CN102568514B - 一种3d高清多媒体播放装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于电器设备技术领域，涉及一种3D高清多媒体播放装置，实现3D多媒体播放运行时，先通电进行系统引导，驱动硬件并完成硬件的初始化，然后将内核调入内存工作，运行相关文件用于解压内核以及启动内核映像，再启动应用程序，应用程序首先检测USB是否插入，然后再检测按键信息，如果有按键消息则跳转到相应的按键功能模块，否则一直等待按键的输入直到有按键消息；其画质好，播放能力强，格式兼容性好，支持功能强，更新片源简单容易，支持外部存储设备的文件流畅，可靠性好。

Description

一种3D高清多媒体播放装置

技术领域：

本发明属于电器设备技术领域，涉及一种播放多种音频视频信号的高清晰度显示仪器设备，特别是一种3D高清多媒体播放装置。

背景技术：

所谓高清播放机一般称为高清多媒体播放器，是指能解码播放720P(标清)或1080P(全高清)格式的播放设备，随着高清电视的普及和网络环境的改善，高清片源具有内容来源广泛及操作便捷等优势，高清播放机已经逐渐得到诸多消费者的认可，率先体验高清数字生活，告别“模糊”视频时代，已成为新时代永恒的主题。近年来，高清浪潮开始进驻家庭、影响消费习惯，并取代DVD碟机成为家庭高清影院主旋律，让用户更好的体验高清所带来的视觉享受。硬盘式高清播放器是一种具有解码播放高清视频文件功能的微型电脑，采用嵌入式操作系统及处理高清视频的专用处理芯片，能够支持市面上大多数高清编码格式或封装格式的视频播放。3D高清硬盘播放器是一款支持全3D图形的硬盘播放设备，目前市场上的硬盘播放设备很多，大部分是支持普通的2D片源，有少部分支持左右或者上下3D，不支持真正的3D图形；而蓝光播放器虽然支持模拟3D播放，但是因为蓝光光驱的光头容易损坏以及蓝光光盘片源有限价格高等因素而影响使用和推广。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种新型结构和多功能的3D高清多媒体播放装置，采用视频处理器XC4210，运用Linux软件平台组成一款支持3D图形的硬盘播放机，XC4210是带安卓软件包和嵌入式操作系统，具有二路高清解码，二路高清代码转换器和一路高清编码，通过2D图形库和专业3D引擎，开放的图形语言完成2D/3D图形加速，支持普遍使用的H.264，MPEG2，VC-1等视频格式，支持1080P，50Hz/60Hz，满足市场需求。

为了实现上述目的，本发明的主体结构包括电源、处理器、存储器、内存单元、HDMI输出、模拟音频输出、同轴音频输出、CVBS输出、SATA硬盘、外部USB盘、以太网、分配器、第一串行通讯接口、按键面板、第二串行通讯接口、八路HDMI输出和遥控器，各单元或器件相互依照电学原理对应电信息连接构成系统装置，实现3D高清多媒体播放功效；电源外接12V电源后通过DCDC或LDO芯片将直流电源分别转换成5V、3.3V、1.5V和1V电连通供给各个功能单元；处理器采用视频处理器XC4210分别与各单元信息连通实现视频处理；存储器存储用户端的应用程序，分别与电源和处理器连通后通过应用程序实现用户对视频文件的播放、暂停、停止、循环、快进、快退、删除、复制、设置、更新、上一曲和下一曲一系列控制操作；内存单元连接处理器和模拟音频输出，实现缓冲、数据交换和临时存贮数据功能；HDMI输出由处理器的主芯片XC4210将数字码流重新编码成符合HDMI1.4标准的信号直接输出，该信号同是分配器的输入信号，最高支持到HDMI 1.4；模拟音频输出由处理器的主芯片XC4210将数字码流通过数模转换再分离出来，与视频信号同步的音频信号分左右声道输出；同轴音频输出的标准为SPDIF，提供数字音频信号的输出，其阻抗恒定，传输频带宽，确保信号传输正确；CVBS输出由处理器的主芯片XC4210将数字码流通过数模转换再分离出来成为与音频信号同步的视频信号；SATA硬盘主芯片通过SATA接口与硬盘相接，用来存储用户的片源文件，软件系统对硬盘的文件进行读取、复制或删除操作，并通过遥控器选择硬盘中的某个文件进行播放；外部USB盘电连接U盘或带USB接口的移动硬盘，用于存放升级程序或进行视频文件的USB播放；以太网为千兆以太网接口，电信息连接局域网实现网络资源共享功能；分配器的输入端与八路HDMI输出连接实现八路分配并输出，处理器输出的HDMI信号通过分配器分配转换成八路HDMI信号，支持EDID读取、HDCP解密加密和热插拔功能；第二串行通讯接口与遥控器电信息连通并接收遥控器指令后做解析，转换成遥控指令实现遥控功能；按键面板作为播放装置的控制按键面板，分别设置有播放、暂停、停止、上下左右和设置功能按键，并分别实现控制；第一串行通讯接口接收按键面板的指令后做解析，转换成按键指令发送给处理器，完成按键面板的控制功能；八路HDMI输出与分配器电连通后由分配器输出八路HDMI信号，再通过HDMI线连接到外接的显示设备；遥控器与第二串行通讯接口电信息连接并按照协议发送红外信号，完成播放、停止、菜单、设置、复制、开机自动播放、删除、快进快退和重复播放的功能。

