Содержание

Телевизионные процессоры семейства UOCIII

Телевизионные процессоры семейства UOCIII

Телевизионные процессоры семейства UOCIII в свое время стали естественным продолжением одного из направлений концепции Global TV от Philips. В одном корпусе объединены: микроконтроллер x51 с Flash ROM, знакогенератором, телетекстом, видеопроцессор с управлением по I2C, устройства обработки звука разного уровня сложности и дополнительные: линии задержки, фильтры, переключатели и т.д.

Предлагается обзор структуры и особенностей различных версий UOCIII с точки зрения взаимозаменяемости – возможности размещения прошивок внутренней ROM в других аппаратных версиях процессоров. Рассмотрены условия применения широко распространенных TDA12020H(H1), TDA12025PQ и TDA12060H(H1) вместо труднодоступных (со специальными функциями). Приведены характерные примеры.

Структура

UOCIII от Philips содержат 2 базовых компонента: кристаллы микроконтроллера (Picasso) и сигнального процессора (Cosmic), На них, помимо основных модулей – микроконтроллера с флэшь-памятью и видеопроцессора, могут быть сформированы дополнительные: телетекст, Audio DSP, коммутаторы и т.д. Вместе с различными вариантами построения секции микроконтроллера получаем разнообразие аппаратных версий с разными комбинациями возможностей.

Структура UOC III

Расшифровка маркировки не корпусе м/с:

Маркировка UOC III

Для лучшего понимания работы процессора полезно сравнить прежние устройства на нескольких отдельных микросхемах и собственно UOCIII (выполненный как один многокристальный комплекс): принцип построения общий. Для управления также используется шина I2C, соединяющая как внутренние, так и внешние устройства. Кроме того, предусмотрены многочисленные внутренние коммутаторы, позволяющие выбирать путь прохождения сигнала без изменения внешних цепей.

1998-2006

Основные различия

1. Тип корпуса

Две формы: для обычного (QIP-90) и поверхностного (QFP-128) монтажа.

Цоколевка может быть обычная – Face Up (Standard), или зеркальная – Face Down. В корпусе QIP90 это не отражено в маркировке – нужно смотреть на ключ с внешней стороны корпуса: вырезан посередине торца (FU) или нанесен лазером в углу (FD).

Корпус QIP-90

При отсутствии нужного корпуса можно в крайнем случае осторожно перегнуть выводы на другую сторону.

2. Версия кристалла (IC Version)

Кристалл улучшали – появлялись новые:

N1A, N1B, N1C, N1D, N1E, N1F.

Поздняя всегда заменяет раннюю при совпадении остальных фич. Обратная замена также возможна, но положительный результат в общем случае не гарантирован, особенно для прошивок со специальными функциями. Хотя в плане взаимозаменяемости различия не критичны, например:

2.1. N1A-N1B – ранняя версия микроконтроллера (Hercules), N1D-N1F - усовершенствованная (Picasso)

2.2. Одновременно понемногу совершенствовалась сигнальная секция. Но эти изменения не существенны, например:

N1A-N1D – требуют внешнего источника 1,8V, в то время как N1F может без него обойтись, если просто соединить внутренний источник на выводе VDDC с остальными выводами питания 1,8V - его максимальный ток увеличен. Но на практике внешний источник применяется почти всегда.

В N1F усложнена секция аудио (Full Stereo), но замене на N1D это не мешает.

3. Секция микроконтроллера, ROM и телетекст.

3.1. Все версии микроконтроллера, применявшиеся в UOCIII, программно совместимы.

3.2. Flash ROM. Размер – 128K и 256K. Понятно, что 128 всегда поместится в 256 (но не наоборот).

3.2.1. В некоторых случаях размер может быть больше заявленного в маркировке. Например, TDA12021H/N1F00 реально содержит 256K, а не 128, как указано в маркировке. Секция PK26 (телетекст) и Test ROM находятся по тем же адресам, что и в штатных 256K. Эта аппаратная версия совместима (а возможно, и практически идентична) с TDA12021H/N1F80. Такие случаи указаны в сравнительной таблице как «8 sector ROM». Видимо, это было сделано в целях оптимизации производства: модуль DSP находится на одном кристалле с микроконтроллером и ROM - в поздних версиях N1D-N1F и во всех TDA150xx кристалл с DSP изготовлен сразу под 256K. В то же время ранняя версия – TDA12021H/N1B00 – именно 128K согласно маркировке. Реальный размер легко определить при чтении или программировании. Один из способов доступа описан, например, здесь

3.2.2. Существуют UOCIII с Mask ROM, когда она доступна для чтения, но не может быть стерта или изменена. Это отражено в маркировке.

