2008年2月20日 星期三

[轉貼]數位電視簡介

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關於無線數位電視簡介

數位與類比訊號簡述
1. 傳統一般家庭電視,我們稱它為類比電視 (Analog TV) ,畫面信號是屬連續性的變化,採用
NTSC 系統。
2. 數位電視則是將畫面信號經數位化處理後,變成一串數據資料,再經數位調變傳送到家。簡單
的說,數位廣播是從電視台的發射端到家庭的通道發生不一樣的傳送方式。包括:攝影機、錄
影機、傳輸通道‧‧‧都是數位化,包括空中的通道也是數位化。
3. 數位電視的成功,主因是視訊壓縮技術之進步。
4. 目前國際統一的壓縮標準是 MPEG-2 ,在傳統無線電視台 6M HZ 頻寬的電視頻道中,可傳送
1080 條水平掃描線的高畫質電視 (High-Definition TV) ,簡稱 HDTV 。它的畫面比傳統電
視 (525 條 ) 畫面細膩,色彩逼真,同時也提供身歷聲 ( 杜比 AC3) 高級音響效果。

無線數位電視傳輸標準

1. 美規 ATSC 8-VSB 用於 6MHz 電視頻道。
2. 歐規 DVB-T COFDM 用於 6/7/8 MHz 電視頻道,目前台灣採用的是歐規 DVB-T 6MHz 。
3. 日規 ISDB-T COFDM 用於 6MHz 電視頻道 ( 屬歐規改良型 ) 。

歐規( DVB-T )傳輸系統功能特色

1. 可以行動接收。
2. 可建立單頻網路( SFN ),解決收視不良地區,改善轉播站之頻譜分配。
3. 室內接收能力較佳。以前電波碰到牆壁會反射,且會產生許多干擾波,對主要訊號造成干擾,
以致無法收看,在歐規系統,干擾波可當主訊號使用,甚至有加分效果,將來在室內只要加裝
天線即可接收。台灣有線電視蓬勃發展的原因在於一般觀眾只會接收老三台,而不知如何接收
公視、民視;公寓天線老舊沒有更新,加上大樓阻擋,及原有社區天線的被破壞,因此無
線數位電視推出的理念著重在容易接收。
4. 抗多路徑(Multipath )干擾能力強,也就是來自四面八方的訊號,透過偵測,只要在可允許
範圍內,干擾源皆可當做接收的訊號。
5. 與衛星、有線系統相容性佳。
6. 發射與接收端各種相關配套系統完備,產品技術穩定成熟。
7. 除美國、加拿大、韓國外,採用國家佔絕對多數。

電視數位化後之效益

1. 多頻道 現有 6 兆赫 (MHz) 的電視頻道中,可播出 4-6 個標準畫質 (SDTV) 節目,或播 1 個高
畫質 (HDTV)節目。
2. 提升服務品質 改善收視區訊號水準,提升影像畫質,增加音響與視訊服務。
3. 多媒體服務 整合通信與電腦,開闢多元化的業務與商機。觀眾可透過電話與數位電視相互溝
通,達成如購物、選片等雙向互動功能,也可接網際網路等數位裝備。
4. 提高頻譜使用效率 傳輸數位化後,頻譜效率提高。新建數位台使用 UHF 頻道,釋出現有
VHF 頻道,供  給公眾通信使用,充分有效運用頻譜資源。

數位化節目製播過程



數位電視傳輸方式



數位電視示意圖



無線數位電視平台




無線數位電視節目播送



無線數位電視行動多媒體接收系統

2007年12月24日 星期一

暗藏於晶片間的數位「聲道」玄機:I2S介面

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與I2C字樣與含意相近的,I2S的全稱是Inter-IC Sound,意指在晶片間傳遞的音源,至於會有哪些晶片需要相互傳遞數位音源,這包括了數位信號處理器(DSP)、類比數位轉換晶片(ADC)、數位類比轉換晶片(DAC)、數位過濾晶片(Digital Filter)、CD更錯晶片(Error Correction)、數位錄音晶片(Digital Recording)、數位電視音源晶片(Digital TV)、數位錄音帶(Digital Audio Tape)等,另外全球定位系統晶片(GPS)、數位廣播晶片(DAB)等也經常用上,或者SPDIF與I2S兩種介面都提供,前者適合外傳、外接,後者方便數位音源在機內進行再傳遞、再轉換、再處理。

簡單而言I2S有3條線路,稱呼與功用大體如下:

