目前，DVD播放機逐漸被BD播放機取代已經(jīng)成為一種趨勢。這種趨勢也會(huì )延伸到便攜式光盤(pán)播放機領(lǐng)域。在2011年的美國CES展上，Sony、Philips、Sumsung等都繼松下之后推出了自己的便攜式BD播放機，可以說(shuō)明這種趨勢已經(jīng)形成。本文從系統方案的角度出發(fā)，詳細闡述便攜式BD播放機的設計開(kāi)發(fā)內容，旨在為國內的同行們今后在設計產(chǎn)品時(shí)提供一個(gè)方案、一些思路，避免出現類(lèi)似課題，提高開(kāi)發(fā)效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和競爭力。

系統硬件構成

整個(gè)系統硬件的構成如圖1所示，包括OPU、解碼器、MCU、電源電池管理、按鍵及遙控接收、LCD驅動(dòng)、HDMI輸出、USB、網(wǎng)絡(luò )接口、各Switch檢測等。下面詳細闡述各構成的功能。



圖1  系統硬件構成

OPU：因為BD播放機需要兼容DVD和CD，因此這個(gè)模塊需要配置能夠讀取CD/DVD/BD三種光盤(pán)數據的激光頭，目前市場(chǎng)上三洋，索尼等的產(chǎn)品均能滿(mǎn)足這個(gè)要求。

Decoder：BD播放機的解碼器要求能夠解碼1920×1080P的全高清的視頻信號，包括H.264/VC-1/MPEG等，MTK、博通的芯片均能滿(mǎn)足要求。本文列舉的解碼芯片內置了以太網(wǎng)，HDMI，ADAC等芯片，集成度較高。實(shí)際選型時(shí)根據產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的需求，具體選擇。

MCU：MCU的角色很重要。因為便攜式播放機的功能很多，目前在市場(chǎng)上能夠全部完成所有便攜式功能的單一的解碼芯片還沒(méi)有，因此需要增加一個(gè)單獨的MCU來(lái)協(xié)助解碼器構成整個(gè)系統，實(shí)現系統的所有功能。MCU負責處理按鍵及遙控器，控制LCD的驅動(dòng)芯片，電源管理，電池充放電處理，音頻功放等，同時(shí)和解碼器通過(guò)雙方之間的通信進(jìn)行命令的交互和信息的傳遞。

電池電源管理：負責整個(gè)系統的電源管理，包括開(kāi)關(guān)機，適配器/電池使用的切換，電池的充放電處理等。

按鍵和遙控器：處理本體按鍵和遙控器按鍵的輸入。

Switch：負責外部開(kāi)關(guān)，耳機插入的檢測。

RTC：實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，可以作為實(shí)際的計時(shí)使用。

FAN：風(fēng)扇，用于給系統散熱用；BD播放機工作時(shí)，芯片工作頻率較高，功耗較大，需要外加裝置給主要芯片散熱。

Over Current Protection:這個(gè)芯片用來(lái)對USB接口進(jìn)行過(guò)電流的檢測和保護。

USB：用于外接USB設備，擴展光盤(pán)播放機的功能，對應網(wǎng)絡(luò )下載的高清素材播放等。

網(wǎng)絡(luò )接口：有三個(gè)作用，(1)滿(mǎn)足BDA要求的BD live播放；(2)對應軟件網(wǎng)絡(luò )升級，BD播放機的軟件復雜，且BD規格不斷更新，配置這個(gè)功能可以在產(chǎn)品上市以后通過(guò)網(wǎng)絡(luò )的自動(dòng)升級功能對應市場(chǎng)問(wèn)題，滿(mǎn)足市場(chǎng)不斷變化的需求，降低消費者的投入，提高產(chǎn)品的競爭力；(3)對應各種網(wǎng)絡(luò )應用功能。

系統軟件設計

系統主要由解碼器和MCU構成，解碼器和MCU之間通過(guò)通信來(lái)進(jìn)行配合協(xié)調，完成整個(gè)系統的功能。因此系統的軟件設計包含3個(gè)部分即解碼器部分的軟件設計、MCU部分的軟件設計、通信設計。

1解碼器的軟件設計

解碼器軟件在Linux操作系統上架構而成，包括設備驅動(dòng)、中間件和應用層。采用模塊化的設計理念，根據系統功能將系統進(jìn)行劃分成不同層次和不同模塊來(lái)進(jìn)行實(shí)現。不同任務(wù)的運行通過(guò)啟動(dòng)不同的進(jìn)程來(lái)控制。

便攜式藍光播放機同以往類(lèi)似產(chǎn)品的最大區別在于可以播放藍光碟片和具有豐富的網(wǎng)絡(luò )功能。解碼器軟件的系統構成如圖2所示。



圖2  解碼器軟件系統構成

2 MCU的軟件設計
MCU的軟件設計采用了小型操作系統來(lái)管理兩個(gè)任務(wù)。SubTask用于和解碼器進(jìn)行通信，MainTask負責通信之外的所有處理，整個(gè)系統分為驅動(dòng)層，中間層和應用層。驅動(dòng)層包含了硬件設備和OS，有端子配置、按鍵輸入、開(kāi)關(guān)檢測、AMP、FAN、RTC等；中間層則包含了需要向應用層提供的實(shí)現具體功能和動(dòng)作的各個(gè)模塊接口；應用層根據系統的功能，分為UI、OSD等模塊，完成系統所需要實(shí)現的各種功能。MCU軟件的系統構成如圖3所示。



圖3  MCU軟件系統構成

3 通信設計

MCU和解碼器之間的通信，物理層可以采用多種接口形式，這里選用的是UART。關(guān)于協(xié)議層的設計需要重點(diǎn)考慮兩個(gè)方面的問(wèn)題。一是系統所需要的所有功能是否可以實(shí)現，不要產(chǎn)生因為協(xié)議設計的不全面導致系統功能實(shí)現受影響的失誤；二是通信的異常處理機制是否考慮周全，這個(gè)影響到系統的可靠性，包括出錯時(shí)重復發(fā)送次數的設定，通信忙時(shí)等待延時(shí)時(shí)間的設定等。   

功耗設計

功耗設計對于便攜式產(chǎn)品甚為重要，不僅要考慮到正常工作時(shí)消耗的功率，還要考慮到待機時(shí)的功耗。功耗設計涉及到系統多方面的內容，包括芯片的選擇，電路的設計等。具體到本系統需要從OPU部分的功耗、LCD的背光、解碼器的工作功率、周邊電路、待機時(shí)的電源管理等進(jìn)行研討和驗證。