移動視頻應用

　　近來，移動視頻已經發展成為可行甚至是必要的車載娛樂系統的一個配件。幾款新型的休閑車和小型商務車的賣點就是把移動視頻作為選配件，越來越多的人已經考慮在他們的車上加裝視頻娛樂系統。

　　圖1 使用LCD顯示器的汽車影音系統

　　移動視頻的興起有多方面原因：

　　娛樂應用—汽車是一個可以玩視頻游戲、看電影、卡通、地區電視甚至衛星電視的娛樂環境。因為移動視頻技術的進步，所有這些現在都可以在轎車、卡車、商務車、及休閑車上得以實現。

　　安全—當導航系統連接上視頻后，它可以發出圖像和聲音指令，能增加行程效率和準確度。

　　從發展趨勢來看，車載娛樂已從傳統的純音頻方式，例如MP3演變到集成了用戶手冊和導航功能的顯示綜合系統。車載娛樂系統現在也提供了全方位娛樂功能，顯示器的尺寸涵蓋了3英寸的中等尺寸到高端的7英寸模式。顯示內容通常包含模擬信息（例如：DVD播放器輸出或者數碼廣播電視）和數字信息（例如：多媒體接口或趣味墻紙）。晶門科技有限公司的圖像處理芯片SSD1921就具備這些能滿足這種新的市場需求的特點。

　　SSD1921圖像處理器概述

　　晶門科技SSD1921是一顆具備圖像捕獲和處理功能的圖像處理芯片。圖像內容可以被SSD1921處理并顯示到各種型號的LCD面板上，例如：STN、CSTN、低成本Delta面板、以及高清晰條形的TFT。

　　圖2展示了針對汽車影音的應用解決方案。視頻解碼首先把CVBS（復合視頻信號）或S-video信號轉換成YCrCb（BT656/BT601數字格式），輸送到圖像處理芯片SSD1921的視頻輸入口。如果視頻信號源已符合BT656/BT601標準，就可以簡化設計，即不用連接視頻解碼器。在大多數情況下，視頻輸入可能不總是以1：1的比率對應到顯示面板上，而SSD1921具備“尺寸調整”的功能，即是在圖像數據被寫入內嵌的SRAM之前可以被裁剪及縮放。因此，對于各種分辨率的NTSC/PAL視頻源，都可以通過這種內建的縮放引擎進行調整，以適合在各種不同分辨率的LCD面板上顯示。

　　圖2 針對汽車影音應用的SSD1921解決方案

　　當配置好256KB內建的存儲器中的幀緩沖器，DVD圖像就會顯示在LCD屏上。這款圖像處理器最大可支持640X480三角形排列（200KB）和480xRGBx272條紋的排列（255KB）。顏色深度可以支持到1，2，4，5，16和32位。

　　內建的2D圖像處理引擎提供了靈活的屏幕顯示效果，包括：屏幕顯示，半透明、多語言字體加速、動態JPEG動畫、圖像縮放、虛擬顯示、肖像顯示模式、覆蓋功能、硬件光標功能、線繪制、光柵操作位塊傳輸、顏色填充和擴展。內部的JPEG引擎可以提供高度定制的用戶接口，例如：用戶可以捕捉他/她喜愛感興趣的 DVD圖像作為屏保，或以個人的相片作為墻紙。要達到這個功能，用戶需要預先把JPEG圖像存儲到SD/MMC卡上，而SSD1921可以從SD/MMC 上取得預先存儲的圖像，然后解碼并顯示到LCD上。

　　簡化應用系統的單芯片集成解決方案

　　晶門科技SSD1921圖像處理芯片針對車載影音應用集成了這些主要特性：視頻輸入接口、JPEG編解碼、2D圖像引擎、SD卡接口、MCU接口及顯示接口。該單芯片解決方案在這個應用系統中扮演了減少成本及簡化系統的重要角色。