本发明涉及的多媒体式处理器的芯片为XC4210，为3D电视专用，包括全3D电视显示格式能力、2D/3D图形渲染和最新的H.264多视图编解码器、3D电视解码标准；芯片XC4210在一个主要的MIPSMIPS32 74Kf应用处理器和两个卸载处理器上实现超过3200DMIPS的用户性能，处理器是同步运行的实时操作系统，MIPS32 74K内核系列为高性能SoC设计提供关键优势，同时减少整体芯片面积、成本及功耗；74K内核是频率速度超过1GHz的可合成处理器，采用标准单元库和EDA流程；74K内核系列基于采用无序发送指令调度的超标量微架构，嵌入式微架构集成MIPSTM DSP特定应用扩展(ASE)修订版本，这些指令与双发74K微架构结合提升信号处理能力；芯片XC4210同时编码、解码并转码高达1080p60/50的HD视频，具备将多种形式的多媒体内容转录和转码到许多多媒体容器格式的能力，实现机顶盒、PC/笔记本电脑、DTV、游戏机、蓝光播放器、DLAN客户端、无线平板电脑和智能手机多种联网消费娱乐设备间的无缝流动、下载和侧载(side loading)；运用ViXS的实时转录功能使受保护的内容确保不同设备间的安全性，实时转码提升流效率，以节省带宽并增加存储容量；XC4210具有最低码率的编码-1.25MBPS；采用VIXS的算法，根据带宽的大小对波特率进行相应调整，达到图像传输效果；XC4210将ITU-656图像数据压缩成MPEG2或MPEG4格式；利用将MPEG2转换成为MPEG4的格式转换功能，迅速制作出用于传送给PSP便携游戏机或iPod便携音乐播放器的视频文件；芯片XC4210同时处理两路数据流，同时录制数字电视节目和模拟电视节目并存储视频图像；芯片XC4210集成有多媒体处理和下一代SoC解决方案所需的系统周边功能，以完成更复杂的业务应用；XC4210带有安卓系统的软件包，支持嵌入式Linux操作系统平台，具有两路高清解码处理器同时支持两路高清解码，两路高清代码转换器(转码)和一路高清编码，具备先进的3D图形引擎完成3D图形加速，支持普遍使用的H.264，MPEG2，VC-1视频格式，支持1080P，50Hz/60Hz；具备高流量的网络处理器，支持OTT视频服务和内容，集成不同的外围设备，包括PCI串行总线接口、DDR3、SATA接口、USB接口、NAND Flash控制器和SPI FLASH控制器，支持千兆位以太网和DDR3，支持全解析度的3D电视。

本发明实现3D多媒体播放运行时，先将高清播放装置通电后进行系统引导，驱动所有硬件并完成硬件的初始化，初始化包括动态内存设定、设定boot loader，kernel及文件系统的位置和网络设定，同时完成初始化输入输出接口、初始化内存和设定保护栈工作，然后将内核调入内存工作之后，运行相关文件用于解压内核以及启动内核映像，一旦内核启动，则相关文件所在内存空间将被释放，然后再经过相关初始化工作，如建立虚拟地址到物理地址的映射和建立页表，再启动应用程序，应用程序首先检测USB是否插入，如果有USB插入则检测USB盘中是否有升级程序文件，如果有升级程序则更新系统程序提示用户重新启动，如果没有升级程序，没有USB接入则执行加载资源图片、加载语言文件和播放程序串口初始化，然后再检测按键信息，包括遥控器上的按键和按键面板上的按键，如果有按键消息则跳转到相应的按键功能模块，如果没有按键消息则一直等待按键的输入直到有按键消息。

