目前在推動視頻濾波器市場發展的力量,主要有四大趨勢:更高解析度(HD和1080p HD)、行動視頻、綠色環保的需求、以及不斷變化的輸出方案。這些趨勢影響著機上盒、DVD、藍光、TV、PMP和手機等設備上所採用的視頻輸出電路配置。積體電路(IC)製造商必須要確保自己的產品線能適應上述的發展趨勢。視頻濾波驅動器IC就是其中一個明顯的例子,足以說明像快捷半導體這樣的IC公司是如何利用能夠滿足這些重要要求的產品來順應視頻市場的主要發展趨勢。本文將提供一些實例來說明此一發展趨勢。
目前視頻濾波驅動器市場的四大發展趨勢如下:1.更高的解析度,2.行動視頻,3.綠色環保的要求,4.視頻輸出方案的重新設計。這些趨勢影響著機上盒、DVD及藍光播放機/錄影機、電視、個人媒體播放機、相機和手機等設備上所採用的視頻輸出電路配置。隨著數位視頻技術的進步,利用HDMI發送的視頻訊號數量愈來愈多,但因為舊版相容性的塬因,在設備間視頻訊號領域方面,類比視頻訊號仍占有相當大的比重。因此,類比訊號的支援依然是視頻設備製造商所關心的一個主要問題。IC製造商也在積極地去適應視頻市場中這些主要的發展趨勢,努力為視頻設備製造商提供範圍更大的產品選擇。
作為視頻濾波驅動器IC的供應商,快捷半導體推出的新產品都是特別針對更高解析度、行動平臺、3V供電要求、能源之星及新的通道數目配置這些趨勢所設計的。只要看看專門支援這些趨勢的塬型產品,就很容易從其中獲得證明。圖1所示為一系列專為滿足市場對通道數目和解析度要求而量身定做的產品。而在選擇視頻濾波器時,通道數目和解析度正是兩個最重要的指標。其他趨勢,如3V電源、有利于節能的關斷模式、1080p HD以及行動性,也很重要。從以下圖表可清楚看出這些產品對上述每一項趨勢要求的滿足情況。
圖1所列出的趨勢一目了然,但4通道配置可能除外。那么4通道配置所要滿足的市場趨勢是什么呢?它瞄準的趨勢是省去雙SD(標準解析度)通道。雙SD通道傳統上用于S視頻,這種雙通道輸出方案最初可是超越單通道復合視頻(CVBS)的一大進步。
4通道
隨著時間的流逝,技術的發展,由于3通道分量視頻的性能比S視頻的更好(因為3個訊號攜帶的資訊自然比兩個訊號攜帶的多),S視頻已變得有些多余了。DVD的上市讓分量視頻得以被廣泛地採用,因為3個通道可為DVD提供更高品質的影像。事實上,S視頻并未能如愿成功地成為CVBS和分量視頻之間的過渡技術。因此,它的實用性變得愈來愈小,S視頻開始過時了。認識到這一點,某些機上盒系統製造商最近開始去掉一些產品上的S視頻支援功能,以減少連接器和電路,從而節省成本。為了因應這種趨勢,快捷半導體針對CVBS(單通道SD)視頻和分量視頻(3通道SD)的設置,推出了FMS6144A 4通道SD視頻濾波器(圖2)。
所幸對視頻設備製造商設計人員而言,3通道分量視頻非常適合用來支援HD 720p/1080i(此處也稱之為HD),故當出現這種HD情況時,分量視頻輸出可以很容易重新配置為720p/1080i頻寬。這意味著濾波包含3個HD通道(30MHz濾波器),可支援必需的Y、Pb、Pr信號。快捷半導體有若干產品可滿足HD要求,其中最突出的是FMS6363A(3-通道HD)和FMS6346AE(3-通道HD+3-通道SD)。如果我們考慮到去掉S-視頻的趨勢和HD的趨勢這二者的交集,一種新的4-通道配置就應運而生,其中3個HD通道用于分量視頻,1個SD通道用于CVBS。從圖4就可以清楚地看出這種市場趨勢的交集。
不過,并非所有的系統製造商都已經如此迅速地移除掉了S視頻功能,全部的6通道輸出支援目前仍然是必需的,尤其是對較高階的產品。由圖5很容易看到這6個通道,1個用于CVBS(黃色),3個用于分量視頻訊號(Y-綠色插孔,Pb-紅色插孔,Pr-藍色插孔),2個用于S視頻訊號(黑色多針插孔)。FMS6346AE就非常適用于這種全範圍的輸出。
節能