■SCK(continuous Serial Clock):串列傳輸的時脈線,專精、獨立的時脈傳遞。
■SD(Serial Data):串列傳輸的資料線,傳遞兩個聲道的數位音源資訊。
■WS(Word Select):字元選擇線,字元(Word)在此所指即是音源聲道(Channel)。

這3條線路的邏輯電壓準位等相關要求,全然比照一般TTL標準,即0V∼0.8V為Lo、2.4∼5.0V為Hi,就連源出(Source)與汲入(Sink)的電流值標準也類同於TTL,事實上I2S本就發創於標準TTL仍相當盛行的80年代,因此電氣特性的表現過於「基本」自然不足為怪。

接著我們要說明I2S的連接,一般而言I2S是一對一的連接,即音源發送端與音源接收端直接相連,且SD的資料傳輸永為單一方向不會改變,並非是雙向式傳輸。進一步的,到底由誰來發送SCK時脈呢?無論發送端或接收端都可擔任,不過必須在設計之初就決定由哪端發出,且在運作過程中無法再行變換。

同樣的,WS聲道控制線路也要一起頭就決定由誰來輸出,當WS輸出0時表示SD將要輸出的是Channel 1(或稱Channel A)的左聲道音源,反之輸出1則是Channel 2(或稱Channel B)的右聲道音源。簡單來說,3線都是單方單向的傳遞線路。

雖然在I2S介面上有收有發,但誰是I2S介面的主控者(Master)、受控者(Slave)呢?這取決於線路的配置法,凡是對外輸出SCK線路訊號的即是I2S的主控者,至於SD、WS在設計上可決定由主控端發送,也可決定由受控端發送,毫不影響主控、受控的角色。

另外也有一種比較特別的搭配組態,即是由一個超然中立的控制端來充當主控者,由它來廣播SCK時脈訊號,同時也由其來掌控及發送WS訊號。

附註:一般而言主控者選擇擔任發送端後就無法擔任接收端,或擔任接收端後就無法擔任接收端,不過若真的希望角色能互換,也是允許用軟體對接腳進行輸出入功用的再設定、轉換來實現。



▲圖說:誰負責SCK的對外發送,誰就是I2S介面中的主控者,無論發送器、接收器、控制器都可以是主控者。(圖片來源:Semiconductors.Philips.com)

刻意安排先行傳輸MSB的用意

接著我們要說明收端兩端如何傳遞SD資訊,此即是以SCK時脈為基準,當SCK由Lo轉成Hi(即上升緣觸發)時,發送端的SD資訊就會被接收端給閂鎖(Latch)。一旦Latch後,下一筆資料可選擇在任何時間進行變換,I2S對資料的變換時機沒有強制的要求。至於WS,一樣可在任何時間進行變化,但接收端的取樣與資訊認定一樣發生在上升緣觸發的時間點。

值得注意的是,WS的0、1狀態轉變時,同一上升緣的SD資訊依然是WS未轉態前的聲道資訊,確定WS狀態轉變後,下一個上升緣時SD線路才正式傳輸WS新指定聲道的音源資訊,畢竟接收端在接獲聲道變換的訊息後,需要一點時間進行內部邏輯機制的調整與準備,無法即時接收反應。

再來是壓軸部分:SD的數位音源傳輸,SD的串列傳輸順序是先傳遞最高位元(MSB,亦稱最高影響性位元),最後才傳遞LSB,或許有人認為這只是設定安排上的不同,應當也可以將順序反過來傳遞,但其實不然,以MSB為最優先傳送實有其充分理由。

I2S希望做到收發兩端不需任何的事先溝通協議就能正常進行傳遞,而所謂事先協議指的是讓兩端取得默契,如接下來的傳輸將是每聲道、每取樣多少位元解析度的資訊,是16-bit?20-bit?還是24-bit?

I2S之所以能不用事先溝通就可以直接傳送,就在於使用MSB先傳的特性,如果發送端是20-bit,接收端是更高解析度的24-bit,那麼傳送完20bits後的剩餘4bits可以由接收端自行補「0」,反過來說,若接收端只有16-bit,則傳送過來的20bits中,最後的4bits資訊可以直接丟捨忽略。同樣的道理並不限於上面所述的16-bit、20-bit、24-bit,只要有解析度位元數差距的情形都一律適用。



▲圖說:I2S在進行WS邏輯位準的改變後,SD便在下一個SCK時脈時開始傳輸另一聲道的數位音訊,並從MSB開始傳遞。(圖片來源:Semiconductors.Philips.com)