本发明与现有技术相比，一是画质好，支持大码率，播放能力强；二是优质视频图像解码输出，格式兼容性好，支持功能强；三是更新片源简单容易，外置移动硬盘、U盘直接与内置硬盘进行文件互拷贝；四是支持外部存储设备的文件流畅播放，可扩展硬盘；五是可靠性好，采用外置电源适配器提供稳定的直流电压，安全可靠；六是支持蓝光，支持3D图形引擎，支持左右上下和模拟3D播放；七是支持HDMI标准HDMI1.4；八是通过外置移动硬盘、U盘进行软件的升级，更新软件容易操作；九是支持上电自动播放及直接断电关机；十是支持密码控制播放及编辑，兼容安卓操作系统，可与平板电脑和智能手机进行无缝连接。

附图说明：

图1为本发明的主体结构连接原理示意图。

图2为本发明实现播放时的工作流程原理示意框图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图作进一步说明。

实施例：

本实施例的主体结构包括电源1、处理器2、存储器3、内存单元4、HDMI输出5、模拟音频输出6、同轴音频输出7、CVBS输出8、SATA硬盘9、外部USB盘10、以太网11、分配器12、第二串行通讯接口13、按键面板14、第一串行通讯接口15、八路HDMI输出16和遥控器17；电源1外接12V电源，通过DCDC或者LDO芯片将12V直流电源转换成5V，3.3V，1.5V，1V供电给各个功能单元；XC4210多媒体处理器2为播放装置的核心处理单元，采用加拿大威视(Vixs)系统股份有限公司出品的视频处理器XC4210完成视频处理工作；FLASH存储器3存储用户端的应用程序，通过应用程序实现用户对视频文件的播放、暂停、停止、循环、快进、快退、删除、复制、设置、更新、上一曲、下一曲等一系列的控制操作；DDR3内存4连接处理器和其他设备的通道，起到缓冲和数据交换及临时存贮数据用，当处理器在工作时，需要从硬盘等外部存储器上读取数据，然后读到内存进行处理，但由于硬盘储量太大，加上离处理器很远，运输原料数据的速度比较慢，导致CPU的生产效率低，为了解决这个问题，便在CPU与外部存储器之间，建了一个“小仓库”-内存，内存是播放器的主要部件，应用程序把信息调入内存中运行，才能真正使用其功能；DDR3是一种内存规格，属于SDRAM家族的内存产品，提供了相较于DDR2 SDRAM更高的运行效能与更低的电压，是DDR2 SDRAM(四倍资料率同步动态随机存取内存)的后继者(增加至八倍)，也是现在最先进的内存产品；HDMI输出5由主芯片XC4210将数字码流重新编码成符合HDMI1.4标准的信号直接输出，该信号也是分配器的输入信号，最高支持到HDMI 1.4；模拟音频输出6由主芯片将数字码流通过数模转换，再分离出来，与视频信号同步的音频信号，分左右声道输出；同轴音频输出7(Coaxial)，标准为SPDIF(Sony/Philips Digital InterFace)，是由索尼公司与飞利浦公司联合制定的，在视听器材的背板上有Coaxial作标识，主要是提供数字音频信号的输出；其优点是阻抗恒定，传输频带较宽，确保信号传输正确；CVBS输出8由主芯片将数字码流通过数模转换，再分离出来，与音频信号同步的视频信号，即CVBS信号，也叫AV接口或者Video接口，是目前最普遍的一种视频接口，几乎所有的电视机、影碟机类产品都有这个接口；SATA硬盘9主芯片通过SATA接口与硬盘相接，SATA硬盘是用来存储用户的片源文件，软件系统对硬盘的文件进行操作，比如读取，复制或者删除等操作，可通过遥控器选择硬盘中的某个文件进行播放等；外部USB盘10可接U盘或带USB接口的移动硬盘，用于存放升级程序或者进行视频文件的USB播放；以太网11千兆以太网接口，可连接局域网，实现网络资源共享功能；分配器12为八路HDMI分配器，将XC4210输出的HDMI信号通过该模块分配转换成八路的HDMI信号，支持EDID读取，HDCP解密加密，热插拔等功能，最高支持HDMI1.4兼容以下标准；第二串行通讯接口13主要就是接收遥控器过来的指令，然后做解析，转换成遥控指令实现遥控上的功能；控制面板14播放器的控制按键，包括播放，暂停，停止，上下左右，设置等功能按键；第一串行通讯接口15是接收面板按键过来的指令，然后做解析，转换成按键指令发送给4210，完成面板按键的控制功能；八路HDMI输出16由分配器输出八路HDMI信号，通过HDMI线连接到显示设备；遥控器17按照协议发送红外信号，完成播放，停止，菜单，设置，复制，开机自动播放，删除，快进快退，重复播放等功能。