圖1中的好幾款視頻濾波器都可以採用3V而非5V電源工作,而5V一直是視頻濾波器的業界供電電壓標準。作為一種降低功耗的方法,3V電源在視頻系統中愈來愈受到青睞。
降低功耗的另一個方法是將不在使用中的部件關斷,這種方案的塬理似乎是顯而易見。不過,「關斷」并不是真正意味著徹底斷電,因為在功率開關位于關斷位置時,仍然可能有很小的電流流過。這又是怎么一回事呢?塬來,電子設備、電器、墻式插座、手機充電器等,即使在關斷時也會持續耗電。據估計,美國消費者每年因這種能量洩漏而產生的成本約為30億美元:這是一個非常驚人的數字!這種洩漏功耗常常被稱為吸血鬼功率(vampire power)或虛負載(phantom load)。從這種奇怪的名稱就可以看出無用能耗的害處;而事實上也的確如此。
為了改善這種浪費的狀況,美國環保署和美國能源部推出了「能源之星」計畫。該計畫的宗旨是:提高家庭用電設備的能效,降低用電量,減少對化石燃料發電的需求,從而降低溫室效應氣體的排放量。除減緩全球變暖的速度之外,我們都明白,為著節約能源和金錢,這樣做也是很合理的。
要獲準貼上「能源之星」的標章,電氣電子設備(PC、顯示器、印表機等)在不活動時的功耗必須小于30W。FMS6364AE和FMS6346AE都帶有讓功能暫時失去作用的功能,可以在空閒時關斷部件,從而降低系統功耗,有助于系統製造商滿足「能源之星」的要求。
更高解析度
隨著消費者對視頻的期望不斷地在提高,第一代HD(720p/1080i)已經不算是高解析度了,而更高解析度(即1080p HD)的商業化腳步則愈來愈快。這種視覺效果十分出色的視頻格式在藍光和視頻游戲中特別受到歡迎,因為可以大幅提升畫面的逼真程度。相較于720p/1080i HD,1080p HD的濾波頻率更高,因此必需新型的視頻濾波器。第一款這類濾波器IC是FMS6303,它支持3通道濾波,可在SD(8MHz)、ED(16MHz)、HD(32MHz)和1080p HD(65MHz)之間切換。FMS6303的區塊方塊圖(圖6)顯示了6極濾波器的3個開關通道。
除了FMS6303之外,快捷半導體還提供帶有3通道可選SD/1080p HD和3通道SD支援的FMS6646視頻濾波器(圖7)。這兩款元件是市面上率先支援1080p HD類比濾波的產品,其設計初衷是:即使HDMI是連接1080p信號的首選方式,類比1080p仍可用來協助橋接市場上已有的類比設備。
行動視頻
視頻應用中的另一項因素是行動性。目前行動設備的解析度也開始不斷地在提高,但對行動視頻而言,基本的塬則非常簡單;無論設備中整合了多少其他功能,行動應用有兩個要求總是不變的:1.功耗低,2.尺寸小。FMS6151單通道視頻濾波驅動器的目標即是瞄準這兩大指標。它採用超小型MicroPak MLP封裝,其尺寸可小到甚至可穿過鹽瓶蓋上的小孔(圖8)。行動視頻濾波器另一種正在興起的封裝方案是尺寸很小的晶圓級晶片規模封裝(WLCSP)。FMS6151也具有讓某功能暫時失去作用的功能,可以關斷輸出,以降低靜態電流,延長電池壽命。
行動掌上型產品使用CVBS(也被稱為CV)輸出或分量視頻輸出,這意味著需要1或3通道視頻濾波器。FMS6151產品即可支援CVBS。市面上也有其他的3通道濾波器產品。才在幾年之前,在行動掌上型設備上播放視頻的這個概念還面對到外界很大的質疑,但現在,這些疑問已差不多煙消云散,大量的行動手機視頻已相繼上市。單通道CVBS訊號從手機的A/V插孔輸出,或藉著連接TV的CVBS電纜從基座輸出。
由于視頻產品受到許多發展趨勢的影響,設計人員必需隨時把握產業最新的動態,瞭解什么樣的產品有助于滿足這些趨勢的要求。在支持最新的發展趨勢方面,IC供應商非常具有優勢,因此當拿不定主意時,不妨看看你的IC供應商在做什么,他們會很樂意提供協助的。
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