试验的基础上，2003年开始大力发展有线数字电视；2005年我国发射直播卫星后开始开展卫星直播业务；2008年开始大力发展地面数字电视，分区域、分阶段、分步骤，扎扎实实推进数字化进程。电视广播的数字化是一个发展过程。与之对应，数字电视传输标准也有一个不断扩展的工程。地面数字电视传输标准作为一个基础标准，我国明确提出必须满足数字电视广播传输系统应用和产业两个方面的基本需求，并为今后实现扩展功能做好必要的准备。应用需求：利用电视广播频道，在8MHz带宽内，为高清晰度电视(HDTV)信号传输提供大于20Mbps的净荷码率,并能使用简单天线支持室内固定接收；为标准清晰度电视(SDTV)信号传输提供大于5Mbps的净荷码率,并能在车速移动条件下支持移动接收；具有单频组网能力；整体性能指标应优于或相当于相应的国外现有标准的性能。为适应未来发展的需要，在支持数字电视、数据广播等多种业务的同时，应具有较强的数据分级保护传输能力，支持传输多优先级多媒体数据码流，以便同时传输HDTV、SDTV、音频、数据、短信息等不同保护级别的信息。为今后实现接收机定位、定时接收和双向交互业务以及对用户的个性化信息服务等系统功能扩展提供必要的技术基础。产业需求：从产业发展的角度还有两个互相关联的重要需求，即产权的自主性和产品的经济性。我国是世界上最大的电视市场，也是世界上最大的电视机生产国，我国必须力求利用自己的基础发明专利有机地整合成独立的传输标准体系，形成比较完整的自主知识产权，构筑保护我国数字电视产业的技术壁垒。产品的经济性对于标准来说还意味着技术的成熟性和对市场的适应性，即要很快拿出性价比优于国外传输标准的专用芯片，提供给国内骨干企业，形成可靠的系统生产能力。为了适应国外市场的扩展，应有可能争取成为国际上第四个地面数字电视传输标准。同时力求和国际最通用的标准具有最大的产品接口兼容性，以便开发多制式数字电视产品，最大限度地占领市场。自有标准DMB-T的优势国内有五套方案的研究小组都致力于研发我国的地面数字电视传输标准。这里仅以清华方案为例，1999年7月，清华大学数字电视传输技术研发中心提出了地面数字多媒体/电视广播传输标准(DMB-T)方案。该方案采用自主原创的时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)技术，拥有多项基础性发明。与国际现有的数字电视地面传输标准比较，具有多项鲜明的应用特点、较好的整体性能和清晰的自主知识产权。其采用以下几项主要技术：(1)时域同步的正交多载波技术。地面宽带无线传输的最大困难在于多径引起的频率选择性衰落，OFDM技术则在对抗频率选择性衰落方面具有独特的优势。然而，子载波间的正交性对同步提出严格的要求。欧洲采用全频域处理方式形成其核心技术——编码的OFDM(COFDM)技术，由于其系统同步和信道估计互为条件，需用复杂的迭代算法和强功率同步导频等技术措施。而TDS-OFDM通过时域和频域混合处理，简单方便地实现了快速码字捕获和稳健的同步跟踪，形成了与欧、日多载波技术不同的自主核心技术。(2)保护间隔的PN填充技术。为了在多径时延扩散信道中避免码间串扰，DVB采用了循环前缀填充的OFDM保护间隔，使其传输的效率有所损失。DMB-T发明了基于PN序列扩频技术的高保护同步传输技术，并用其填充OFDM保护间隔，使系统的频谱利用效率提高10%，并有20dB以上同步保护增益。(3)快速信道估计技术。针对现有地面数字电视传输标准的信道估计迭代过程较长(一次有效参数估计约需1.024ms)的不足，DMB-T发明了新的TDS-OFDM信道估计技术，通过正交相关和付立叶变换实现快速信道估计(一次有效参数估计约需0.6ms)，提高了系统移动接收性能。(4)前向纠错编码与相位映射相结合的纠错技术。针对采用多载波COFDM技术的信噪比门限相对VSB单载波技术较差的现实，DMB-T发明了一种新的系统级联纠错内码和最小欧氏距离最大化映射技术，使采用多载波技术的系统信噪比门限获得10%以上的改善。(5)与绝对时间同步的帧结构。DMB-T传输协议设计了与绝对时间同步的复帧结构，方便自动唤醒功能设置，达到省电目的，支持便携接收；与绝对时间同步机制有利于单频网同步发送信号的功能控制，使DMB-T单频网同步设备比国际现有标准的同类设备更容易实现。6)系统信息传送。DMB-T传输协议为每一个长度500μS信息数据的信号帧设定了独特地址的帧头，方便数据信息的识别和分离，具有融合多业务广播的技术基础，故称“多媒体/电视广播”。该帧识别功能还将为“双向互动”系统提供同步体系。(CCW)三种数字电视标准比较1,引言众所周知，模拟电视有NTSC、PAL和SECAM三种标准。目前，数字电视也陷入这种局面，美国、欧洲和日本各自形成三种不同的数字电视标准。美国的标准是ATSC(AdvancedTelevisionSystemCommittee先进电视制式委员会)；欧洲的标准是DVB(DigitalVideoBroadcasting数字视频广播)；日本的标准是ISDB(IntegratedServicesDigitalBroadcasting综合业务