@老马.张 谈播出之

第五讲、关于集成化

                                      天虹数码  833655

一、什么是集成化

我们现在推广“集成化”播出系统的时候经常不被接受，被一些人看做是“异类”，投标时不被理解、不被认同。这也难怪，评标专家也没有见过什么是集成化。有些客户非常认可，但出于招标工作的“公平、公正、公开”原则，不敢把集成化写入标书，因为担心除了天虹之外，没有别的公司来投标。呵呵，无奈。

说说集成化周边的由来。

要谈集成化，先要谈分体式；谈分体式，先谈半导体技术发展。

我是国内比较早用可编程阵列逻辑电路的一批人。华为出第一台程控交换机的时候，我们就在搞图像处理了，他们搞音频，我们搞的是视频，呵呵（不好意思，人家现在太牛了）。82年的时候，第一次接触PC，是苹果的H89(只有256BYTE内存)，小型机是DJS130（没有磁盘，只有穿孔纸带，有一个房间大，哈哈），86年用长城0520。

集成电路开始用74系列和CMOS系列。这些芯片只有单一的功能。比如74LS04是“非门”，74LS08是“与门”， 74LS74是D型“触发器”。80年代后期出现了可编程阵列逻辑芯片，这种芯片内部有很多门电路，主要是与门、非门、或门电路，形成阵列方式。可以通过软件方式，对其内部阵列的熔丝有选择性的熔断，使其完成各种运算功能。当时典型的是PAL和GAL，我也是国内第一批用PAL的人，当时是搞国家“七五”攻关项目：“实时图像处理系统”。

但是PAL 和 GAL的规模比较小，只有几百个门电路，集成度还是很低。后来就出现了FPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列。时至今日。FPGA已经发展到几百万个门电路，体积只有手指盖般大小。

可编程阵列逻辑毕竟是门电路，编程烧制后只能完成特定功能。但由于是并行处理，运行速度快、效率高。在视频上的典型应用，比如可以用作硬件编码模块。固化算法，效率高。

CPU则不一样，它的算法是变化的，是通用处理器。你让它干什么它就干什么。它很灵活，但效率低，完成一条指令要好几个指令周期。

现在的FPGA已经加入了ARM(微处理器，你就把它看做CPU吧)。使得FPGA既有高效处理能力，又有灵活运算能力。

啰嗦这么多，文不对题，还炫耀自己。呵呵，不好意思。谈点正经的。

先谈谈分体式。

播出线上的切换器、帧同步机、键混器、响度控制器都是独立的设备，我们称之为“分体式”设备。每台设备功能单一，自成一体。不管是哪种设备，都包含以下主要部分：输入电路（阻抗匹配、缓冲放大、电缆均衡、时钟再生）、控制电路、输出电路（驱动放大、阻抗匹配）、电源、接插件、机箱，另外就是功能模块。

我们发现，除接插件和功能模块之外，任何设备的其它电路几乎都是一样的，而且很多电路是为电缆的传输而设计的。比如输入电路、输出电路。另外，每台设备机箱空间已经很空余、电源能力也足够强。

如下图：

图中我们还可以看到，设备的核心功能模块（图中两个红色圆圈部分）占据的面积很小，电路板大量的面积被辅助电路所占据。

另外，各个设备的主要功能模块其实很简单。比如：

切换器的核心是交叉点开关。比如16X4的切换，非常简单。

帧同步的核心是存储。目前的芯片存储几帧没有任何困难。

键混实际上就是一个乘法器。设主信号为A，键信号为B，FILL(填充信号)为a，输出为C,则C=a * A + (1-a) * B，a一般有256级，决定键信号的透明度。这个乘法器是小儿科。从这个公式，大家就也明白了，字幕和台标为什么需要FILL和KEY两个输出信号了。

响度控制是一个放大器，可以对音频信号进行缩放。

以上四个设备的核心功能都很简单，用一个普通的FPGA就可以轻松完成。

我们为什么不把这四个设备做到一起呢？做成一台设备呢？这样，用FPGA来完成4项核心功能，而其他电路（输入、输出、电源、接插件）由4套变成了1套。对于我们的技术积累来说，没有难度！4合1，这就是高清集成化周边的由来。

再加入A/D、D/A、嵌入、解嵌,8合1，这就成为了标清集成化周边。

由此可见集成化是播控系统的发展方向。