至於I2S可以含在多少音源資訊?以基本規範而言,一個時脈400nS,因此傳輸頻率為2.5MHz,等於可傳送2.5Mbps,如此約可傳遞24-bit解析度、48kHz取樣率的雙聲道音源,因為:

24bits x 48000Hz x 2Channel = 2304000bits/Sec = 2.304Mbps

2.5Mbps減去2.304Mbps後,只剩200kbps不到的傳輸頻寬,實在無法再傳遞什麼。不過,由於I2S在時序上的制訂都盡可能採行相對性、比例性的定義,以一個時脈週期為基準並稱為T,高低準位的時間最少須大於0.35T,延遲時間必須小於0.8T,上升時間必須大於0.15T等,這表示整個傳輸可以單純地透過時脈頻率拉升來加速資料傳量,不需要為提昇傳輸而有太多的環節顧慮。

附註:一般音樂CD的解析度為16-bit,取樣率為44.1kHz,但也可增至更優質的20-bit、24-bit,而專業的DAT其取樣率為48kHz,而DSR稍低,為32kHz。



▲圖說:I2S介面對時序的規範要求都盡可能採行相對性、比例性的設計,以SCK的一個時脈週期為T,其餘相關要求都以T為基準比例。(圖片來源:Semiconductors.Philips.com)

結論

在今日大談5.1、6.1的多聲道時代,以及Intel提出解析度高達32-bit的高清晰度音效(HD Audio)的時代,各位可能會對筆者在此所談論的雙聲道、24-bit感到不耐,然各位仔細想,眼前可有解析度高達32-bit的錄音麥克風?即便有可有任何音樂內容是以32-bit取樣錄製?(18-bit已是極優)很明顯的,24-bit依舊是萬中挑一的嚴選,一般多為16-bit、20-bit,就連DVD-Audio、SACD等也僅在24-bit。
另外5.1、6.1的多聲道,也僅適合在打造家庭劇院,狹小、個人專用的書房空間並不合適,且只有一人使用的情況下甜蜜區(Sweet Spot)不需太大,用2.1的喇叭組態便能營造足夠的方位音效感,至於真正要如電影般的大範圍甜蜜區佈建,就要動用如SDDS(Sony Dynamic Digital Sound)的7.1組態,一般5.1也辦不到。

況且,在外出時的個人使用,或在車內等場合也不能用多聲道,除非是林肯級座車才有可能,一般房車休旅車同樣是雙聲道即足夠,而在隨身用、車用電子、DAB/DVB/DMB(數位音訊、視訊、多媒體資訊廣播)、GPS等興盛的今天,電子工程師必然要務實地對機外SPDIF、機內I2S等數位音訊介面有通透性瞭解才行。

附註:I2S之後亦有增強型規格,稱為I2S Enhanced。


▲圖說:要佈建電影院等級的大範疇方位音效甜蜜區,需動用SDDS(Sony Dynamic Digital Sound)的8聲道技術才行。(圖片來源:SDDS.com)

2007年12月12日 星期三

高清晰度音訊編解碼晶片-HD Audio Codec

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(郭長祐/DigiTimes.com)有關PC的音訊功效,多年前在AC97獲得全面性的普及後,已有一段時間沒有大幅的推進提升,一直到Intel提出高清晰度音效(HD Audio),PC的音效技術及市場才再次找到新方向,而在AC97普及後與HD Audio未提出的期間,各音效晶片業者也只能依據自有的摸索及主張,以原有AC97標準為基礎進行若干擴充、強化,以提供比標準AC97更佳的音源表現、音訊功效,然而這樣的嘗試由於不具標準交換性,因此市場也有限。

不過,也因為這些摸索、嘗試,才催生出今日的HD Audio,HD Audio看似革新,實際上卻是種演進,將過往各家業者的摸索、嘗試進行整理歸納,將共通的提升需求列入HD Audio技術規範中,如同秦始皇未修築長城前,七雄中的偏北國度(燕、趙等)早已各自建立邊防城塞,秦一統後只是再將其連貫而已。

標準之外的特點

HD Audio成為PC新一代的共通音效標準後,各業者也紛紛推出呼應HD Audio的Codec晶片,不過各業者即便推出支援HD Audio規範的Codec晶片,也不可能單純以合乎標準為滿足,畢竟多年來各業者都早已建立自有晶片的技術特點與設計風格,以利市場中的差異性競爭,所以在滿足HD Audio標準外,必然有更多於標準外的特點值得主張、宣揚。

