“中视一号”IC芯片及其信号处理特点
关键词：中视一号 数字电视传输 时域同步
1 “中视一号”总体概述
2004年4月30日,由清华大学、复旦大学、凌讯科技等多家单位联合开发的具有完全自主知识产权的高清晰度数字电视地面传输移动接收系统专用芯片——“中视一号”顺利通过了教育部主持的成果鉴定。该芯片将高清晰度数字电视芯片的研究进一步扩展到地面传输信道芯片,使之成为用于DMB-T方案整机和系统的专用芯片。中视一号是基于自定义协议的DMB-T和TDS-OFDM多载波调制技术的芯片,在高码率单天线HDTV信号的移动接收方面有所创新。该芯片具有百万门级的规模,使用0.18微米工艺,采用多时钟域技术,共有128个引脚。芯片在仿真、设计、验证、布局布线、测试、封装等方面的整体水平在国际上是领先的（出于工艺水平的考虑,第一批流片是由ST公司生产的）。该科研项目已成功地走通了整个设计流程,包括逻辑综合、布图规划、时序收敛、信号完整性、信号串扰处理、时钟网络设计、电源网络设计、分布式参数提取、互联网降价、低功耗技术等,这些都是目前超深亚微米芯片设计中最具有挑战性的技术难题。
大量试验表明,安装“中视一号”芯片的DMB-T高清晰度数字电视整机系统展示了良好的地面移动接收性能,特别是该芯片在载噪比门限和移动性指标方面优于国际同类产品。此外,该芯片在鉴定前已在国内多个电视厂家（长虹、创维、康佳等）得到成功试用,性能指标达到了系统设计要求。“中视一号”的传输和接收速度达到了24Mbps,在时速120公司的交通工具上播放,不会发生图像抖动和丢失的现象;而在时速75公司以下的交通工具上播放,收视声像质量极为稳定可靠,标志着国内对地面数字电视广播传输信道专用芯片的研究取得了重大突破。
2 DMB-T系统结构
DMB-T系统结构如图1所示。在总体方案上,DMB-T是对欧盟的DVB-T地面传输标准的继承与发展。其传输系统主要包括数据扰码、内外纠错编码以及交织编码等部分,DMB-T与DVB-T的显著区别在于DMB-T采用时域同步正交频分复用（TDS-OFDM）,这也是我国数字电视地面传输标准的特色之处。
TDS-OFDM调制过程是：输入的MPEG-2 TS码流经过信道编码处理后在频域上形成长度为3780的反傅氏变换（IDFT）数据块,采用傅氏变换（DFT）将IDFT数据块变换为长度为3780的时域离散样值帧体,即7.56Mps个样值,在OFDM的保护间隔插入长度为378的伪随机序列（PN）作为帧头,接着将帧头和帧体结合成时间长度为550的信号帧,再采用具有线性相位延迟特性的FIR低通滤波器对信号进行频域整形,最后将基带信号上变频调制到RF载波上。“中视一号”的解调过程与调制过程相反。