3.3. Телетекст (TXT), 10-страничный.

При отсутствии этого модуля просто не будет приема телетекста, остальные функции не пострадают.

Прошивки для 100-страничного телетекста могут работать некорректно в болванках без него или с 10-страничным, например, зависать при приеме телетекста.

4. Секция радиоканала и обработки видео.

Все версии видеопроцессора ( ~ TDA8885H в прежних разработках) очень похожи.

Отсутствие дополнительных модулей в секции видео при замене на другую аппаратную версию UOCIII не вызывает нарушений в работе системы и не приводит к неработоспособности микросхемы, так как они управляются не по шине, а напрямую. К таким «необязательным» относятся:

4.1. Comb Filter ( ~ TDA9181T) - гребенчатый фильтр. (Есть в TDA12021, отсутствует в TDA12020, например.) Служит для уменьшения муара цветовых поднесущих. Работает только в системах PAL и NTSC. Его действие сколько-нибудь заметно только на измерительной таблице.

4.2. DW / Panorama. Управляемая линия задержки на строку. (Есть в TDA12021/N1F01, нет в TDA12021/N1F00, например.) Выполняет две функции:

4.2.1. DW (Double Window). Эффект деления экрана на 2 части под различные цели: в одной – телетекст, в другой – изображение с одновременным сжатием по горизонтали.

4.2.2. Panorama. Изменяет линейность по горизонтали, растягивая его на краях.

Если этих модулей нет в болванке – это не помешает работе устройства и не создаст особых проблем пользователям. Многие даже и не знают о них. И на практике эти эффекты редко применяются.

4.3. TDA120xx и TDA150xx (для LCD TV). К сожалению, даташит на TDA150xx найти не удалось. Но судя по всему, разница только в видеопроцессоре, а именно – в структуре выходных цепей RGB. И она не очень значительна. Например, в шасси LC4.1E от Philips штатная м/с TDA15021H1/N1B91 заменялась на TDA12021H1/N1F82 - со сходными важнейшими фичами. Проблем в работе не наблюдалось. В то же время ставить TDA150xx в кинескопные ТВ не следует. Предположительно, в них могут отсутствовать функции автобаланса белого и ограничения тока луча.

4.4. Микросхемы с маркировками TDA12000…TDA12009, TDA12040… (не все системы цвета) не исследовались на возможность замены – их нет в аппаратах, которые продавались в России и ближнем зарубежье.

5. Секция обработки звука.

Структура секции аудио

Именно здесь очень много различий, вызывающих несовместимость. Кроме того, структура этой секции неоднократно менялась по мере совершенствования в процессе производства и выпуска новых версий. Некоторая неопределенность есть даже в даташитах разных релизов. Вообще в документации как-то очень не конкретно указано соответствие свойств микросхемы и элементов маркировки. Поэтому для получения максимально полной картины кое-что пришлось уточнить.

5.1. Конфигурация секции аудио.

Варианты конфигурации секции аудио

Перечислены в порядке усложнения. Использованы оригинальные названия (выделено):

Mono

128K ROM. Опционально – TXT, Comb Filter.

AV-Switch Only (AV-Stereo without Audio DSP)

В названии все сказано. 128K ROM. Опционально – TXT, Comb Filter.

AV-Stereo with Audio DSP

Аудио процессор только по НЧ. Опционально – 128 или 256K ROM, звуковые эффекты (Dolby), DW / Panorama, TXT, Comb Filter.

Stereo (AV&Full Stereo)

Аудио процессор, FM-Stereo, NICAM. Опционально – 128 или 256K ROM, звуковые эффекты (Dolby), DW / Panorama, TXT, Comb Filter.

5.2. Аудио интерфейс. Между Mono, AV-Switch Only и остальными есть различия по назначению некоторых выводов секции звука. Не используемые в классическом включении выводы все равно подключены к кристаллу и при определенных условиях могут быть задействованы.

Различия в назначении выводов

5.3. Звуковые эффекты. В версиях UOCIII, содержащих Audio DSP ( ~ TDA9875AH), может присутствовать модуль звуковых эффектов Dolby Surround (Stereo+). Наличие этих эффектов (DPL, VDS, SRS-3D, SRS-TS, BBE) определяется знаками в конце названия корпуса: 0B, 10, 82… - см расшифровку. Этот модуль соответствует отдельной микросхеме SAA7712 в старых разработках.

