專利名稱：能夠播放mp3光盤的視盤機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種能夠播放音視頻光盤的視盤機。
MP3是英文全稱為MPEG LAYER 3的縮寫，是采用國際音視頻壓縮標準MPEG中的第三層音頻壓縮模式對聲音信號進行壓縮的一種格式或計算方法，其國際標準的編號為ISO-MPEG Audio Layer-3(ISO-11172-3和ISO-13818-3)，音頻信號用MP3格式刻錄在光盤上就得到MP3光盤。因MP3壓縮格式性能優異，壓縮比達12∶1，故MP3光盤與CD光盤相比，MP3格式文件所占的存儲空間是WAV格式文件的十分之一，且播放時無音質損失。目前MP3光盤一般只在微機上播放。對于普通的VCD、超級VCD或DVD視盤機來說，因其電路一般采用雙CPU控制結構，工作時既要對執行電路進行控制、又要互相間保持通訊，故采用該電路結構，很難實現對MP3光盤的播放。
本實用新型的目的是，提供一種能夠播放MP3光盤且播放時音質無損失的音視頻視盤機。
本實用新型總的技術構思是，采用使設置在MPEG解碼器中的中央處理器成為整機的單一中央處理器而對整個系統進行控制的結構形式，并在與MPEG解碼器相連接的只讀存貯器中設置含有識別MP3光盤的程序段和記錄MP3文件格式的子模塊的開機程序模塊，還設置含有播放MP3光盤子模塊的光盤播放程序模塊，從而既可播放CD、VCD、超級VCD等音視頻光盤，又可播放MP3音頻光盤。使用本實用新型的視盤機在播放MP3光盤時音質無損失。
實現本實用新型目的的技術方案是，本視盤機具有機殼、設置在機殼中的整機機芯和電路裝置、設在機殼上的輸入輸出端口及設在機殼面板上的控制按鍵；整機機芯由機械機芯和光頭機芯構成；電路裝置包括有前置放大電路、數字伺服及數字信號處理電路、MPEG解碼器、隨機存取存貯器、只讀存貯器、視頻編碼及數模轉換電路、音頻數模轉換電路、第一功率驅動電路、第二功率驅動電路、電源電路、音頻放大電路、遙控接收器、按鍵電路及熒光屏驅動電路及熒光管顯示器；電源電路的輸出端接電路裝置的各有關部件；光頭機芯的電信號輸出端接前置放大電路；前置放大電路的輸出端接數字伺服及數字信號處理電路，數字伺服及數字信號處理電路的輸出端接第一功率驅動電路；第一功率驅動電路的輸出端接光頭機芯的電機；第二功率驅動電路的輸出端接機械機芯的電機；MPEG解碼器輸入輸出端的相應端口與隨機存取存貯器相連；MPEG解碼器輸入端的相應端口與只讀存貯器相連；只讀存貯器中設有開機程序模塊及光盤播放程序模塊；其結構特點是，本視盤機的電路裝置是單一中央處理器控制的系統，該中央處理器設置在RISC精簡指令微處理器中、且該微處理器設置在MPEG解碼器中；隨機存取存貯器為動態隨機存取存貯器DRAM或同步動態隨機存取存貯器SDRAM；MPEG解碼器的輸入輸出端的相應端口與數字伺服及數字信號處理電路的輸入輸出端、按鍵電路及熒光屏顯示驅動電路的輸入輸出端相連；MPEG解碼器的輸出端的相應端口與視頻編碼及數模轉換電路的輸入端、音頻數模轉換電路的輸入端及第二功率驅動電路的輸入端相連；MPEG解碼器輸入端的相應端口與遙控接收器的輸出端相連；只讀存貯器中的開機程序模塊的光盤識別子模塊中含有識別MP3光盤的程序段和記錄MP3文件格式的子模塊，光盤播放程序模塊中設有播放MP3光盤的子模塊。
