基于CMMB的移动电视终端设计

摘要：阐述了采用CMMB单芯片IF228进行的移动多媒体广播电视接收终端的设计，该终端符合TD+CMMB移动电视方案，同时结合TD的鉴权和加密体系，真正实现了叠加调谐器、解调器、H．264解码、UAM的单芯片方案。
关键词：CMMB；IF228；移动电视；SH7343

0 引言
    CMMB(China Mobile Multimedia Broadcasting)即中国移动多媒体广播，是中国第一套具有自主知识产权面向移动端的移动广播电视标准，也是由中国移动通信公司和中广传播公司共同推出的便携式移动多媒体广播电视产品，主要面向手机、PDA等小屏幕便携手持终端以及车载电视等终端提供广播电视服务。手机作为基本的通信设备，要求能够完成基本的通信功能甚至多媒体处理功能，所以在手机上集成CMMB成为一种必然趋势。该系统采用卫星与地面增补转发相结合的技术体系，广播频段为U波段(1．55～3．4 GHz和S波段(470～860 MHz)。由于该系统采用无线广播电视网的广播式传输方式，所以不会产生任何流量费，与传统的流媒体电视有本质的不同，因此这种移动电视终端具有很高的市场需求。本文提出一种采用CMMB专用芯片IF228来实现移动多媒体广播电视接收终端的设计方案。

1 CMMB芯片的选择
    选择CMMB移动电视芯片时要考虑其技术发展趋势，该技术趋势有两个方面，一方面是芯片本身功能指标上的改进，例如抗干扰能力、功耗、尺寸、所提供的各种接口等；另一方面是降低芯片的综合成本和开发难度，便于CMMB终端方案厂商的快速进入和产品的批量推广。考虑到封装在一起的SIP产品最符合标准，性能最稳定，供货也最有保障，从长期来看，将调谐器、解调器、解码和解密等功能集成在一起的多合一单芯片方案，将是CMMB芯片的技术发展趋势，基于以上因素选择创毅视讯最新推出的IF228来进行移动多媒体广播电视接收终端的设计，IF228芯片的性能优势体现在以下几个方面。
    IF228芯片集成度高、体积小  IF228集调谐器、解调器、UAM条件接收于一体，采用65 nm工艺，TFBGA 5 mm×5 mm的封装，为业内最小封装的CMMB解调芯片，而焊球间距仍然保持0．65mm，大大方便了客户的PCB设计。基于IF228的CMMB解决方案可以在不超过50 mm2的面积内实现。高集成度的芯片设计和超小尺寸的芯片封装，降低了终端产品的开发难度和综合成本。
    IF228芯片具有超强解调性能  支持终端最高移动速度超过每小时800 km，轻松适应动车组、磁悬浮甚至飞机等高速移动交通工具。同时，在几十千米每小时的低速移动城市多径环境中也是性能极佳。在20 Hz多普勒频移，6个不同强度和时延的标准TU6信道下，QPSK的实际解调门限达到7．3 dB以下。另一个充分体现性能的指标是对等强两径最大时延的适应。两径时延达到75μs时，IF228在QAM 16调制方式下，仍然具有12．5 dB的解调载噪比门限。这样的性能指标，足以保证在单频组网的任何情况下都可以实现无缝接收。
    IF228芯片具有较强对抗单频干扰的能力  单频干扰对CMMB这种采用时域同步的宽带系统来说，是影响其接收性能和用户体验的关键因素。在带内单频干扰超过接收信号15 dB以上时，IF228仍然可以顺利接收。更值得强调的是，在干扰信号超强不能接收的情况下，逐渐减弱干扰信号，IF228可以迅速恢复正常接收，不存在通常所说的施密特接收效应(即从干扰较弱的环境进入干扰较强的环境后，需要干扰信号减弱更多才能恢复正常接收)。在当今电磁环境越来越拥挤的情况下，这一特性可以极大地增强用户的接收体验。并且，这一特性的额外好处是，大大降低了对PCB EMI的要求，客户不用担心应用处理器和基带芯片可能带来的谐波干扰，大大简化了CMMB部分的布局。
    IF228芯片功耗低  该芯片基于CMMB的时隙接收技术，在1／10开启时间的工作条件下(4个时隙，正常接收一套QPSK调制的节目)，平均功耗低至36 mW，平均每个时隙的功耗不到10 mW。此外，Power down模式下的超低电流也大大简化了客户的电源系统设计。客户不需要为IF228／IF206电源配置单独的LDO，只需要从系统板上接入现有的I／O和内核电压。峰值电流不超过100 mA，几乎不用考虑对系统电源的影响。IF2 28的I／O电压直接支持1．6～3．6 V的范围，不需要任何调节措施，并且有PWM输出管脚，方便后续内置天线的应用。
    IF228芯片支持多种时钟频率输入  在CMMB终端方案设计中，以往的业界同类解调器一般只支持单一时钟频率，如果与AP／BB所需要的时钟频率不一致时，会导致一个终端设计方案同时需要两个晶体支持。最新发布的IF228／IF206可支持多种主流时钟频率输入，包括10／12／13／18／19．2／20／24／26／27／30 MHz等。因此，采用IF228／IF206的CMMB终端方案，可与AP／BB共用一个晶体，从而能为方案厂商节省成本，同时，也能为终端方案的PCB设计节省空间。
    IF228芯片支持硬解扰  在MBBMS UAM条件接收方面，IF228支持硬解扰，可以直接实现清流输出，大大减轻了客户的软件设计工作量，降低了对MIPS的要求，并且安全性更高。

2 采用IF228芯片的移动电视终端设计方案
    采用IF228芯片的移动通信终端设计方案如图1所示，该手机终端主要由2个核心芯片组成，一个是CMMB单芯片IF228，另一个是集成了基带和AP／CP功能的处理器芯片SH7343。IF228是集成调谐器、CMMB解调器、MBBMS UAM于一体的单一芯片，主要完成信号接收、信道解调和节目解密的功能。芯片SH7343是由瑞萨公司生产的一款应用于移动通信终端的双核多媒体基带处理器，其内置了SuperH架构的32位RISC处理器和DSP协处理器，CPU内部时钟主频为216 MHz，指令处理速率为478 MIPS，具有16位双向数据总线和26位地址总线，内部包含可供用户操作的片上RAM和Cache单元、4G地址空间、32位内部数据总线，8级流水线和片上乘法器，芯片所需工作电压为1．2 V，1．8 V，3．3 V，其功能模块包含H．264／MPEG-4编解码加速器、RTCMMU(内存管理单元)、BSC(总线控制器)、DMAC(直接内存存取控制器)等，包含各种功能接口，如FLASH，SDRAM，URAT，I2C，USB，SIU，SPI，LCD，CODEC，MFI，WSIM，WLAN等。该处理器芯片不仅能实现TS码流硬件解码，而且可承担起基带电路的信号处理和功能控制，同时SH7343内部集成一个高效电源管理模块，可在较高处理速率时优化CPU电源功耗，可以为手持移动终端的
开发和功能完善提供良好的系统解决方案。

    在移动通信终端应用中集成IF228非常方便，由于IF228的超小封装和极强的抗干扰能力，只要保证CMMB天线到IF228的射频信号没有较大的插入损耗，可以放在PCB板上任何方便的位置。IF228接收CMMB信号，输出数据流给多媒体处理器SH7343，多媒体处理器只需要把IF228当作是一个标准的SPI／SDIO设备，从中读取接收数据，按流媒体处理即可。
    由于IF228在CMMB的接收芯片里集成了MBBMS UAM功能，因此实现中国移动主推的TD+CMMB终端方案就变得非常容易，不再需要单独配置
完成UAM解密功能的SD卡，降低了成本，也节省了资源。

3 结语
    CMMB作为中国自主知识产权的移动多媒体广播系统，采用卫星和地面无线广播方式，对7寸以下小屏幕提供广播电视和信息服务，是移动便携条件下广播电视的新型服务形态，也是填补我国广播电视服务空白的有效手段。随着IF228在多方面功能指标的加强，支持硬解扰，尺寸的减小，功耗的降低，将更加快速拓展在移动通信终端领域的应用。