В версиях без DSP (Mono и AV-Switch Only) звуковых эффектов нет.

6. Совместимость

6.1. Прошивки, рассчитанные на работу в микросхемах с Dolby Surround (Stereo+), в общем случае требуют наличия этого модуля.

6.1.1. Если хотя бы один из звуковых эффектов Dolby заявлен в маркировке, то прошивка, рассчитанная на любой один или несколько этих эффектов, будет работать в этой аппаратной версии без каких-либо заметных проблем. Пример выше в п. 4.3.: согласно маркировке, TDA1…91 и TDA1…82 содержат различные звуковые эффекты, но для совместимости это не имеет значения.

6.1.2. При попытке разместить любую прошивку со звуковыми эффектами в корпусе без нее, например, прошивку из примера выше – в аппаратную версию TDA12020H1/N1B80 Stereo, или, допустим, прошивку от TDA12010H/N1B0B Stereo+ в TDA12010H/N1B00 Stereo, возможны различные нарушения работы. Например, просто не будет звука. Но может и вообще не включиться, поскольку модуль Dolby Surround не будет отвечать по шине. А если одно из внутренних устройств не отвечает, то это во многих случаях приводит к циклическому перезапуску. Также возможны и другие проявления (зависит от конкретной прошивки): срабатывание защиты, отсутствие изображения и графики, зависание и т.п., подобно тому, как это часто происходит при отсутствии одного из объектов шины в старых аппаратах (на нескольких отдельных микросхемах).

6.2. То же может происходить с прошивками от AV-Stereo with Audio DSP и Stereo (с Audio DSP) в аппаратных версиях Mono или AV-Switch Only (без DSP).

Прошивки, изначально предназначенные для Mono, не будут корректно работать в Stereo, обратная замена в общем случае также невозможна, если производителем не указано иначе.

6.2. Замена одной конфигурации аудио на другую в общем случае не предусмотрена. Но, поскольку разработчики часто используют определенные шаблоны при создании ПО, то некоторые закономерности можно проследить. Во многих случаях прошивка от простой аппаратной версии UOCIII «приживается» в более сложной. Примеры:

6.2.1. TDA12072H/N1F01 AV-Stereo with Audio DSP, прошивка CW4_ERU_(2.00P)_E200_ERU - аппарат JVC (21 дюйм) шасси CW.

Согласно указанию производителя, ее можно разместить в TDA12021H/N1F01 AV&Full Stereo. В TDA12020H/N1F00 и подобных, естественно, тоже. Но в TDA12060H AV-Switch Only – работать не будет! Там нет DSP.

Ставим эксперимент:

TDA12072PQ/N1D00 CM500_Ver1.5G_ERAFR

TDA12072PQ/N1F00 CM650_Ver2.56H_ERAFR

(Daewoo шасси CM500, CM650) AV-Stereo with Audio DSP.

По аналогии с примером выше размещаем эти прошивки в TDA12025PQ/N1F80 AV&Full Stereo. Для установки пришлось осторожно перегнуть выводы на другую сторону - цоколевка зеркальная.

Выясняется, что они работают корректно - неиспользуемый модуль FM-Stereo/NICAM не мешает работе устройства.

6.2.2. TDA12020H/N1F00 Stereo, прошивка JQ0728 - аппарат Sanyo шасси FB1-B (FB1-C). Без проблем работает в TDA12020H/N1F10 AV&Full Stereo+ - по умолчанию неиспользуемый модуль Dolby Surround исключен из тракта обработки звука.

6.3. Иногда прошивки со специальными функциями все же могут работать в определенных простых версиях UOCIII, если это предусмотрено разработчиком. В этом случае после сброса микроконтроллер опрашивает внутренние и внешние устройства и конфигурирует сигнальную часть, исключая отсутствующие модули из процесса. Для этого в одних случаях могут потребоваться изменения сервисных настроек в EEPROM, в других это происходит автоматически. При этом в пользовательском меню могут исчезать или становиться недоступными некоторые пункты. Иногда варианты замены указываются в сервисной инструкции. Примеры:

6.3.1. Philips шасси L04E, L04A, L04U. Штатно установлен TDA12010H1/N1B51 Stereo+ со звуковыми эффектами. В прошивке L04AT1 3.2 для этого шасси предусмотрена адаптация. Производителем предлагаются следующие замены:

TDA12000H1/N1B50 TDA12040H1/N1B51 TDA12021H1/N1B10 TDA12020H1/N1B11 TDA12060H1/N1B00 TDA12010H1/N1B50 TDA12020H1/N1B10

Как видно, в одном из предлагаемых вариантов – TDA12060H1/N1B00 AV-Switch Only, отсутствуют звуковые эффекты и Audio DSP, но работать он будет. Только с антенны звук будет моно. В то же время TDA12021H1/N1F00 AV&Full Stereo – не работает. Под такое сочетание внутренних модулей (DSP есть, звуковых эффектов – нет) прошивка не рассчитана.