　　圖3 SSD1921結構框圖

　　芯片上的視頻輸入口可以接受通用的8bit數字視頻信號格式YUV422 CCIR601 或 CCIR656。由于CMOS和CCD傳感器也使用這兩個接口標準，因此，設計者可直接連接傳感器的圖像源到SSD1921的視頻輸入口。此外，視頻圖像還可以最大15幀/秒的幀率傳送到圖像處理器的視頻輸入口。在當今的車載影音產品中，除了具備DVD錄放的功能外，靜態圖片顯示（例如：操作菜單顯示及相片顯示等）也是十分重要的特性。SSD1921最大可以支持1280x1024分辨率（等效于1.3M像素）的CMOS圖像捕獲。如果視頻源太大以至不能顯示，那么芯片內置的抽取和剪切引擎可以用固定尺寸（1、2、4、8、16）的縮放或修剪輸入視頻來匹配顯示輸出。上至 QVGA（320x240）16bpp色彩深度的圖像也可以采用剪切和抽取引擎實現預覽。除此以外，該芯片還可實現色彩轉換，即從固定的YUV格式到 RGB格式的色彩變化，包括從YUV422到RGB565和YUV422到RGB888格式（具備8bit混色的32bit色深）。用戶可以針對亮度和對比度的要求來調整Y、U、V分量。

　　JPEG編解碼是純硬件編解碼，在進行JPEG編碼和解碼的時候可以完全脫離MCU（微控制器單元）的運算來進行。JPEG編碼器壓縮視頻源到JPEG格式并存儲到內嵌的存儲器中，并支持最高達1280X1024的各種尺寸JPEG編碼。然而，當JPEG解碼器從MCU或MMC/SD卡接收JPEG圖像并解碼顯示時，這個解碼圖像的大小受到顯示尺寸或者內嵌存儲器的大小的限制。抽取和剪切是減小圖像大小和降低對存儲器要求的兩種算法。總線寬度和功耗也可相應節省。剪切解壓縮全幅圖片的選定區域，非整數的抽取可以使用2D圖像處理引擎中的StretchBLT功能實現。因為視頻輸入口的最大分辨率是 1280x1024，而芯片上的內嵌存儲器僅256KB，所以在完整的幀捕獲以后不可能啟動JPEG壓縮。唯一的方法就是在圖像被捕獲的同時開始啟動壓縮。

　　該圖像處理器內建了一個2D圖像處理引擎，它的設計是基于Microsoft Windows的GDI（圖形設備接口），它支持以下7個主要功能：

　　屏幕平移和滾動;

　　圖像旋轉，包括：0，90，180，270度旋轉;

　　帶三種色彩和透明度可選的光標，光標可以閃爍;

　　線繪制;

　　矩形繪制;

　　橢圓繪制;

　　位塊傳送（BitBLT）─位塊傳送引擎的目的是實現在CPU和顯存之間傳送像素數據的時候可以脫離MCU的控制。它也可用作在顯存中把像素數據從一個指定位置移動到另一個指定位置，因此用戶可以很容易的在顯存中移動一塊像素圖案。對于較大圖像的處理可以通過重復幾次圖案填充位塊傳送來實現。此外，位塊傳送引擎的色彩擴展功能具有按位（bit）存儲的優勢，所以可以節省存儲器。允許用戶對源和目的數據應用布爾邏輯功能，體現了數據管理方面的高度靈活性。

　　跟晶門科技的其他控制器芯片類似，SSD1921也集成了MCU接口和顯示接口，這些接口的大范圍兼容性減少了設計的復雜度。顯示接口支持大多數的面板類型，包括：單色和彩色STN（4/8/12/16bit接口），TFT（9/12/18bit接口），HR-TFT（18bit接口）和8bit串行 TFT接口。對于STN和CSTN面板，空間和動態的抖動能增加顏色深度。此外，SSD1921提供了各種MCU的直接接口，包括低端的8bit和高端的 32bit MCU。這些MCU有Freescale的68k、Dragonball系列，Renesas的SH3和SH4系列，以及Intel的 StrongARM/XScale系列。

　　結語

　　車載影音系統已經開始盛行，有非常大的潛在市場。車載娛樂最終會成為將來每一輛汽車上的重要部分。像SSD1921這樣的單片集成圖像處理器非常適合于各種車載影音應用，它的顯著特性和簡單的系統設計有助于制造商加快推出產品。