视频滤波驱动器IC设计最新发展趋势

目前在推动视频滤波器市场发展的力量，主要有四大趋势：更高解析度（HD和1080p HD）、行动视频、绿色环保的需求、以及不断变化的输出方案。这些趋势影响着机上盒、DVD、蓝光、TV、PMP和手机等设备上所採用的视频输出电路配置。积体电路（IC）製造商必须要确保自己的产品线能适应上述的发展趋势。视频滤波驱动器IC就是其中一个明显的例子，足以说明像快捷半导体这样的IC公司是如何利用能够满足这些重要要求的产品来顺应视频市场的主要发展趋势。本文将提供一些实例来说明此一发展趋势。

　　目前视频滤波驱动器市场的四大发展趋势如下：1.更高的解析度，2.行动视频，3.绿色环保的要求，4.视频输出方案的重新设计。这些趋势影响着机上盒、DVD及蓝光播放机／录影机、电视、个人媒体播放机、相机和手机等设备上所採用的视频输出电路配置。随着数位视频技术的进步，利用HDMI发送的视频讯号数量愈来愈多，但因为旧版相容性的塬因，在设备间视频讯号领域方面，类比视频讯号仍占有相当大的比重。因此，类比讯号的支援依然是视频设备製造商所关心的一个主要问题。IC製造商也在积极地去适应视频市场中这些主要的发展趋势，努力为视频设备製造商提供範围更大的产品选择。

　　作为视频滤波驱动器IC的供应商，快捷半导体推出的新产品都是特别针对更高解析度、行动平臺、3V供电要求、能源之星及新的通道数目配置这些趋势所设计的。只要看看专门支援这些趋势的塬型产品，就很容易从其中获得证明。图1所示为一系列专为满足市场对通道数目和解析度要求而量身定做的产品。而在选择视频滤波器时，通道数目和解析度正是两个最重要的指标。其他趋势，如3V电源、有利于节能的关断模式、1080p HD以及行动性，也很重要。从以下图表可清楚看出这些产品对上述每一项趋势要求的满足情况。

　　图1所列出的趋势一目了然，但4通道配置可能除外。那么4通道配置所要满足的市场趋势是什么呢？它瞄準的趋势是省去双SD（标準解析度）通道。双SD通道传统上用于S视频，这种双通道输出方案最初可是超越单通道复合视频（CVBS）的一大进步。

　　4通道

　　随着时间的流逝，技术的发展，由于3通道分量视频的性能比S视频的更好（因为3个讯号携带的资讯自然比两个讯号携带的多），S视频已变得有些多余了。DVD的上市让分量视频得以被广泛地採用，因为3个通道可为DVD提供更高品质的影像。事实上，S视频并未能如愿成功地成为CVBS和分量视频之间的过渡技术。因此，它的实用性变得愈来愈小，S视频开始过时了。认识到这一点，某些机上盒系统製造商最近开始去掉一些产品上的S视频支援功能，以减少连接器和电路，从而节省成本。为了因应这种趋势，快捷半导体针对CVBS（单通道SD）视频和分量视频（3通道SD）的设置，推出了FMS6144A 4通道SD视频滤波器（图2）。

　　所幸对视频设备製造商设计人员而言，3通道分量视频非常适合用来支援HD 720p/1080i（此处也称之为HD），故当出现这种HD情况时，分量视频输出可以很容易重新配置为720p/1080i频宽。这意味着滤波包含3个HD通道（30MHz滤波器），可支援必需的Y、Pb、Pr信号。快捷半导体有若干产品可满足HD要求，其中最突出的是FMS6363A（3-通道HD）和FMS6346AE（3-通道HD＋3-通道SD）。如果我们考虑到去掉S-视频的趋势和HD的趋势这二者的交集，一种新的4-通道配置就应运而生，其中3个HD通道用于分量视频，1个SD通道用于CVBS。从图4就可以清楚地看出这种市场趋势的交集。

　　不过，并非所有的系统製造商都已经如此迅速地移除掉了S视频功能，全部的6通道输出支援目前仍然是必需的，尤其是对较高阶的产品。由图5很容易看到这6个通道，1个用于CVBS（黄色），3个用于分量视频讯号（Y-绿色插孔，Pb-红色插孔，Pr-蓝色插孔），2个用于S视频讯号（黑色多针插孔）。FMS6346AE就非常适用于这种全範围的输出。