6.3.2. В аппарате Elenberg 29F08 (шасси KP29TK207A4 от китайской Konka) установлен TDA12062H1/N1F00 AV-Stereo with Audio DSP.

Согласно сервисной инструкции на данное шасси можно вместо него установить TDA12060H1/N1F00 AV-Switch Only или TDA11010H1/N1F00 Mono. Но тогда в некоторых сборочных версиях плат при установке TDA12060 вместо TDA12062 придется внести в схему изменения: снимать звуковой сигнал не с выводов 60, 61, а с 62, 63 (см. п. 5.2.). Точно так же будет при установке TDA12020H1/N1F00 AV&Full Stereo. При установке TDA11010H снимать звук нужно с вывода 62. Во всех этих микросхемах будет работать любая версия прошивки для шасси вида KP2xTK2xx. Таким образом, здесь мы видим автоматическую адаптацию под аппаратную версию. Интересно то, что эта прошивка почему-то принимает TDA12020 как TDA12060, и соответственно переключает выводы.

6.3.3. Sony шасси BX1S, BX1L (TDA1x10xxH), CX1 (TDA1x0xxH1). Cравнение разных моделей показало, что одни и те же прошивки могут быть размещены в различных болванках. Например, прошивки версий 2.57A / 2.57M (M - без телетекста) обнаружились в следующих типах микросхем: TDA11010H/N1B00 Mono TDA12067H/N1B0B (TDA12077HN1B0B) AV-Stereo+ with Audio DSP TDA12029H/N1B0B (TDA12029H/N1E3F, TDA12029H/N1E7F) AV&Full Stereo+.

Кроме того, выяснилось, что многие прошивки, например, упомянутые 2.57A / 2.57M и 2.68R, работают и в доступных болванках TDA12020H/N1F00 AV&Full Stereo (без звуковых эффектов).

Поскольку сервисное меню этих шасси позволяет отключать опции, поддерживаемые отсутствующими модулями, то, скорее всего, большинство прошивок BX1 будут работать в разных болванках.

6.4. Если не удается перенести прошивку в другой доступный процессор, остается только искать подходящую от этого же шасси, но в другой аппаратной версии. Например, прошивки от TDA11010H/N1B00 Mono от JVC шасси CW нельзя перенести в болванки TDA120xx, Но все TDA11010H в этих моделях легко заменяются на TDA12021H/N1D01 (TDA12020H/N1F00) с прошивкой CW2 ERU (2.01P) D201_ERU даже без коррекции сервисных настроек.

Эта прошивка вообще интересная – работает в TDA12060H/N1F00 AV-Switch Only и во всех остальных аппаратных версиях, кроме Mono. Причем в сервисной инструкции об этом не сказано…

7. Некоторая статистика по замене.

7.1. Если результат переноса заранее не известен, то при отсутствии AV-Stereo with Audio DSP, в большинстве случаев можно использовать Stereo (AV&Full Stereo), поскольку везде имеется DSP.

7.2. Прошивки, изначально предназначенные для AV-Switch Only, часто могут работать в Stereo и AV-Stereo with Audio DSP. Внутренние коммутаторы во многих случаях встают в положение, обеспечивающее обход неиспользуемого модуля DSP. Но гарантировать результат нельзя – различия все же слишком велики.

7.3. Прошивки со звуковыми эффектами и DSP обычно требуют такого же процессора. Вообще, попытка «засунуть» такую прошивку в первую попавшуюся микросхему, как правило, заканчивается неудачей. В то же время прошивки без звуковых эффектов, но с DSP, будут работать в Stereo+

7.4. Прошивки для новой версии кристалла (N1C, N1D, N1F) не рекомендуется размещать в старых (N1A, N1B) болванках. Могут быть проблемы, например, отсутствие некоторых входов. Наоборот - сколько угодно.