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EMIqijian，xuanquxiangyingdianlushixuyaozhuyibingliandianrongzhidaxiao。bizhetiaoshiguochengzhongjiuzengyudaoyinxuanqurongzhiguodaqijianyingxiangdaochuanshuxinhaodezhiliang
，congerdaozhihuamianyansexianshibuzhengchangdexianxiang。lingwai，zaiFPC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：自(zi)動(dong)搜(sou)索(suo)和(he)手(shou)動(dong)搜(sou)索(suo)。前(qian)者(zhe)通(tong)過(guo)枚(mei)舉(ju)的(de)方(fang)式(shi)搜(sou)索(suo)出(chu)接(jie)收(shou)到(dao)的(de)所(suo)有(you)頻(pin)點(dian)的(de)節(jie)目(mu)信(xin)息(xi)
，後(hou)者(zhe)則(ze)根(gen)據(ju)預(yu)先(xian)設(she)置(zhi)的(de)頻(pin)點(dian)，係(xi)統(tong)隻(zhi)搜(sou)索(suo)設(she)定(ding)頻(pin)點(dian)的(de)節(jie)目(mu)信(xin)息(xi)。頻(pin)道(dao)切(qie)換(huan)遵(zun)循(xun)先(xian)關(guan)閉(bi)當(dang)前(qian)播(bo)放(fang)的(de)節(jie)目(mu)
，後(hou)關(guan)閉(bi)SMS1180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

在(zai)智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)平(ping)台(tai)係(xi)統(tong)中(zhong)，軟(ruan)件(jian)還(hai)必(bi)須(xu)處(chu)理(li)手(shou)機(ji)電(dian)視(shi)播(bo)放(fang)時(shi)來(lai)電(dian)掛(gua)起(qi)的(de)特(te)殊(shu)情(qing)況(kuang)。在(zai)軟(ruan)件(jian)設(she)計(ji)中(zhong)
，係(xi)統(tong)監(jian)測(ce)預(yu)先(xian)設(she)定(ding)的(de)來(lai)電(dian)標(biao)誌(zhi)，標(biao)誌(zhi)置(zhi)位(wei)則(ze)將(jiang)播(bo)放(fang)電(dian)視(shi)節(jie)目(mu)任(ren)務(wu)掛(gua)起(qi)，切(qie)換(huan)到(dao)來(lai)電(dian)界(jie)麵(mian)。當(dang)拒(ju)絕(jue)通(tong)話(hua)或(huo)通(tong)話(hua)結(jie)束(shu)掛(gua)斷(duan)時(shi)

，設(she)置(zhi)的(de)標(biao)誌(zhi)消(xiao)失(shi)，係(xi)統(tong)監(jian)測(ce)到(dao)標(biao)誌(zhi)消(xiao)失(shi)，則(ze)運(yun)行(xing)播(bo)放(fang)電(dian)視(shi)節(jie)目(mu)任(ren)務(wu)，繼(ji)續(xu)播(bo)放(fang)上(shang)次(ci)的(de)節(jie)目(mu)頻(pin)道(dao)。

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
 
智zhi能neng手shou機ji平ping台tai係xi統tong測ce試shi
，除chu了le通tong信xin部bu分fen的de基ji本ben指zhi標biao外wai，對dui於yu手shou機ji電dian視shi而er言yan，最zui關guan鍵jian的de指zhi標biao是shi各ge種zhong模mo式shi下xia的de功gong耗hao和he接jie收shou靈ling敏min度du。測ce試shi平ping台tai采cai用yongCMMB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。