ZiLOG Z90365和Z90361電視控制器的深度剖析

一、引言

在如今的電視技術領域，不斷追求更高效、更強大功能的電視控制器是行業發展的關鍵。ZiLOG的Z90365和Z90361作為基于數字信號處理器（DSP）的電視控制器家族成員，在單芯片上集成了先進的屏幕顯示（OSD）、字幕處理和電視控制等多種功能，為電視產品的開發帶來了新的可能性。接下來，我們將對這兩款控制器進行詳細剖析。

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二、產品概述

（一）基本信息

Z90365和Z90361分別是帶有32KWords只讀存儲器（ROM）和一次性可編程存儲器（OTP）的版本，它們都配備了640 words的隨機存取存儲器（RAM）。單周期的DSP為其提供了強大的處理能力，使得它們能夠支持高字符分辨率、豐富的調色板選擇、多樣的字符容納能力以及靈活的軟件控制字符屬性。其中，Z90365是中高端PAL和NTSC標準電視產品的理想選擇。

（二）產品特性

1. 接口與電路：具備主/從 (I^{2}C) 總線接口，方便與其他設備進行通信；擁有20個可編程I/O端口，可滿足多樣化的外部設備連接需求；片上集成了水平同步（(H{SYNC})）和垂直同步（(V{SYNC})）生成電路，確保視頻顯示的同步性；還設有紅外（IR）捕獲寄存器，可用于接收紅外信號。
2. 家族成員：Z9036x家族包含三款基本設備，分別是Z90365掩膜ROM型、Z90361一次性可編程型和Z90369在線仿真（ICE）芯片。此外，ZiLOG還為電視產品開發提供了一套完整的開發套件，包括仿真器、評估套件、C編譯器、應用程序編程接口（API）、Zilog開發者工作室（ZDS）軟件和字體編輯器等，幫助開發者提高工作效率，加快產品上市時間。

三、功能特點

（一）屏幕顯示（OSD）功能

1. 顯示布局：支持14行×32列的屏幕顯示，采用16x16、16x18和16x20像素矩陣，能夠呈現清晰的字符和圖形。
2. 字符處理：具備2X和3X字符拉伸功能，且帶有平滑處理，使字符顯示更加美觀；支持512個字符的顯示，每個字符都可進行可配置的顯示屬性設置，如下劃線、斜體、閃爍效果等；提供8種前景色和背景色選擇，以及字符位置偏移延遲和背景透明效果；擁有65種調色板，可實現豐富的色彩顯示。

（二）電視控制功能

1. 模擬 - 數字轉換：配備五通道4位模擬 - 數字轉換器（ADC），支持自動頻率調諧（AFT）、模擬鍵盤輸入、音頻電平輸入調整和視頻消隱間隔（VBI）解碼等功能。
2. 脈沖寬度調制：擁有七個脈沖寬度調制器（PWM），可用于控制視頻、音頻和外部電壓合成調諧器（VST），實現對電視各項參數的精確調節。

（三）控制器特性

1. 指令執行：采用16位單周期指令執行方式，提高了處理速度和效率。
2. 鎖相環（PLL）：由32KHz外部晶體控制的鎖相環（PLL），確保系統時鐘的穩定性。
3. 存儲配置：具備32KWord的ROM或OTP，以及靈活的字符生成ROM，同時擁有640 Words的RAM，為存儲程序和數據提供了充足的空間。
4. 封裝形式：采用42 - 引腳的SDIP封裝，便于安裝和焊接。

四、產品框圖與引腳排布

（一）產品框圖

從產品框圖可以清晰地看到，其主要組成部分包括DSP核心、RAM、ADC、OSD、PWM、(I^{2}C) 接口和I/O端口等。各部分之間協同工作，實現了電視的各項功能。例如，ADC負責將模擬信號轉換為數字信號，PWM用于控制各種設備的參數，(I^{2}C) 接口則用于與外部設備進行通信。

（二）引腳排布

引腳排布詳細地列出了各個引腳的功能和方向。像PWM引腳用于輸出脈沖寬度調制信號，(I^{2}C) 相關引腳用于實現 (I^{2}C) 總線通信，ADC引腳用于連接模擬信號源等。了解引腳排布對于硬件設計和電路連接非常重要，工程師在設計電路板時需要根據引腳功能進行合理布局。

五、開發工具與支持

（一）版本選擇

Z90365和Z90361分別有一次性可編程（OTP）和掩膜ROM版本，能夠滿足原型開發和批量生產的不同需求。

（二）開發工具

1. 編程與調試：Z90365使用ICEbox?（在線仿真器）工具（Z9036900ZEM），使編程和調試變得簡單方便。ZiLOG開發者工作室（ZDS）則提供了便捷的代碼生成和程序管理功能。
2. API支持：對于代碼開發，ZiLOG提供了專門用于OSD的應用程序編程接口（API）。API能夠直接處理與硬件接口時的正確序列和時序，避免用戶應用程序陷入繁瑣和易出錯的細節。
3. 評估與驗證：Z8933200ZCO是一款OSD評估板（ZOSD），用于將仿真器與視頻顯示器同步。Z9036100ZDP是用于對Z90361 OTP進行編程的適配器。此外，ZiLOG還提供了Z8933200TSC Protopak，可在電視上驗證代碼。

六、相關產品與選型

ZiLOG還擁有一系列相關產品，如Z9037x雙掃描逐行掃描電視控制器、Z9035x具有64 KWords ROM、可編程調色板和光標的先進電視控制器等。在選擇設備時，需要根據具體的應用需求、ROM和RAM容量、封裝形式、接口功能等因素進行綜合考慮。例如，對于需要大容量ROM的應用，可以選擇Z9035x；對于中高端電視產品，Z90365是一個不錯的選擇。

七、電氣特性與訂購信息

（一）電氣特性

Z9036x系列的最大電源電流為40 mA，工作電壓范圍在4.50 V至5.50 V之間。在設計電路時，需要確保電源供應能夠滿足這些電氣特性要求，以保證設備的正常工作。

（二）訂購信息

工程師在訂購產品時，需要根據自己的需求選擇合適的部件編號，并注意ROM編號的分配規則。

八、總結

ZiLOG的Z90365和Z90361電視控制器憑借其強大的功能、豐富的開發工具和良好的電氣特性，為電視產品的開發提供了一個優秀的解決方案。無論是在中高端電視產品的設計，還是在原型開發和批量生產中，這兩款控制器都能夠發揮重要作用。作為電子工程師，在實際應用中需要根據具體需求合理選擇和使用這些產品，充分發揮它們的優勢。同時，大家也可以思考一下，在未來的電視技術發展中，這些控制器還需要在哪些方面進行改進和創新呢？