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探讨新一代平板电视的发展趋势及挑战

作者:时间:2008-01-30来源:液晶资讯网收藏

技术主要包括:TFT-LCD、PDP、OLED、DLP(背投)、LCOS(背投)和无机EL等,其中TFT-LCD、PDP、背投为主流技术。在40英寸以上的大屏幕电视市场中,PDP技术将继续扮演重要角色,而LCD将主宰较小尺寸市场,DLP(数字光处理)技术的竞争领域则在更大尺寸的市场。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/78372.htm

随着LCD技术的不断成熟,并向大尺寸方向发展,这种在解析度、功耗和使用寿命方面占据优势的开始蚕食PDP电视的传统领地。在竞争加剧,利润空间不断受到压缩的情况下,已有企业(如索尼和佳能)宣布放弃PDP业务,开始转向其他技术。由于LCD电视市场的持续扩张,使得LCD电视控制与显示驱动成为目前最大的热门技术。

目前,全球LCD电视控制IC的主要供应商包括Pixelworks、Trident、Genesis、卓然(Zoran)、凌越(Topro)、兆宏(MagicPixel)、Oplus等。其中,Pixelworks和Trident在2003年曾占据了LCD电视控制芯片65%的国际市场。另外,其他传统的TV芯片供应商也早已在平板电视控制芯片领域耕耘数年,如飞利浦、Micronas、意法半导体(ST)以及NEC、东芝、瑞萨科技等公司。瞄准中国潜力巨大的平板电视市场,诸如台湾地区的凌阳以及中国大陆的成都威斯达等IC设计公司也介入这个新兴领域,试图凭借价格优势从中分得一杯羹。

技术趋势与挑战

Pixelworks公司的市场与销售高级经理唐霄指出:“在高性能基础上继续提高集成度是今后平板电视控制芯片发展的方向。”由于集成度的提高,系统开发商再不需要额外独立的解码芯片,使得产品成本大大降低。这理所当然受到下游厂商的欢迎。比较有代表性的产品包括Trident的DPTV-3和SVP EX方案、Pixelworks公司的PW106/PW328以及Genesis公司的gm1601、gm1650等。

出于成本压力的考量以及技术的进步使得控制芯片的集成度越来越高,但这也为设计人员带来一些挑战。世健系统的李其沧表示:“虽然IC芯片的集成度越来越高,使用的芯片比以前少,但电路板上的散热及信号的干扰等问题比以前更难处理。所以要设计一个既能迎合客户,又能达到不同市场要求的高质量产品,是一项大挑战。”他还表示,电视方案着重画质, 而每个人的要求并没有一定的标准, 如何平衡OEM客户与最终用户的要求是一个关键。而唐霄则认为,虽然集成度的提高是一个基本趋势,但是一味提高集成度必然会在一定程度上影响图像质量。IC厂商在这个问题上需要把握好一个“度”的问题。

图1:Trident公司的DPTV SVP解决方案。
 
另外,对于出口导向型的电视机生产厂家来说,其产品特别是向美国市场出口的电视具备数字电视接收模块是非常必要的。再加上中国数字电视标准即将出台,在平板电视中加入数字电视接收模块应是大势所趋。因此在控制技术方面,数字电视接收模块无疑会是LCD电视技术革命的下一个推动力。这部分功能相信在不久以后也会被集成到控制芯片当中。李其沧指出:“现在,解隔行扫描和缩放器已经整合在一起,今后译码器、内存、甚至其它声源部份也有可能集成到主处理器内。未来的LCD 电视机将拥有更多功能,如录像、上网、展示数码相片等。”

本文以下部分将介绍各家半导体供应商及分销商的代表性产品和解决方案,以帮助正在研发平板电视的工程师把握未来的发展趋势。

单芯片解决方案是方向

在LCD电视控制技术方面,Trident是单芯片解决方案的行业先锋。Trident公司的DPTV-3D及第五代数字视频处理SOC芯片SVP EX,在诸如三星、索尼等国际大厂的产品中都得到了应用。其中,DPTV-3D是一款高度集成的扫描转换芯片组单芯片解决方案,专为逐行扫描TV/DVD播放器应用而设计,并面向LCD电视和PDP电视应用。