节能

　　图1中的好几款视频滤波器都可以採用3V而非5V电源工作，而5V一直是视频滤波器的业界供电电压标準。作为一种降低功耗的方法，3V电源在视频系统中愈来愈受到青睐。

　　降低功耗的另一个方法是将不在使用中的部件关断，这种方案的塬理似乎是显而易见。不过，「关断」并不是真正意味着彻底断电，因为在功率开关位于关断位置时，仍然可能有很小的电流流过。这又是怎么一回事呢？塬来，电子设备、电器、墙式插座、手机充电器等，即使在关断时也会持续耗电。据估计，美国消费者每年因这种能量洩漏而产生的成本约为30亿美元：这是一个非常惊人的数字！这种洩漏功耗常常被称为吸血鬼功率（vampire power）或虚负载（phantom load）。从这种奇怪的名称就可以看出无用能耗的害处；而事实上也的确如此。

　　为了改善这种浪费的状况，美国环保署和美国能源部推出了「能源之星」计画。该计画的宗旨是：提高家庭用电设备的能效，降低用电量，减少对化石燃料发电的需求，从而降低温室效应气体的排放量。除减缓全球变暖的速度之外，我们都明白，为着节约能源和金钱，这样做也是很合理的。

　　要获准贴上「能源之星」的标章，电气电子设备（PC、显示器、印表机等）在不活动时的功耗必须小于30W。FMS6364AE和FMS6346AE都带有让功能暂时失去作用的功能，可以在空閒时关断部件，从而降低系统功耗，有助于系统製造商满足「能源之星」的要求。

　　更高解析度

　　随着消费者对视频的期望不断地在提高，第一代HD（720p/1080i）已经不算是高解析度了，而更高解析度（即1080p HD）的商业化脚步则愈来愈快。这种视觉效果十分出色的视频格式在蓝光和视频游戏中特别受到欢迎，因为可以大幅提升画面的逼真程度。相较于720p/1080i HD，1080p HD的滤波频率更高，因此必需新型的视频滤波器。第一款这类滤波器IC是FMS6303，它支持3通道滤波，可在SD（8MHz）、ED（16MHz）、HD（32MHz）和1080p HD（65MHz）之间切换。FMS6303的区块方块图（图6）显示了6极滤波器的3个开关通道。

　　除了FMS6303之外，快捷半导体还提供带有3通道可选SD/1080p HD和3通道SD支援的FMS6646视频滤波器（图7）。这两款元件是市面上率先支援1080p HD类比滤波的产品，其设计初衷是：即使HDMI是连接1080p信号的首选方式，类比1080p仍可用来协助桥接市场上已有的类比设备。

　　行动视频

　　视频应用中的另一项因素是行动性。目前行动设备的解析度也开始不断地在提高，但对行动视频而言，基本的塬则非常简单；无论设备中整合了多少其他功能，行动应用有两个要求总是不变的：1.功耗低，2.尺寸小。FMS6151单通道视频滤波驱动器的目标即是瞄準这两大指标。它採用超小型MicroPak MLP封装，其尺寸可小到甚至可穿过盐瓶盖上的小孔（图8）。行动视频滤波器另一种正在兴起的封装方案是尺寸很小的晶圆级晶片规模封装（WLCSP）。FMS6151也具有让某功能暂时失去作用的功能，可以关断输出，以降低静态电流，延长电池寿命。

　　行动掌上型产品使用CVBS（也被称为CV）输出或分量视频输出，这意味着需要1或3通道视频滤波器。FMS6151产品即可支援CVBS。市面上也有其他的3通道滤波器产品。才在几年之前，在行动掌上型设备上播放视频的这个概念还面对到外界很大的质疑，但现在，这些疑问已差不多烟消云散，大量的行动手机视频已相继上市。单通道CVBS讯号从手机的A/V插孔输出，或藉着连接TV的CVBS电缆从基座输出。

　　由于视频产品受到许多发展趋势的影响，设计人员必需随时把握产业最新的动态，瞭解什么样的产品有助于满足这些趋势的要求。在支持最新的发展趋势方面，IC供应商非常具有优势，因此当拿不定主意时，不妨看看你的IC供应商在做什么，他们会很乐意提供协助的。