CN106953616A - 一种数字信号发生器 - Google Patents

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丁小胜
卢敬东
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Shenzhen Play Vision Technology Co Ltd
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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Abstract

本发明涉及数字信号技术领域，尤其涉及一种数字信号发生器，包括SoC芯片和编解码芯片；所述SoC芯片包括图形信号发生器和主控芯片；所述图形信号发生器用于产生图像信号；所述主控芯片用于产生音频信号；所述编解码芯片用于将所述图像信号和音频信号进行合并编码后生成编码信号，并输出所述编码信号，从而产生所需数字信号。该数字信号发生器可广泛应用于各种音视频产品的调试、测试及生产环节，与现有技术中采用FPGA芯片的数字信号发生器相比具有小型化、技术门槛低、研发成本低、研发周期短、工作可靠性高、环境适应能力强、操作简单、易于维护等优点。

Description

一种数字信号发生器
技术领域
本发明涉及数字信号技术领域，尤其涉及一种数字信号发生器。
背景技术
目前市面上高清、超高清数字信号发生器均采用高速FPGA(Field－ProgrammableGate Array，现场可编程门阵列)芯片技术完成图像和声音的产生，然后再通过专业高清接口编码芯片(HDMI transmitter)将音视频信号编码并发送出去。这种技术方案的缺点如下：
1、由于FPGA封装大、功耗高，设计出来的系统很难小型化及轻便化；
2、由于FPGA成本高，FPGA方案软件开发也需要较高成本，导致整机成本居高不下，产品售价过高，生产制造型企业无法大规模使用；
3、FPGA研发周期长，技术门槛高；
4、FPGA芯片采购及专利授权费受制于外国企业。
5、维护极为不便，出现硬件问题只能将整块主板换掉。
发明内容
鉴于现有技术中存在的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是，提供一种数字信号发生器，解决现有技术中采用FPGA芯片技术的数字信号发生器难以小型化，研发成本高、维修不便的缺陷。本发明是通过如下技术方案来实现的：
一种数字信号发生器，包括SoC芯片和编解码芯片；所述SoC芯片包括图形信号发生器和主控芯片；
所述图形信号发生器用于产生图像信号；
所述主控芯片用于产生音频信号；
所述编解码芯片用于将所述图像信号和音频信号进行合并编码后生成编码信号，并输出所述编码信号。
进一步地，所述编解码芯片还用于在输出所述编码信号前对所述编码信号进行HDCP加密。
进一步地，所述编解码芯片还用于接收外部输入的音视频信号，并对所述音视频信号进行分析。
进一步地，所述编解码芯片为支持HDMI2.0b规范的HDMI接口芯片。
进一步地，所述编码信号为HDMI格式的编码信号。
进一步地，所述图形信号发生器包括：锁相环、时序生成器和缓存器；
所述锁相环用于产生各种图像分辨率所需的时钟信号；
所述时序生成器用于按照视频标准CEA-861E所规定的时序，利用所述时钟信号产生行场同步信号及数据使能信号，并通过所述缓存器将所述行场同步信号及数据使能信号输出，以产生所述图像信号。
进一步地，所述数字信号发生器还包括电源管理芯片、供电单元和电池模块；
所述电池模块通过所述电源管理芯片与所述供电单元连接，所述供电单元还与所述主控芯片连接。
进一步地，所述电池模块为锂离子聚合物电池。
与现有技术相比，本发明提供的数字信号发生器包括SoC芯片和编解码芯片，利用SoC芯片取代现有技术的信号发生器中采用的FPGA芯片，在SoC芯片内部集成用于产生图形信号的图形信号发生器和可产生音频信号的主控芯片，通过编解码芯片将图形信号发生器产生的图像信号和主控芯片产生的音频信号进行合并编码后生成编码信号，再输出编码信号，从而产生所需数字信号，可广泛应用于各种音视频产品的调试、测试及生产环节，与现有技术中采用FPGA芯片的数字信号发生器相比具有小型化、技术门槛低、研发成本低、研发周期短、工作可靠性高、环境适应能力强、操作简单、易于维护等优点。
附图说明
图1：本发明实施例提供的数字信号发生器的组成结构示意图。
图2：本发明实施例提供的数字信号发生器中图形信号发生器的组成结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明实施例提供了一种数字信号发生器，包括SoC(System onChip，系统单芯片)芯片2和编解码芯片1。其中，SoC芯片2包括图形信号发生器201和主控芯片202。
