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基于RK3328平台的4K码流仪方案设计与实现

作者:汪金辉(深圳康佳电子科技有限公司,深圳 518057) 时间:2023-08-01 来源:电子产品世界 收藏
编者按:介绍了一种基于RK3328平台的4K码流仪硬件设计与实现方案,主要应用场景是各大TV卖场或者展厅。有别于市面上昂贵的4K码流仪产品,本方案基于RK3328平台进行深度优化设计,实现了极低成本的4K码流仪方案产品设计与量产。

在TV 卖场或者展厅里面,需要多台电视统一播放演示片源,现阶段主要是通过多通道HDMI 来实现,电视采用HDMI 通道显示。近几年电视已全面进入4K时代,为了提升显示效果, 输出的HDMI 也成了大家的必然选择,而现在市面上销售的 大部分都比较昂贵,在卖场封闭机箱环境下长时间使用时往往容易损坏,导致现有电视厂商更换以及维修成本较高。本方案根据实际需求,针对HDMI 码流仪,取 作为主平台开发。 性价比高,其性能可满足码流仪应用场合,运行安卓系统流畅,用户体验更佳。优异的芯片性能代表更低的芯片功耗,对散热片选型提供便利,同时支持HDMI2.0a 输出,支持4K解码,且能支持VP9、H.265、AVS 等大多数最新主流格式的解码,更能满足现如今电视厂商的需求。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/202308/449191.htm

1 4K码流仪硬件设计

1.1 硬件系统架构

本方案采用 作为主SOC 负责整个码流仪的控制和多媒体解码,RK3328 CPU 为4 核Cortex-A53 CPU,配置2 GB DDR3,32 GB EMMC, 具备USB2.0*1 和USB3.0*1 接口, 兼容RJ45 接口和板载WIFI 模块,PCB 采用四层板双面贴设计。采用HDMI2.0 HUBLT86104UX 级联方案用来实现10 路HDMI2.0 输出。本方案主要用于视频播放,因此支持视频格式较为丰富,主要视频格式如下:MPEG2 编码的部分视频格式(MPG、MPEG 等,分辨率到1080I);基于MPEG4标准的DIVX、XVID编码的部分视频格式(AVI、MP4等,分辨率到1080P);H.264,H.265 编码的部分视频格式( AVI 等,分辨率到2160P);AVS 编码的部分视频格式(分辨率到2160P);rm 格式(分辨率720P);VC-1 编码的部分视频格式(分辨率到1080P;MVC;部分FLV 格式(分辨率到1080P),DD, DTS Decoder,DRA, FLV, WMA, MVC,GAAC。软件系统采用安卓7.1,主要有媒体播放器以及系统设置功能。其中媒体播放器具备文件管理、拷贝、播放解码、播放控制;系统设置具备分辨率设置、HDR 开关设置、HDMI 4K 输出、系统U 盘升级等功能;开机直接进入媒体播放器;系统框图如下图1 所示。

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图1 HDMI4K码流仪系统框图

1.2 主芯片内部方框图

RK3328 主芯片功能丰富,芯片自带L2 Cache,WatchDog,PLL,Secure Timer、OTP 等功能,具备多路I2S、PCM、PDM、UART、SPI、I2C、SDIO3.0 等外围接口。芯片方框图如图2 所示。

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图2 主芯片内部方框图

1.3 系统电源框图

系统采用单12 V 供电,通过DCDC/LDO 产生系统供电,如SY8113/SY8120/SYT288A 系列IC 等,信号板部分需用到的电压有12、5、3.3、1.8、1.5、1.2、1.0 V共使用了6 颗DC-DC,2 颗LDO 实现。整体系统电源框图如图3 所示。

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图3 系统电源框图

1.4 DDR核心部分设计要素

本方案采用4 层板外置DDR3 模型设计,因RK 方案的特殊性,其对DDR 部分layout 要求严格,对内层地的完整性要求较高。在方案前期第1 次贴板回来烧录软件后会出现程序跑飞问题,查看打印信息定位DDR异常,尝试烧录DDR 333MHz 的软件,系统能正常运行,但由于DDR 频率较低播放4K 视频会出现卡顿情况。经对比RK 公版,怀疑是DDR 部分铺铜未按照公版PCB 进行设计,如下图4 所示。

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图4 DDR layout设计

从图4 可以看出,调整layout 设计后信号线参考地线更加完整,重新贴板测试正常,DDR 运行速率能正常提升到786 MHz, 码流播放正常。

1.5 HDMI2.0 输出方案

HDMI2.0 输出方案采用LT86104UX 级联方案,LT86104 为龙迅的一颗一进四出HDMI HUB 芯片,RK3328 HDMI2.0 输出固定分辨率为4K@60Hz,LT86104 接收到HDMI 信号后,输出两路HDMI2.0信号直接到HDMI TYPEA接口座,另外两路分别再级联到两颗LT86104 芯片,每一颗LT86104 芯片再输出4 路HDMI 信号到HDMI TYPEA 接口座,从而形成10 路HDMI 输出接口,每一路HDMI 输出口均带有指示灯, 当有HDMI 通道接入时对应指示灯会点亮。为方便固件控制,LT86104 芯片通过外部MCU 控制,MCU 采用新唐N76E003 型号,烧录需要采用新唐专用工具NuMicro ICPProgramming Tool。

2 结束语

随着超高清时代的到来,在TV 卖场以及展厅等场景将越来越多的需要4K 码流仪,甚至在不久的将来将陆续普及8K产品。本方案通过创新性方式展示了一种极低成本的HDMI 4K 码流仪硬件设计与实现,相比于市面上的产品成本降低30%以上,为后续HDMI 8K 码流仪的低成本设计提供了重要参考,在为现有电视厂商降低负担的同时,也希望能够为超高清产业的发展贡献一部分力量。

(本文来源于《电子产品世界》杂志2023年7月期)



关键词: 202307 4k 码流仪 RK3328

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