舉例而言,C-Media公司向來主張Audio Controller(音效控制晶片)與Audio Codec(音效編解碼晶片)合一的設計,即便今日多數的PC晶片組都已內建Audio Controller,此作法也仍舊維持。或如ADI公司,該公司與Intel向來保持密切的合作,所以在符合HD Audio標準之外,Intel在音訊方面所推行的相關技術也積極支持,如Sonic Focus技術即是一例。
此外,各家也都持續標榜Codec晶片的基礎混訊技術表現,例如支援多種的取樣率、支援個別的通道/聲道調配、各通道/聲道可各自設定取樣率及解析度、各DAC(及ADC)都具備高轉換品質(高SNR值)等。

另外,也因為數位家庭概念的當熱,環繞音效技術的支援也格外受Codec晶片業者所重視,紛紛將環繞音效以硬體(晶片電路)或軟體(驅動程式)方式搭配實現,例如支援Dolby技術、dts技術、QSound技術等,且經常同時多項支援,例如同時支援Dolby Digital Live與Dolby Pro Logic IIx,或同時支援dts Interactive與dts NEO:PC等。

事實上近年來Codec晶片業者早就不斷將各類環繞音效技術內建到Codec軟硬體方案,使Codec方案更為加值,然相對的也會增加方案成本,畢竟技術需要支付授權費才能取得,需要支付權利金才能量產,因此在以成本為考量的設計中,反而該選擇較少內建環繞音效技術的Codec晶片。

當然,在自有特色特點之外,更重要的是獲得Wintel的認同,目前晶片業者在宣稱其Codec晶片已合乎Intel HD Audio Rev.1.0標準外,也通常會主張該晶片已通過Microsoft的Windows Vista Premium Logo認證,確保對Windows Vista的支援,事實上Wintel也盡可能將HD Audio與Windows Vista劃上等號,並為此建立新的音效驅動架構,即UAA(Universal Audio Architecture),若想讓HD Audio支援Windows Vista之前的作業系統(如Windows XP)或非Windows的系統(如Mac OS X),則相關的驅動程式支援,就需要倚賴Codec晶片業者的研發心力才能實現。

重視錯接容忍與錄音品質

HD Audio不單是強調更多的聲道數、更高的音質(32-bit解析度、192kHz取樣率,但Codec的務實設計仍是使用24-bit解析度),也強調音源線路與音源孔座的隨插即用性,過去音源孔錯接不易被察覺,而今HD Audio要求必須能向使用者發出錯接提醒,甚至在硬體上直接進行連接調換,使錯接根本不會發生。

更進一步的,Codec晶片業者也以此種便利方向進行更多的擴展延伸,例如可自動偵測接入的喇叭還是耳機,兩種發聲裝置有不同的阻抗,需要不同的功率放大及驅動,過去通常無法自動偵測。

另外,因為PC的語音輸入功效比過去更常運用,包括語音辨識輸入、視訊會議、網路電話等,所以過去只求堪用的音源輸入已不合格,取而代之的是能支援數位麥克風、回音消除、固定頻率的背景雜音過濾、自動偵測與強化音源方位的感應等,使音源輸入的品質獲得提升。

另外,因為PC的語音輸入功效比過去更常運用,包括語音辨識輸入、視訊會議、網路電話等,所以過去只求堪用的音源輸入已不合格,取而代之的是能支援數位麥克風、回音消除、固定頻率的背景雜音過濾、自動偵測與強化音源方位的感應等,使音源輸入的品質獲得提升。

另外,因為PC的語音輸入功效比過去更常運用,包括語音辨識輸入、視訊會議、網路電話等,所以過去只求堪用的音源輸入已不合格,取而代之的是能支援數位麥克風、回音消除、固定頻率的背景雜音過濾、自動偵測與強化音源方位的感應等,使音源輸入的品質獲得提升。



註1:IDT公司的(STAC系列)Audio Codec晶片產品線購自Sigmatel公司。

2007年10月18日 星期四

把driver搬進Wince下需注意的問題

通常如果廠商所提供的driver夠完善的話,搬移的動作就會簡單許多,而且通常都會有說明檔可參考,所以按著步驟做應該ok

這次搬移的是audio driver,大致上的的搬移動作就是把所提供的driver貼到BSP層,
而需注意到地方有以下幾點:

1.修改BSP下的batch file

To let the drivers know what our BSP is based upon.
set WM_BSP= (BSP)

EX:
set WM_BSP=MAINSTONEIII

2.Every driver also needs to add the board support package to the CDEFINES. For Windows
CE this would be a line in each sources file like the following:

CDEFINES=$(CDEFINES) -DWM_BSP_$(WM_BSP)

This gives us a symbol like WM_BSP_(BSP)