本实施例的存储器3为内置SATA3.5”硬盘，最大到2T，能够外挂U盘和USB移动硬盘；文件管理系统为U盘NTFS及FAT32、硬盘EXT3；接口包括一路SATA接口、USB2.0(high speed)host、RJ45网口一个和红外接收头一个；输出接口包括HDMI八路，其输出的分辨率为480P、576P、720P、1080i和1080P；CVBS一路，1Vpp 750hm；模拟音频R/L一路；音频同轴接头一路；电源为DC 12V 3A适配器；面板结构为1X电源开关(关断总电源)、1X电源指示灯、1X红外接收头、7X功能按键和2XUSB接口。

本实施例运行按照附图2所示的流程进行，播放的媒体文件格式包括视频压缩格式：2D(分辨率达到720P、1080i、1080P)；MPEG1/2/4；WMV9/WMVHD/VC-1，H.264；3D(分辨率达到720P、1080i、1080P)；MPEG2；H.264；3D模式：SIDE BY SIDE；TOP & BOTTOM；LINE BY LINE；视频文件类型：M2TS；MKV、AVI、WMV；Ts、Tp；MP4、MPEG；音频文件格式：MP3；AAC；WAV；WMA；图片文件格式：JPEG；BMP。

本实施例的系统功能包括：一是播放内置硬盘、外置移动硬盘、U盘、SD卡中的3D高清视频文件、音频文件及图片文件，并输出可达1080P/60分辨率的数字信号和PAL/NTSC模拟信号；二是外置移动硬盘、U盘可直接与内置硬盘进行文件互拷贝；三是可以删除存储设备中的文件；四是通过外置移动硬盘、U盘进行软件的升级；五是开机后可自动播放视频文件，直到关机；六是播放文件过程中，可以有停止、暂停、快进、快退、上一曲、下一曲等功能；七是支持上电自动播放及直接断电关机；八是密码控制播放及编辑，内置系统密码恢复。

Claims (2)