上述前置放大電路、數字伺服及數字信號處理電路、MPEG解碼器、隨機存取存貯器、只讀存貯器、視頻編碼及數模轉換電路、音頻數模轉換電路、第一功率驅動電路、第二功率驅動電路集成在一塊雙面主板上，該雙面主板的電路板為采用SMT貼片的電路板。
上述數字伺服及數字信號處理電路由一塊集成電路及其外圍電路構成，該集成電路中固化有伺服自動序列程式，MPEG解碼器的RISC精簡指令微處理器是擁有32位指令和32位數據總線的RISC精簡指令微處理器，MPEG解碼器還包括有DMA控制器、MPEG處理器、先入先出緩沖器、霍夫曼解碼器、音視頻數據傳送通道、屏顯功能硬件、只讀存貯器、隨機存取存儲器、寄存器以及主接口、音頻串行接口、時分復用接口、先入先出緩沖器接口、視頻輸出接口等電路模塊；各電路模塊間由總線結構相互連接。
上述MPEG解碼器的型號為SVD1811、ES4108、ES4208、ES4308；數字伺服及數字信號處理電路的集成電路的型號為CXD2545Q、CXD2585、CXD3008；視頻編碼及數模轉換電路和音頻數模轉換電路共用的集成電路的型號為SVD1810、ES3207、ES3209、ES4227。
使用本實用新型的視盤機播放MP3光盤的方法，具有以下步驟系統上電進行復位后，依次進行開機顯示、光頭回中和關閉盒門、檢測光盤及光盤識別，其特點是，MPEG解碼器中的微處理器執行開機程序模塊的光盤識別程序子模塊(按ISO-9660的格式編制)中的識別MP3光盤程序段而識別MP3光盤；微處理器按ISO-9660的規格分析MP3光盤的目錄結構并找到MP3文件；還具有以下步驟(1)將MP3文件的大小、位置的數據記錄于SDRAM中；(2)從只讀存貯器讀出屬于光盤播放程序模塊的按MP3格式編制的播放MP3光盤程序的子模塊(符合ISO-11172和ISO-13813)，存入SDRAM后，停機等待；(3)按下播放按鍵則微處理器啟動伺服系統、并根據按鍵信號把要播放的MP3文件的開始地址告訴伺服系統；(4)伺服系統按地址找到所需的MP3文件經處理后送至MPEG解碼器；(5)微處理器對MP3文件進行是MODEI還是MODEII的格式判斷；(6)由微處理器控制按照播放MP3光盤程序子模塊中的MP3解碼二級子模塊的程序在MPEG處理器中對MP3文件數據進行解碼，得到音頻數據；(7)將音頻數據送DAC進行數模轉換，得到音頻信號；(8)將音頻信號進行放大，送視盤機的音頻輸出端口。
上述對MP3文件的數據存入SDRAM又取出送至MPEG解碼器的存取方式為按先進先出的順序變速存取的方式。
本實用新型具有積極的效果(1)本實用新型的視盤機采用了單CPU控制的結構，即MPEG解碼器中設置的RISC精簡指令微處理機代替了整個系統的中央處理器、總控全機。以此為物理基礎，對光盤的判別采取軟硬件并重的讀取和判別方式，對光盤所記載信息的外層格式的解碼采用軟硬結合、以硬件為主的解碼方式，對光盤內層所記載的音視頻信息的解壓和數據還原采用以軟件為主的解碼方式。因而這樣的系統配置，有利于實現對類型不同、用途類似的光盤的解讀，也可方便地播放MP3光盤。(2)MPEG解碼器中的微處理機與集成電路內的其它電路模塊由管線結構連接，數據通信指令的傳輸有自己專門線路，各行其道，互不干擾，并以并行接口方式進行，速度非常快捷可靠。加上有關外圍電路構成數字伺服及數字信號處理電路的集成電路中固化有伺服程式軟件，更有利于程序運行的迅速可靠，配合具有強大抗干擾能力的電壓型輸出激光頭以及對微處理機隨時進行檢測看門狗控制軟件，可從根本上解決死機問題。看門狗軟件模塊在視盤機工作時它會隨時隨地檢測系統資源利用和程序數據運行處理情況，一旦系統由于某種原因造成無法正常工作時，它會重新啟動系統，恢復機器功能。(3)本實用新型的視盤機整機的電路除電源、控制鍵、聲音混響處理等支節部分外，其它所有主要部分集成在一塊雙面主板上，該雙面主板的電路板為采用SMT貼片的電路板。因所用貼片元器件體積極小，信號經過的路徑短，分布電感、電容小，信號之間相互影響幾乎為零，信號更為純凈。從生產過程來看，所有元器件都由高精度貼片機放置，回流爐工藝焊接，穩定度與可靠性均較高，由此帶來整機質量的提高。
本實用新型附圖的圖面說明如下


圖1為本實用新型電路裝置的框圖。
圖2為本實用新型電路裝置的主板的一種電原理圖(由圖2-1和圖2-2組成)。
圖3為本實用新型光頭機芯中光電集成電路的電原理圖。
圖4為本實用新型的光頭機芯讀取光盤的示意圖。
圖5為圖2中構成前置放大電路主要部分的集成電路的內部框圖。
圖6為圖2中構成數字伺服及數字信號處理電路主要部分的集成電路的內部框圖。
圖7為圖2中MPDG解碼器的內部電路框圖。
圖8為本實用新型電路裝置的電源與輸出板的一種電原理圖。
圖9為本實用新型電路裝置的控制面板的一種電原理圖。
圖10為本實用新型電路裝置的話筒板的一種電原理圖。
圖11為本實用新型的視盤機開機過程的框圖。
圖12為本實用新型視盤機播放CD光盤過程的框圖。
圖13為本實用新型視盤機播放VCD光盤過程的框圖。
圖14為本實用新型視盤機播放超級VCD光盤過程的框圖。
圖15本實用新型視盤機播放超級VCD或MP3光盤過程中數據速率檢測模塊的框圖。
圖16為本實用新型視盤機播放MP3光盤過程的框圖。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的描述。
見圖1，本視盤機具有機殼、設置在機殼中的整機機芯和電路裝置、設在機殼上的輸入輸出端口及設在機殼面板上的控制按鍵；整機機芯由機械機芯和光頭機芯11構成；電路裝置包括有主機板2、電源與輸出板3、鍵控及顯示板4和話筒板5。主機板2上設有前置放大電路21、數字伺服及數字信號處理電路22、MPEG解碼器23、隨機存取存貯器24、只讀存貯器25、視頻編碼及數模轉換電路26、音頻數模轉換電路27、第一功率驅動電路28及第二功率驅動電路29。電源與輸出板3上設有電源電路31、音頻放大電路32及輸出接口。鍵控及顯示板4上設有遙控接收器41、按鍵電路及熒光屏驅動電路42及熒光管顯示器43。本視盤機的電路裝置是單一中央處理器控制的系統，該中央處理器設置在RISC精簡指令微處理器中、且該微處理器設置在MPEG解碼器23中。隨機存取存貯器24為動態隨機存取存貯器DRAM或同步動態隨機存取存貯器SDRAM。
只讀存貯器25中設有開機程序模塊及光盤播放程序模塊。開機程序模塊中包括光盤識別子模塊；光盤識別子模塊中包括識別MP3光盤的程序段、識別CD光盤的程序段、識別VCD光盤的程序段以及識別超級VCD光盤的程序段。開機程序模塊中還包括記錄MP3文件格式的子模塊、記錄CD文件格式的子模塊、記錄VCD文件格式的子模塊以及記錄超級VCD文件格式的子模塊。光盤播放程序模塊中包括播放MP3光盤的子模塊、播放CD光盤的子模塊、播放VCD光盤的子模塊以及播放超級VCD光盤的子模塊。
運行上述記錄MP3文件格式的子模塊和運行播放MP3光盤的子模塊則視盤機按MP3播放模式工作；運行記錄CD文件格式的子模塊和運行播放CD光盤的子模塊則視盤機按CD播放模式工作；運行記錄VCD文件格式的子模塊和運行播放VCD光盤的子模塊則視盤機按VCD播放模式工作；運行記錄超級VCD文件格式的子模塊和運行播放超級VCD光盤的子模塊則視盤機按超級VCD播放模式工作。播放MP3光盤的子模塊中包括有MP3解碼二級子模塊。
電源電路31的輸出端接電路裝置的各有關部件；光頭機芯11的光電信號輸出端接前置放大電路21；前置放大電路21的輸出端接數字伺服及數字信號處理電路22，數字伺服及數字信號處理電路22的輸入輸出端接MPEG解碼器23。數字伺服及數字信號處理電路22的輸出端接第一功率驅動電路28；第一功率驅動電路28的輸出端接光頭機芯的電機12。MPEG解碼器23的輸入輸出端的相應端口與按鍵電路及熒光屏顯示驅動電路42的輸入輸出端相連；MPEG解碼器23的輸出端的相應端口與視頻編碼及數模轉換電路26的輸入端、音頻數模轉換電路27的輸入端及第二功率驅動電路29的輸入端相連；第二功率驅動電路29的輸出端接機械機芯的電機13。MPEG解碼器23輸入輸出端的相應端口與隨機存取存貯器24相連；MPEG解碼器23輸入端的相應端口與只讀存貯器25相連；MPEG解碼器23輸入端的相應端口與遙控接收器41的輸出端相連。
見圖2，電路裝置的具體電連接關系由圖中給出。其中前置放大電路21主要由集成電路CXA2549M及其外圍電路構成，數字伺服及數字信號處理電路22主要由集成電路CXD2545Q及其外圍電路構成，MPEG解碼器23的型號為SVD1811，隨機存取存貯器24為SDRAM其容量為512K×16×2比特，只讀存貯器25為可編程只讀存貯器、型號為27C020，視頻編碼及數模轉換電路26和音頻數模轉換電路27的主要部分設置在同一塊集成電路上、其型號為SVD1810，第一功率驅動電路28主要由集成電路BA6392F及其外圍電路構成；第二功率驅動電路29由2塊BA6208集成電路及其外圍電路構成。上述集成電路中CXA2549M及CXD2545Q由日本索尼公司制造，SVD1811及SVD1810由中日美三國高科技專家組成的“‘超越號’數字技術實驗室”研制生產，BA6392F及BA6208由日本羅姆(ROHM)公司制造。本實用新型的其它實施例中，數字伺服及數字信號處理電路22的集成電路可采用日本索尼公司制造的CXD2585或CXD3008的集成電路，MPEG解碼器23的集成電路可采用美國億世(ESS)公司制造的ES4108、ES4208或ES4308集成電路，而該公司制造的ES3207、ES3209或ES4227集成電路則可代替SVD1810。
仍見圖1，SVD1811內部的32位RISC精簡指令微處理機代替了整個系統的中央處理器、總控全機，工作時有WATCH-DOG看門狗技術的控制軟件運行在該CPU中并控制全機，數據通信、指令傳輸有自己專門線路，各行其道，互不干擾，并以并行接口方式進行，速度非常快。配合具有強大抗干擾能力的電壓型輸出激光頭以及可稱作數碼平臺的CXD2545Q，有利于徹底解決死機問題。看門狗軟件模塊在視盤機工作時它會隨時隨地檢測系統資源利用和程序數據運行處理情況，一旦系統由于某種原因造成無法正常工作時，它會重新啟動系統，恢復機器功能及原先的狀態。因采用了先進的SMT貼片技術，所用貼片元器件體積極小，故本視盤機整機的電路除電源、控制鍵、聲音混響處理等支節部分外，其它所有主要部分集成在一塊雙面主板上，一個實施例中整塊主板大小僅140mm×78mm，信號經過的路徑短，分布電感、電容小，信號之間相互影響幾乎為零，信號更為純凈。從生產過程來看，所有元器件都由高精度貼片機放置，回流爐工藝焊接，穩定度與可靠性均較高，由此帶來整機質量的提高。
見圖3及圖4，光頭機芯11中的激光頭工作于三光束循跡跟蹤、象散法聚焦伺服方式，性能穩定，壽命很長；整個激光頭質量僅150克，可移動部分只有1.5克，配上設計合理的聚焦循跡線圈，能對伺服信號進行快速反應。激光頭采用PDIC集成化處理技術，把6個光敏檢測管與電流/電壓變換放大器集成在一塊光電集成電路(PDIC)中，使光敏檢測管監測到的電流信號直接在PDIC內部放大變換成低阻抗電壓信號輸出；由微弱的高阻抗電流型信號轉換成較大的低阻抗電壓型輸出，信號的抗電磁場干擾的能力有了極大的提高，純凈度得到保證，使數據讀取、傳輸更加穩定。
見圖5，射頻(RF)放大器接受來自激光頭的微弱電信號，對其放大、整形、均衡、運算，分離出射頻RF信號、循跡伺服誤差信號TE、聚焦伺服誤差信號FE。索尼CXA2549M采用24腳SOP封裝，支持三光束電壓型激光頭。接受到光頭傳輸來的信號后，除對其進行加減運算等處理產生RF、TE、FE信號外，它還特有激光自動功率控制APC(Auto PowerControl)和激光功率控制LPC(Laser Power Control)功能，二者共同作用既提高整機讀盤能力，又大大延長了激光頭的壽命，使激光頭的平均無故障時間(MTBF)達到36000小時。在CXA2549M中，APC功能是為了減少溫度對激光頭的影響，穩定激光發射管的激光輸出功率。其原理是在激光發射管LD的背側安裝有一只光敏檢測管PD，它檢測激光發射管的光輸出功率，轉換成電信號，送至CXA2549M中放大、調整、反相后產生激光功率控制信號，送至激光發射管的驅動三極管基極，形成一個負反饋回路，只要保持反饋環路增益的穩定，就可穩定激光發射管的激光輸出。應用APC電路后，激光輸出功率被穩定在一個固定值。但是，質量差的碟片，很多由于材料不佳、技術工藝水平差，使碟片信號面光反射率偏低，表現為RF信號電平小，導致整機不能正常工作。若片面提高激光頭的光發射功率，但因激光發射管卻長期工作在大功率發射狀態，影響激光頭的壽命。有鑒于此，在CXA2549M中，特加入激光功率控制LPC電路，該電路受整機中央微處理器控制。在播放低電平碟片時，中央微處理器會發射出指令，加強LPC電路的控制作用。LPC就會在APC反饋環路中逐步降低比較壓平，從而提高環路增益，增加激光輸出功率，保證RF信號電平的穩定，順利讀取低電平碟片。而在播放一般碟片時，LPC會保持或適當降低激光功率輸出，可獲得電平相同的RF信號。
見圖6，CXD2545Q負責進行數字伺服及數字信號處理，加上其內含32K SRAM及內部數據總線設計，使光盤大容量的數據處理電路均采用總線掛接方式掛接在數據總線上，從而方便了數據的傳送及處理，提高了數據處理速率。CXD2545Q內含數字伺服系統，它是受軟件控制的，對信號的運算也完全以固化在其中的程序軟件方式進行，保證了伺服控制的穩定性，并減少了生產調試環節。由軟件控制的伺服處理包括伺服誤差信號及其偏移消除功能、伺服環自動增益控制、EF平衡和聚焦偏置調整等。