基于CY7C68013A和 LGS一8GL5的USB电视棒设计
图1为USB电视棒系统整体框图。虚线包含部分为电视棒主要数据流框图，从外部接收的数字电视射频信号经过调谐、解调后，以MPEG2并行形式传送给CY7C68013A芯片，再由芯片将其转为USB数据包传送给上位机。上位机的控制信息也经由USB数据包转发给CY7C68013A。该芯片将数据包转化为本地对各个外设(主要是调谐器和LGS一8GL5)的操作。除了正常的数据包，USB芯片还承担转发遥控器信息等其他扩展功能任务。系统主要功能模块分为tuner(调谐器)、demoduldator(LGS-8GL5解调器)、USB transceiver(CY7C68013A)。USB芯片作为I2C master控制调谐器的调谐和解调器的工作。LGS一8GL5解调后的TS流通过MPEG2接口传输给USB芯片转发给播放设备。电视棒设计工作主要包括处理TS流数据和控制各芯片进入对应的工作状态。下面分别论述TS流处理和芯片的控制。
2 TS流处理
2．1 TS流硬件连接
MPEG2视频传输接口标准分为异步串行接口标准ASI和同步并行接口标准SPI。ASI连线少，适合长距离传输但是处理复杂，CY7C68013A在硬件上没有提供接入异步串行标准的接口；SPI接口共有11位信号，分为8条数据线、1条时钟线、1条同步信号线和1条数据有效指示信号线，连线多但是处理简单。能否提供TS流硬件接口是在设计USB电视棒时选择USB芯片的一个关键因素。CY7C68013A具备可编程的slave FIF0接口，工作方式依据设置可为主或从。SPI方式符合其FIF0工作的一种模式，图2以LGS一8GL5并行SPI连接为例，给出了解调芯片和USB芯片之间的连接方式。
2．2 TS流数据处理
数据达到CY7C68013A后，可选是否需要USB芯片干预接收的数据或由USB自动提交数据到主机。前者的优点为可以通过USB芯片过滤部分错误和冗余数据包，或进行节目过滤以减小主机的负载，但是由于受USB芯片内部8051处理器性能的影响，对码流有一定限制；后者采用直通形式，能够有效发挥USB芯片的全速功能，但对主机端软件要求较多。由于TS流数据为持续的数据流而且对数据错误不敏感，由主机来对原始数据流处理具备较高的灵活性，在速度上也能适应更宽的要求。实际过程中设置CY7C68013A使其对slave FIF0中的数据自动转发。
3 控制信息的传递
控制信息包括通过I2C接口的对解调器和调谐器的控制命令、状态信息，以及从USB芯片接收的红外遥控命令。控制模式可采用两种方式：直接将各种控制打包成USB信息发送给主机，USB芯片仅保证基本数据通信的正确性，不对数据内容和返回信息做处理；另外一种方式为将对电视芯片的控制命令进行封装，重新定义和主机的通信命令，两种通信的数据流模型分别如图3(a)和3(b)所示。图3(a)中，主机对具体的控制命令不可见，其发送和接收的数据都是和USB固件约定的调用封装，数据的传输过程为：应用→库(将命令转换为USB包／USB解析出命令执行结果)→USB总线→CY7C68013A→USB固件(将命令转换为实际设备操作命令／将执行结果转换为和应用约定的返回值)→设备操作／应答。传输过程中实际的命令由CY7C68013A来完成。这种模式将对电视棒外围设备的操作都封装到USB固件中，简化了主机端驱动的操作。图3(b)对模块的控制和传输数据是透明的，实际通信内容的解析完全由主机的驱动完成，其数据传输过程为：应用→库→对虚拟设备的操作命令→对设备的操作转换为USB数据包/USB数据包转换为操作结果→USB总线→固件→固件执行I2C基本操作或红外操作→设备执行操作命令。该模式将设备的操作直接交给应用库完成，简化固件编程要求。
评论