相比之下,该公司新型的SVP EX系列则提供了面向DTV及多媒体笔记本计算机的解码、处理、定标、显示控制等功能,并配备了其开发的DCRe(数字影院高清引擎)技术。在单芯片中集成了AD转换器、3D颜色解码器、解隔行扫描器,同时还专门针对1080i显示格式进行了优化。为了满足不同种类电视的I/O和成本需要,SVP EX系列提供了6种不同的I/O和封装组合以供选择。其中,SVP EX22提供24位TTL显示接口,用于主流LCD电视。相比之下,SV PEX 32则增加了对8位数字视频输入的支持,显示接口改为LVDS,面向主流LCD电视和笔记本电脑显示器应用。在高端领域,该系列提供的是SVP EX 52以及SVP EX 62两款芯片,其中前者面向有二级解码器以及HDMI接收器的高端LCD、PDP电视,支持24位数字视频输入和LVDS接口电路输出;后者则配备了30位TTL显示接口电路。

Pixelworks去年成功发布了Photopia系列产品线。作为Photopia系列的升级版,该公司在2005年的CES大会上又推出了集成3D解码的两款新一代高集成度电视机芯片――PW106和PW328。在第二代Photopia图像处理器内核的基础上,PW106/PW328添加了一个3D视频解码器和一个高速AD转换器,并集成了5区非线性缩放器(Scaler)、运动自适应的解隔行扫描器、位图OSD、LVDS Tx等功能。Pixelworks公司希望籍由这两款芯片提供全球兼容的单芯片电视解决方案。该公司CEO Allen Alley表示:“PW106和PW328图像处理器芯片代表了目前高端电视机市场上最引人注目的单芯片解决方案。已在全球采用并经过验证的视频解码器、最佳的DNX视频性能以及同Pixelworks原有产品的兼容性,这些特点都使其成为制造商继续削减下一代高端电视机产品成本时理所当然的选择。”
 
世健系统正在提供基于Pixelworks Photopia 平台开发的方案,主芯片采用PW318、PW2300和ADI公司的AD9398。该方案支持外部双路解码器的HDTV(480p/720p/1080i)以及来自PC的SXGA@60Hz数字信号及SXGA@75Hz的模拟信号输入。输出则可从VGA到1080p(TTL, LVDS,DAC,TMDS),并拥有智能纵横比转换功能(4:3/16:9/16:10)、逐行/隔行等功能。此外,动态自适应解隔行扫描器、软件隐藏式字幕(Closed Caption)/V-Chip、基于位图的256色OSD以及用来去噪的CleanScreen技术都为该方案增色不少。世健系统的李其沧还透露,该公司正利用Pixelworks 的OPAL Platform开发新的方案, 主要芯片为PW328。“新的方案将能够支持10位处理,并内置译码器,从而拥有比以往方案更高的效能。”李其沧说。


LCD 显示器控制IC供应商Genesis在收购Sage公司之后也开始进入LCD电视控制IC市场,并推出了白金级(gm1601)、标准级(gm1501)及入门级Entry Level(gm5221、gm2221)的相关产品线,矛头直指Pixelworks的强势地位。其中,gm1601是一款兼顾LCD电视与LCD显示器应用的单芯片显示控制器,主要针对WUXGA(1920x1200)分辨率的高端多媒体LCD显示应用。Genesis称,利用gm1601整机制造商可开发出能够同时用于电脑和电视信号显示的系统。该芯片在单一封装内集成了ADC、帧速转换接口等电路,从而保证了高品质的图像画面。此外,Genesis还在其中内嵌了一个带有并行闪存接口的16位MCU以及OSD控制器。


Genesis的另外一款针对LCD电视推出的gm6015芯片采用了该公司的图像增强解决方案自适应运动视频格式转换技术Crystal Cinema Plus,具备画中画(PiP)、双画面、画外画(PoP)、多重画面显示(Multi-PiP)、视频缩放、制式转换、电影模式处理以及专为电视优化的2:2/3:2反转矫正(Inverse Pull down)功能。它将动画适应算法和方向性插补技术组合在一起,以求实现高级解隔行扫描功能。此款芯片最高支持双路1080i YCbCr/GBR数字信号输入。输出则有8/16/18/24/30位YCbCr/GBR多种选择,显示格式最高可达720p。

在这三家公司不断推陈出新的同时,传统的TV芯片供应商也不甘落后。以飞利浦、瑞萨、东芝等企业为代表的IC供应商也在追逐着单芯片的潮流。
 


图2:平板电视系统构成示例

飞利浦的优势是能提供包括调谐器、彩色解码器、定标器和微控制器在内的完整解决方案。除了早先推出的用于低端LCD电视的单片TDA15500和用于改进高端LCD电视画质的PNX5000,飞利浦今年又再次推出了为降低中端LCD电视成本开发的TDA15600芯片,从而使得其在LCD电视方面的产品线更加完整。TDA15600支持高达30英寸的屏幕,除中端LCD电视所需的基本功能外,它还拥有先进的用于改善画质的边缘相关去隔行扫描(EDDI)、细节适应噪声消除和可选的集成三维梳状滤波功能。TDA15600的其他功能包括视频解码、声音处理、控制及图文电视,它还包含一个缩放器,并集成了一部分RF电路。TDA15600的样品已经面市,将在2006年第一季度实现量产。飞利浦将基于该芯片推出可马上投产的设计,进一步简化中端液晶电视的开发,该参考设计将于2005年第三季度问世。