1.一种3D高清多媒体播放装置，包括电源、处理器、存储器、内存单元、HDMI输出、模拟音频输出、同轴音频输出、CVBS输出、SATA硬盘、外部USB盘、以太网、分配器、第一串行通讯接口、按键面板、第二串行通讯接口、八路HDMI输出和遥控器，各单元或器件相互依照电学原理对应电信息连接构成系统装置，实现3D高清多媒体播放功效，其特征在于电源外接12V电源后通过DCDC或LDO芯片将直流电源分别转换成5V、3.3V、1.5V和1V电连通供给各个功能单元；处理器采用视频处理器XC4210分别与各单元信息连通实现视频处理；存储器存储用户端的应用程序，分别与电源和处理器连通后通过应用程序实现用户对视频文件的播放、暂停、停止、循环、快进、快退、删除、复制、设置、更新、上一曲和下一曲一系列控制操作；内存单元连接处理器和模拟音频输出，实现缓冲、数据交换和临时存贮数据功能；HDMI输出由处理器的主芯片XC4210将数字码流重新编码成符合HDMI1.4标准的信号直接输出，该信号同是分配器的输入信号，最高支持到HDMI 1.4；模拟音频输出由处理器的主芯片XC4210将数字码流通过数模转换再分离出来，与视频信号同步的音频信号分左右声道输出；同轴音频输出的标准为SPDIF，提供数字音频信号的输出，其阻抗恒定，传输频带宽，确保信号传输正确；CVBS输出由处理器的主芯片XC4210将数字码流通过数模转换再分离出来成为与音频信号同步的视频信号；SATA硬盘主芯片通过SATA接口与硬盘相接，用来存储用户的片源文件，软件系统对硬盘的文件进行读取、复制或删除操作，并通过遥控器选择硬盘中的某个文件进行播放；外部USB盘电连接U盘或带USB接口的移动硬盘，用于存放升级程序或进行视频文件的USB播放；以太网为千兆以太网接口，电信息连接局域网实现网络资源共享功能；分配器的输入端与八路HDMI输出连接实现八路分配并输出，处理器输出的HDMI信号通过分配器分配转换成八路HDMI信号，支持EDID读取、HDCP解密加密和热插拔功能；第二串行通讯接口与遥控器电信息连通并接收遥控器指令后做解析，转换成遥控指令实现遥控功能；按键面板作为播放装置的控制按键面板，分别设置有播放、暂停、停止、上下左右和设置功能按键，并分别实现控制；第一串行通讯接口接收按键面板的指令后做解析，转换成按键指令发送给处理器，完成按键面板的控制功能；八路HDMI输出与分配器电连通后由分配器输出八路HDMI信号，再通过HDMI线连接到外接的显示设备；遥控器与第二串行通讯接口电信息连接并按照协议发送红外信号，完成播放、停止、菜单、设置、复制、开机自动播放、删除、快进快退和重复播放的功能；处理器的芯片为XC4210，为3D电视专用，包括全3D电视显示格式能力、2D/3D图形渲染和最新的H.264多视图编解码器、3D电视解码标准；芯片XC4210在一个主要的MIPSMIPS32 74Kf应用处理器和两个卸载处理器上实现超过3200DMIPS的用户性能，处理器是同步运行的实时操作系统，MIPS32 74K内核系列为高性能SoC设计提供关键优势，同时减少整体芯片面积、成本及功耗；74K内核是频率速度超过1GHz的可合成处理器，采用标准单元库和EDA流程；74K内核系列基于采用无序发送指令调度的超标量微架构，嵌入式微架构集成MIPSTM DSP特定应用扩展修订版本，这些指令与双发74K微架构结合提升信号处理能力；芯片XC4210同时编码、解码并转码高达1080p60/50的HD视频，具备将多种形式的多媒体内容转录和转码到许多多媒体容器格式的能力，实现机顶盒、PC/笔记本电脑、DTV、游戏机、蓝光播放器、DLAN客户端、无线平板电脑和智能手机多种联网消费娱乐设备间的无缝流动、下载和侧载；运用ViXS的实时转录功能使受保护的内容确保不同设备间的安全性，实时转码提升流效率，以节省带宽并增加存储容量；XC4210具有最低码率的编码-1.25MBPS；采用VIXS的算法，根据带宽的大小对波特率进行相应调整，达到图像传输效果；XC4210将ITU-656图像数据压缩成MPEG2或MPEG4格式；利用将MPEG2转换成为MPEG4的格式转换功能，迅速制作出用于传送给PSP便携游戏机或iPod便携音乐播放器的视频文件；芯片XC4210同时处理两路数据流，同时录制数字电视节目和模拟电视节目并存储视频图像；芯片XC4210集成有多媒体处理和下一代SoC解决方案所需的系统周边功能，以完成更复杂的业务应用；XC4210带有安卓系统的软件包，支持嵌入式Linux操作系统平台，具有两路高清解码处理器同时支持两路高清解码，两路高清代码转换器和一路高清编码，具备先进的3D图形引擎完成3D图形加速，支持普遍使用的H.264，MPEG2,VC-1视频格式，支持1080P,50Hz/60Hz；具备高流量的网络处理器，支持OTT视频服务和内容，集成不同的外围设备，包括PCI串行总线接口、DDR3、SATA接口、USB接口、NAND Flash控制器和SPI FLASH控制器，支持千兆位以太网和DDR3，支持全解析度的3D电视。

2.根据权利要求1所述的3D高清多媒体播放装置，其特征在于实现3D多媒体播放运行时，先将高清播放装置通电后进行系统引导，驱动所有硬件并完成硬件的初始化，初始化包括动态内存设定、设定boot loader，kernel及文件系统的位置和网络设定，同时完成初始化输入输出接口、初始化内存和设定保护栈工作，然后将内核调入内存工作之后，运行相关文件用于解压内核以及启动内核映像，一旦内核启动，则相关文件所在内存空间将被释放，然后再经过相关初始化工作，如建立虚拟地址到物理地址的映射和建立页表，再启动应用程序，应用程序首先检测USB是否插入，如果有USB插入则检测USB盘中是否有升级程序文件，如果有升级程序则更新系统程序提示用户重新启动，如果没有升级程序，没有USB接入则执行加载资源图片、加载语言文件和播放程序串口初始化，然后再检测按键信息，包括遥控器上的按键和按键面板上的按键，如果有按键消息则跳转到相应的按键功能模块，如果没有按键消息则一直等待按键的输入直到有按键消息。