数字电视条件接收系统(CAS)结构及硬件体系

作者：时间：2011-02-15来源：网络收藏

　　最后，我们从芯片的最大使用效率和简化逻辑控制的方面出发，决定采用ARM7TDMI自身的本地总线。使用ARM7的本地总线有几个优势：ARM7的本地总线状态相对简单，不需要进行相对复杂的AMBA总线协议验证;对模块的接口功能要求低，接口电路非常简单;减少了流水线长度，在一个最高时钟由IP硬核固定了的SoC芯片中，流水减少就意味着芯片的代码执行效率的提高。同时，对于ARM7总线上的双边沿时钟问题进行严格的约束和验证，确保了芯片后期设计的正确性。

　　2. 带有软件冗余的内部SRAM

　　ARM7TDMI是一款没有内部高速缓存的CPU核，对于慢速的SRAM、FLASH存储器的只能空闲等待。即使采用了高速的外部SRAM，由于数据接口宽度和芯片与芯片之间的数据传输的延迟，也不能有效地用到高速CPU的全部性能;同时，大容量的高速SRAM价格昂贵，将会大大增加CAM系统的成本。从系统结构和成本方面考虑，我们决定在SM1658中嵌入一个256KB容量的SRAM，此SRAM容量可以满足相当部分CAM系统的应用需求。同时，我们的芯片也支持各种外部高速和低速SRAM，对于一些SRAM需求非常大的系统也可以满足要求。

　　SM1658内部实现的SRAM具有非常高的性能，可以以单时钟周期完成ARM的各种指令的操作，也就是当CPU在内部SRAM中进行取指或存取数据时不需要任何等待。我们在芯片生产出来后用对芯片内部的SRAM进行了CPU性能的基准测试，即使在非常高的频率下面，芯片也能获得与ARM7TDMI的IP核的理论计算值相同的水准，后面有测试的数据表格。

　　内嵌SRAM的最大问题是，对于芯片的成品率会产生影响。我们在电路功能设计、底层软件设计和应用系统上采取了一些有效的预防措施，大大减少系统对于有缺陷的SRAM的依赖性。这样，芯片的成品率可以大幅度提高。这样也就从系统角度降低了芯片的整体成本。

　　3. 可动态调整的时钟电路

　　在SM1658芯片的时钟设计中，我们还集成了一个可软件配置的时钟管理电路，称之为动态时钟电路。我们通过软件对芯片的时钟处理模块进行编程，既可以让芯片的工作时钟频率随着需要不断变化，降低芯片在轻任务负载下的功耗，又可以适应多种外部时钟源的输入，增加CAM系统在产品开发中的适应能力。

4. 高度灵活的智能卡接口

　　在SM1658的功能中，还包括一个高度灵活的智能卡接口。它是为了保证CA公司可以通过智能卡对用户收看节目进行授权和管理。

　　一般来讲，国际上大多数智能卡接口都是按照ISO7816标准来实现互连互通的。在很多的SoC芯片设计中，大家都采用了一个外部的智能卡接口芯片，例如TDA8004就是一个比较常用的智能卡接口芯片。但是采用一个外接的芯片，其系统的可靠性会降低而成本会比较高，我们希望设计一个成本和性能最优的系统，通过电路设计完全省略掉此外部接口芯片。

　　首先，我们在此接口模块的设计中，按照ISO7816的标准，将全部的状态和控制方式都完成。比如，针对A类、B类智能卡卡的不同电源电气指标要求的设计;针对T0通讯协议与其他通讯协议不同的错误处理的设计;还有针对某些私有的智能卡的特殊协议要求等。这些都可以通过在芯片的驱动软件上进行配置，配合少量的简单外部器件来完成。其次，针对智能卡接口要求的ESD要求和不同使用环境中的差别，我们设计了不同的外部电路来配合芯片的内部控制。同时，我们对芯片的各个接口管脚的逻辑特性进行了不同条件下的独立配置，可以最大程度地减小对外部电路的要求。