瑞萨科技则于去年下半年推出专门针对液晶电视的信号处理集成电路DVP-M系列产品,从而将ADC、色解调、定标等必要的电路汇集在一块芯片中。DVP-M系列可支持全球电视制式(NTSC、PAL、SECAM),应用范围从VGA到WXGA,并内置了64M的SDRAM和图文解码器。它可对信号进行3维Y/C分离(仅NTSC)、颜色恢复、3维I/P转换以及画质调整等集成式处理,主要用于32英寸以下LCD电视。

东芝电子也赶上了单芯片的潮流。东芝最新推出的TC90288XBG包括动态自适应3维Y/C分离(NTSC)、逐行转换、图形缩放等功能,内置2通道ADC,支持I2C总线、24/48位RGB格式输出。

另外,三星半导体最新开发了用于平板电视的控制芯片S5H2200。不过,据上海三星半导体有限公司的销售经理杨勇透露,该款芯片已被三星集团内部公司独家买断,短期内不再向外界公布技术细节。

WSC1115是成都的威斯达(Weststar)芯片公司第一颗视频扫描格式转换芯片,该公司于2004年开发了其第二颗视频处理芯片WSC2000,并正在规划其下一代产品WSC3000高级视频处理器,主要针对高端LCD/PDP-TV和HDTV-READY设备。


DVI/HDMI接口逐渐成为标配

随着平板电视与数字电视的融合,在控制芯片中加入DVI/HDMI接口不失为一个明智的选择。目前部分平板电视、高端CRT彩电都支持数字视频接口(DVI)接口。在这方面,Trident SVP EX系列(SVP EX 52)、凌阳科技的SPV301以及成都威斯达的WSC 1115都有所尝试。不过,WSC1115的DVI输入并不是标配,而是厂家提供的备选接口。另外,Genesis的gm1601也集成了DVI接收器。

凌阳科技在LCD电视芯片产品上布局已有五年之久。其SPV301是专门面向多媒体LCD/CRT 电视应用开发的一款高集成解决方案。该芯片拥有3D自适应的解隔行扫描器、2:2/3:2电影模式检测、SDRAM控制器、CF/MMC/SMC/SD/MS存储卡接口以及嵌入式CPU。输入可支持24位RGB(隔行/逐行)和DVI接口(TMDS),最大可达SXGA@75Hz(1280x1024)。此外,它还内置可编程OSD引擎和3个10位精度的256点伽马表。

而对需求最为敏锐的分销商们纷纷推出带有DVI/HDMI接口的方案,也在暗示技术的最新走向。世平集团的WPG-301A、世健基于Photopia平台的方案是这方面的代表。据透露,世健下一代基于OPAL平台的产品中,将会有一个同时支持DVI/HDMI的HDMI接口。

10位显示屏日益流行

虽然目前使用的平板电视面板绝大部分依然8位的,但是10位的LCD电视显示屏已经开始流行。如果从8位的DVD信号源,经过8位的AD转换器,再经过8位处理(包括GAMMA、亮度/对比度/饱和度等),最终输出到8位的显示屏后,每经过一次处理就损失掉一些细节,实际得到的图像效果并不是8位的。因此,10位处理技术的流行将是一个趋势。例如,Trident的SVP EX系列号称是业界第一款全集成的十位混和信号视频处理器。而Pixelworks的唐霄也表示,PW106/PW328定位的应用对象分别是8位处理和10位处理的产品。

唐霄称:“与业界某些号称10位、实际内部处理只有8位输出的处理器相比,PW328内部可以做12位处理。” PW106/PW328两颗芯片管脚也完全兼容,并都采用无铅封装。由于与Photopia产品线采用了相同的软件架构,技术人员可以顺利地在在原有开发平台上做PW328方案,从而帮助整机厂商加快上市时间和降低系统成本。另外,PW328提供的丰富备选功能使得用户可以更方便的实现产品差异化以及向数字电视集成平台的无缝迁移。



关键词: 平板电视

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