所以在每個sources下要加入

EX:
CDEFINES=$(CDEFINES) -DWM_BSP_MAINSTONEIII

3.在Platform層的driver下的dir要記得做修改,把新加入的driver的資料夾名稱加進裡面,已防止build code時找不到新加入的driver,如下所示:

DIRS=\
wolfson \
wavedev \

4.在build code時常會遇到找不到header file的問題,這是因為在sources下沒有去指定在
build code時要搜尋的路徑,所以要自己手動加入

如下圖所示,有可能會出現類似的錯誤



所以在driver下相對應的子目錄裡的sources就要加入hrader file的指定路徑,如下所示

example:

EXT_INCLUDES=$(_TARGETPLATROOT)\src\drivers\Wolfson\inc\Compatibility

如此在build code時就會到所指定的路徑去找header file

2007年9月18日 星期二

加入可以讓 PE 驗證Bluetooth MAC 的機制

typedef FILE* stream;
stream f_in;
int numclosed;

建立一個可寫入data的檔案並設其路徑
f_in = _wfopen(L"\\My Flash Disk\\BTMAC.txt",L"w");
char s=':';

將 Bluetooth MAC 依序寫入檔案
for(i=0;i<=5;i++)
{
fwprintf(f_in,L"%x",toc->bBTAddr[i]);
if(i<5)
fwprintf(f_in,L"%c",s);
}

numclosed = fcloseall();

2007年9月3日 星期一

何謂SDHC(Secure Digital High-Capacity)

轉貼至聯強E城市

SDHC記憶卡全名是Secure Digital High Capacity,是SD協會在2006年3月發表SD 2.0規格的SD卡高容量版本。SDHC與SD的主要差異在於舊版本使用FAT16檔案系統,意思是管理檔案所在位置的表格(File Allocation Table)用16位元表示,所以最多只能管理65536個sector,再考慮每個sector能儲存32KB的資料量,所以65536 × 32KB = 2GB,SD卡容量上限只能到達2GB。為解決FAT16格式可支援容量有限的問題,SDHC改用了FAT32格式,依規格定義容量最大可達到32GB。

然而改用FAT32格式會對舊型讀卡機、手機或數位相機等產生無法辨識的問題,只有在較新的裝置上才可能支援。為此,新記憶卡特別強調其名稱為SDHC,而非沿用SD,以讓使用者在外觀上明顯看到其有所不同,避免搭配到不相容的裝置。




在過去,SD卡的資料傳輸速率,各家公司的表示方法各不相同,無法清楚瞭解使用的記憶卡是否已經達到裝備需求的速率。SD協會對於資料傳輸速率制定了SD Speed Class(SD傳輸速率級別)。其代表意義為:



SD協會並且要求記憶卡製造商必須在SDHC外觀清楚標示SD Speed Class等級。在拍攝動畫或連續拍攝等高速傳輸的前提下,往後市場上銷售的消費性電子產品,都會標示有推薦的SD Speed Class,以供消費者方便購買使用。




2007年7月15日 星期日

WinCE Interrupt (中斷)

關於中斷的相關名詞解釋: (參照書本及網路資源)
1.何謂IRQ:
IRQ即所謂的中斷請求(Interrupt Request) ,是指硬體裝置發給CPU的訊號,要求CPU暫時先放下目前正在處理的工作,將工作的優先權暫時先讓給此發送訊號的硬體裝置,如Touch panel, keyboard, audio的I/O處理... 等等相關硬體裝置,都是透過IRQ來對CPU發出中斷請求。

2.何謂ISR:
ISR即所謂的中斷服務常式(Interrupt Service Routine),指用來回應硬體裝置發出IRQ的軟體常式,屬於OAL層,主要的工作為判斷硬體發生中斷的原因,並回傳一特定的Interrupt ID(SYSINTR)給Kernel,Kernel則會喚醒IST對中斷做進ㄧ步的處理。

3.何謂Interrupt ID:
Interrupt ID即所謂邏輯中斷識別碼(Interrupt Identifier),每個都是獨一無二的值,代表著某個硬體裝置發出的邏輯中斷要求。藉由Interrupt ID,kernel可以表示是否該處理可以完成,或是需要IST (Interrupt Service Threads)進ㄧ步處理該中斷請求。

4.何謂IST:

•Created by a device driver
•IST is a thread that does most of the interrupt processing
•IST performs necessary I/O operations in the device to collect the data and process it
•IST must associate an event object with an interrupt identifier by InterruptInitialize
•IST can boost themselves to a higher priority by calling CeSetThreadPriority


interrupt step flow: