中心議題：

• 智能手機平台係統結構
• 智能手機平台CMMB的硬件設計
• 智能手機平台CMMB軟件設計接

解決方案：

• 利用CMMB調諧解調器SMS1180擴展了手機電視功能

引言
 
中國移動多媒體廣播電視（CMMB）標準作為中國自行研發、完全掌握自主知識產權的移動多媒體標準，以其高速率
、低功耗、高移動性等優點
，在手機
、PDA
、MP3、MP4
、數碼相機、筆記本式計算機等小屏幕便攜式終端中得到越來越廣泛的應用。目前，CMMB手機電視功能的實現方案主要有以下幾種：1）采用解調器與第三方調諧器的分離式雙芯片方案，如創毅視訊的ADM3421等，因為體積大、成本高等缺點逐漸被棄用
；2）采用解調器與調諧器的SIP 方案，如創毅視訊的F206，思亞諾的SMS1180等
，因為占用PCB麵積小、成本相對較低、與相應的視音頻解碼芯片的組合自由度大等優點被廣泛使用；3）單芯片的接收全集成方案，包括解調器、視音頻解碼器等，如展訊公司的SC6600V，集成度很高，但是應用處理器的選擇受限，尤其對於已有AP的智能手機來說，並非最優的選擇。筆者從體積
、功耗、成本和需求等方麵考慮，采用思亞諾的SMS1180解決方案
，在智能手機平台上實現了CMMB手機電視功能。
 
1 係統結構
 
智能手機平台采用基帶處理器+應用處理器的雙處理器結構
，主要由無線通信模塊、多媒體處理模塊
、視音頻輸出模塊

、CMMB接入模塊等部分組成，其總體結構如圖1所示。其中無線通信模塊實現呼叫/接聽、數據傳輸等基本通信功能和其他WiFi
、藍牙等無線功能
，多媒體處理模塊則用於處理高負荷的多媒體應用。
   
智能手機平台總體結構
 
工作流程如下：天線接收到的CMMB信號，經過包含調諧器和解調器的SMS1180的調諧和解調處理後
，輸出標準格式的TS流經過SPI總線傳送到多媒體處理模塊，通過應用處理器PXA310對H.264和ACC視音頻碼流解碼，在其控製下輸送數字格式的視頻信號到LCD液晶顯示屏上
，播放出電視視頻圖像，同時輸出AC97格式的音頻信號到音頻解碼器，經處理輸出的模擬聲音最終送到耳機或外放。
 
2 硬件設計
 
整個智能手機係統中涉及CMMB移動電視功能的硬件主要包括CMMB接入模塊、多媒體處理模塊、視音頻輸出模塊和條件接收模塊4部分

，本節將從以下幾個方麵講述其中的關鍵接口設計。

2.1 CMMB接入模塊的射頻相關設計

CMMB接入模塊采用思亞諾的SMS1180，具有雙通道、低功耗、高靈敏度等特點。接口設計如圖2所示。
   

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智能手機平台CMMB功能軟件架構
 
天線設計考慮到攜帶的方便性，采用拉杆式。時鍾電路采用8~40 MHz的晶體振蕩器
，串聯阻抗在0~60 Ω溫度穩定性要求20 ppm（百萬分之一），負載電容10 pF。

射頻接口電路在U波段增加帶通濾波器電路，S波段除了帶通濾波器電路外
，還須設置巴倫電路。電源電路則分為兩組：一組1.2（1±0.05）V為內核
、ADC、PLL和時鍾電路供電；另一組1.8~3.3（1±0.1）V為數據接口電路供電，可根據連接的應用處理器情況來確定，每一路電源需接1 μF電容濾波。

該設計中PCB的布局布線尤為重要，需注意：
1）從天線到SMS1180的UHF波段和S波段輸入端的射頻線要求50 Ω阻抗，輸入通道上的相關器件與SMS1180布局在同一麵，從而保證器件間的布線可以盡可能的短，而且在同一層完成
，而無需過孔，減少幹擾
；

2）為了減少寄生電容
，在S波段的通路上，從巴倫電路到SMS1180輸入之間的地段需要挖空，相應的內層地也需要挖空，UHF波段通路的地段則根據阻抗控製來處理；
3）布線時，相關的電源線至少需要0.4 mm.此外，層與層之間應保留盡量多的地孔以減少接地點之間的阻抗。

2.2 CMMB接入模塊與多媒體處理模塊的接口設計

多媒體處理模塊的核心器件即為智能手機係統中的應用處理器。設計采用美滿公司基於第三代Intel XScale技術的PXA310，最高主頻624 MHz，可根據工作狀態調整頻率，而且融入了智能功耗管理技術，最大限度地降低了係統功耗
，延長了電池壽命。在多媒體方麵，提供VGA解析度的30 f/s（幀/秒）H.264播放效能，具有硬件視頻加速功能，大大提升視頻播放功能。SMS1180輸出標準格式的TS數據流至主處理器，數據傳輸接口可以為SPI、SDIO和USB等多種選擇，從傳輸速度和EMI等因素考慮設計選用PXA310 SPI接口與之配合，相關的複位
、斷電和喚醒等控製信號則選用PXA310的GPIO進行相關的功能和時序控製。無論選用SPI
、SDIO和USB數據接口線，布局時都須將其布於多層板的內層，遠離敏感管腳和射頻區域。

2.3 多媒體處理模塊與視音頻輸出模塊的接口設計

視頻輸出設計由應用處理器PXA310通過片內LCD控製器直接控製LCD模塊
，其控製器接口多通過連接器經由FPC連接到LCD模塊
，需要額外考慮信號的EMI處理
，可在硬件設計采用LCD數據線和時鍾控製線加RC電路或專用的多通道EMI器(qi)件(jian)，選(xuan)取(qu)相(xiang)應(ying)電(dian)路(lu)時(shi)需(xu)要(yao)注(zhu)意(yi)並(bing)聯(lian)電(dian)容(rong)值(zhi)大(da)小(xiao)。筆(bi)者(zhe)調(tiao)試(shi)過(guo)程(cheng)中(zhong)就(jiu)曾(zeng)遇(yu)到(dao)因(yin)選(xuan)取(qu)容(rong)值(zhi)過(guo)大(da)器(qi)件(jian)影(ying)響(xiang)到(dao)傳(chuan)輸(shu)信(xin)號(hao)的(de)質(zhi)量(liang)，從(cong)而(er)導(dao)致(zhi)畫(hua)麵(mian)顏(yan)色(se)顯(xian)示(shi)不(bu)正(zheng)常(chang)的(de)現(xian)象(xiang)。另(ling)外(wai)
，在(zai)FPC設計上也需要采用數據線間加地隔離等手段達到EMI效果。
音頻接口則由PXA310的AC97控製器控製音頻編解碼芯片WM9731來實現。WM9731采用雙CODEC操作結構，通過AC-link接口支持高保真立體聲CODEC功能
，同時還通過一個PCM類型的同步串行端口（SSP）支持音頻CODEC功能。當係統隻處於語音通話狀態時，WM7931工作在處理模擬音頻的通道上；當CMMB電視模塊工作時
，則切換為AC97的輸入通道上。

2.4 CMMB接入模塊與條件接收模塊接口設計

針對目前加密電視節目的情況，需要在CMMB電視部分加入解密方案。現在常用的解密方案有兩種：第1種是通過手機中常用的T-Flash卡來完成解密和解擾，輸出清晰節目給解碼芯片解碼；第2種是直接把解密芯片內嵌入PCB，然後輸出1個私有的密鑰給解碼芯片。
前者需要占用手機平台僅有的T-Flash插槽

，而且用卡完成解密和解擾會有120 ms的延時。本設計采用第2種方案，P5CC072解密芯片通過符合ISO7816標準的接口與SMS1180的UART口直連［4］
，由應用處理器將授權控製信息ECM、授權管理信息EMM輸入給解密芯片解密後，再將控製字輸回應用處理器，然後根據控製字來做視音頻的解碼。
另外，在GSM/GPRS智能手機平台設計中需要尤為注意的是：由於CMMB接收模塊UHF頻段離GSM900非常近，最好在GSM部分的輸出部分插入一個濾波器，以衰減在UHF頻段產生的噪聲。

3 軟件設計

3.1 軟件架構

智能手機平台CMMB部分的軟件結構由下至上分為信號處理模塊、條件接收模塊和應用模塊。其中，信號處理模塊負責射頻接收、解調製
、解複用及相關功能
；條件接收模塊負責信號解擾、解密
、用戶授權及相關功能；應用模塊負責電視廣播
、聲音廣播
、電子業務指南、緊急廣播和數據廣播等業務的處理。整體架構如圖2所示。
其中，調諧解調器SMS1180驅動層位於整個軟件係統的最底層，直接對硬件進行操作，控製SMS1180工作，接收SMS1180傳送過來的傳輸流。在解調器正確輸出TS數據流後
，就輸入到解複用模塊進行TS流的解析工作。解複用模塊是接收機的關鍵模塊，處於調諧解調器與解碼器之間，用於解碼數據的預處理。最後CMMB應用程序對解複用後的數據流進行處理，包括視音頻解碼播放、電子業務指南解析和其他信息處理。

3.2 關鍵設計

3.2.1 頻道搜索
、切換與播放

軟件上設計兩種實現節目搜索的方式：zidongsousuoheshoudongsousuo。qianzhetongguomeijudefangshisousuochujieshoudaodesuoyoupindiandejiemuxinxi，houzhezegenjuyuxianshezhidepindian
，xitongzhisousuoshedingpindiandejiemuxinxi。pindaoqiehuanzunxunxianguanbidangqianbofangdejiemu，houguanbiSMS1180接收模塊工作流程，播放時則先打開接收模塊再播放。

3.2.2 播放時的來電處理

zaizhinengshoujipingtaixitongzhong
，ruanjianhaibixuchulishoujidianshibofangshilaidianguaqideteshuqingkuang。zairuanjianshejizhong
，xitongjianceyuxianshedingdelaidianbiaozhi，biaozhizhiweizejiangbofangdianshijiemurenwuguaqi，qiehuandaolaidianjiemian。dangjujuetonghuahuotonghuajieshuguaduanshi
，shezhidebiaozhixiaoshi
，xitongjiancedaobiaozhixiaoshi，zeyunxingbofangdianshijiemurenwu，jixubofangshangcidejiemupindao。

3.2.3 節電設計

應用處理器PXA310zishendingyileduozhongdianyuanzhuangtai，butongdedianyuanzhuangtaiduiyingbutongdegongzuozhuangtai
，tongguodianyuanguanlichengxujimanzudangqiangongzuoxuyaodechulisuduyoubaozhengzuixiaodegonglvxiaohao。xitongruanjianshejizhongzhenduiCMMB接收模塊也定義了3種不同的工作模式，即播放模式、睡眠模式和關機模式，根據係統狀態隨時關閉不需要的外設。
 
4 測試及驗證
 
zhinengshoujipingtaixitongceshi，chuletongxinbufendejibenzhibiaowai
，duiyushoujidianshieryan，zuiguanjiandezhibiaoshigezhongmoshixiadegonghaohejieshoulingmindu。ceshipingtaicaiyongCMMB信號發生器
、誤碼測試儀
、萬用表和待測智能手機等組成，測試結果如表1、表2所示。
 
 
從測試結果可知，功耗結果滿足智能手機實際使用要求
，在UHF的整個頻段
，CMMB電視接收模塊的靈敏度都要優於規範要求的-95 dBm.
 
5 小結
 
本設計在智能手機平台上，利用CMMB調諧解調器SMS1180擴展了手機電視功能。該方法簡單實用
，性價比較高，在目前便攜式智能終端的設計領域，具有較好的推廣價值。