图形信号发生器201用于产生图像信号。主控芯片202用于产生音频信号。编解码芯片1用于将图像信号和音频信号进行合并编码后生成编码信号，并输出编码信号。
在SoC芯片2内集成图形信号发生器201和主控芯片202，只需进行简单控制就可以产生各种需要的图形和声音。SoC芯片2内集成的图形信号发生逻辑初衷是为了屏幕菜单显示(OSD，on screen display)用，将这个功能用在图形发生上大大节约了图形信号发生器201的系统成本和设计难度。总体而言，采用SoC芯片2设计的系统具有如下优点：系统可靠性方面，系统更加稳定可靠，可长时间和在恶劣环境下持续工作，且不易死机，同时产生的信号也更加稳定，兼容性更好；研发成本方面，系统成本也更低，更有利于小型化设计,系统设计周期短、技术门槛低、投入研发人员少；操作维护方面，产品操作更简单、更易于维护。
在本实施例中，编解码芯片1为支持HDMI2.0b规范的HDMI接口芯片。编解码芯片1还可用于在输出编码信号前对编码信号进行HDCP(High-bandwidth Digital ContentProtection，高带宽数字内容保护)加密，可采用HDCP2.2和HDCP1.4内容加密标准进行HDCP加密。编解码芯片1还可用于接收外部输入的音视频信号，并对音视频信号进行分析，以判断其是否符合标准。编码信号为HDMI格式的编码信号。
如图2所示，图形信号发生器201包括：锁相环2013、时序生成器2012和缓存器2011。锁相环2013用于产生各种图像分辨率所需的时钟信号，例如4Kx2K@30Hz图像的时钟频率是300MHz。时序生成器2012用于按照视频标准CEA-861E(美国电子消费品制造商协会制定的“未压缩数字视频标准)所规定的时序，利用时钟信号产生行场同步信号及数据使能信号，并通过缓存器2011将行场同步信号及数据使能信号输出，以产生图像信号(例如4Kx2K@30Hz图像信号)。该图形信号发生器201支持输出33种图形信号，最大支持4K*2K@60Hz4:4:4图形信号输出，满足各种测试、检测需求。
数字信号发生器还包括电源管理芯片4、供电单元3和电池模块5。电池模块5通过电源管理芯片4与供电单元3连接，供电单元3还与主控芯片202连接。电池模块5为锂离子聚合物电池，容量为3000mAH。
该数字信号发生器还具有如下特点：色彩空间支持RGB/YCbCr444/YCbCr422/YCbCr420；色深支持24/30/36位；支持HDMI2.0a高动态范围HDR功能；主控模块内置两声道音频信号发生器；支持CEC(Consumer Electronics Control,消费类电子控制)/ARC(AudioReturn Channel，音频回传通道)功能；支持EDID(Extended Display IdentificationData，扩展显示标识数据)读写功能；支持上位机软件控制，上位机可通过串口与主控芯片202连接，以对该数字信号发生器进行控制。
最后应说明的是：上述各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换。而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种数字信号发生器，其特征在于，包括SoC芯片和编解码芯片；所述SoC芯片包括图形信号发生器和主控芯片；
所述图形信号发生器用于产生图像信号；
所述主控芯片用于产生音频信号；
所述编解码芯片用于将所述图像信号和音频信号进行合并编码后生成编码信号，并输出所述编码信号。
2.如权利要求1所述的数字信号发生器，其特征在于，所述编解码芯片还用于在输出所述编码信号前对所述编码信号进行HDCP加密。
3.如权利要求1所述的数字信号发生器，其特征在于，所述编解码芯片还用于接收外部输入的音视频信号，并对所述音视频信号进行分析。
4.如权利要求1至3中任一所述的数字信号发生器，其特征在于，所述编解码芯片为支持HDMI2.0b规范的HDMI接口芯片。
5.如权利要求1所述的数字信号发生器，其特征在于，所述编码信号为HDMI格式的编码信号。
6.如权利要求1所述的数字信号发生器，其特征在于，所述图形信号发生器包括：锁相环、时序生成器和缓存器；
所述锁相环用于产生各种图像分辨率所需的时钟信号；
所述时序生成器用于按照视频标准CEA-861E所规定的时序，利用所述时钟信号产生行场同步信号及数据使能信号，并通过所述缓存器将所述行场同步信号及数据使能信号输出，以产生所述图像信号。
7.如权利要求1所述的数字信号发生器，其特征在于，所述数字信号发生器还包括电源管理芯片、供电单元和电池模块；
所述电池模块通过所述电源管理芯片与所述供电单元连接，所述供电单元还与所述主控芯片连接。
8.如权利要求7所述的数字信号发生器，其特征在于，所述电池模块为锂离子聚合物电池。
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