其處理過程如下首先對由前置信號放大電路21送來的RF、TE、FE信號進行采樣量化，變成數字信號，采樣頻率分別為1.4MHz、88.2KHz、88.2KHz。然后進行平均值測量計算，得到的結果存入對應寄存器并送入運算單元與對應的數字信號進行差運算，去掉信號中的誤差成分。經過糾偏處理的數字信號在軟件控制下進行相關程式的運算，產生各種不同類型的伺服控制信號，送入對應的脈沖寬度調制器(PWM)中產生7位PWM驅動信號，再傳送到驅動塊中進行功率放大后驅動相對應的機構，進行精確伺服，消除了由于光頭、機芯等元器件不一致導致的伺服系統性能下降現象，對不同的光盤有不同的最佳對應狀態，CXD2545Q另一大主要功能是數字信號處理器DSP。DSP主要包括以下幾大功能恢復通道位時鐘、獲取幀同步信號、EFM解調、CIRC解糾錯、子碼處理等功能。通道位時鐘頻率為4.3218KHz，用于信息讀取的同步和電機控制，解調出通道位時鐘是數字信號處理的第一步。解調出通道位時鐘必須用PLL環來消除由于主軸旋轉引起的波動。CXD2545Q則采用了更為先進的數字式三段PLL環。第一段PLL環用來產生可變式節距，第二段產生一個高頻時鐘信號供給第三段，第三段數字PLL環則產生實際應用的通道位時鐘，具有±150KHz以上的捕獲范圍。因為有了如此寬的捕獲范圍，主軸電機才能夠以非常均勻的線速度旋轉，保證數據讀取流暢穩定。
及時獲取幀同步信號是非常重要的。因為它是用來確定哪些信號處在同一幀中的。若幀同步信號丟失，則數據就由于無法確認而被以錯誤碼對待。所以，要提高整機的播放能力就必須及時地、準確地獲得幀同步信號。在CXD2545Q中，特別采用了窗口檢測、向前檢測、向后檢測等多種方法，它們既各擋一面，又相輔相成。窗口檢測有兩種窗口寬度，用于一般情況檢測。向前、向后檢測可在由于劃傷等原因無法檢測到同步頭時插入多達13幀的同步信號取而代之。上述幾種方法的綜合利用，使CXD2545Q獲取幀同步信號的能力達到非常強大的地步。
CXD2545Q內置的DSP具有超強的糾錯能力。眾所周知，為了解決光盤上數字信號數據的錯誤、失落，在紀錄時必須加入了冗余糾錯碼。CD格式采用了交織里德索羅門碼CIRC，該碼最小距離為5，以原有理論分析，C1、C2糾錯能力都是二重。經研究發現，只要在C1糾錯后附加數據指針傳送給C2，C2就能達到四重糾錯能力。代價是需要更多的內存RAM來存儲中間數據。CXD2545Q內部固化了具有這種超強糾錯能力的軟件，內置32KSRAM。
見圖7，圖中左側部分主要進行控制和對壓縮數據進行處理，右側部分處理中間數據和解壓以后的數據。視頻輸出接口輸出解壓縮以后的視頻圖象數據。主接口、TDM時分復用接口和音頻串行接口分別傳輸低比特率數據、壓縮信號數據或音頻數據。數據的輸入輸出量由DMA控制器控制，并連接在內部總線上。所有工作都處于RISC微處理器的監控下。
SVD1811內置的微處理器是擁有32位指令和32位數據管道的RISC精簡指令微處理器。處理器特別增加了一些指令來加速字節和字的存取速度，提高了中斷的處理能力。內置有指令快閃存貯器(CACHE)，可提高內碼存取速度一倍多。在電源開啟進行初始化時，SVD1811不一定從外部的ROM進行引導，它也可以從片載的ROM引導。并可由片載SRAM來存儲常用的數據，對SRAM的存取與下一條指令的提取在時間上是重疊的。SVD1811采用了管線結構，可用優化提高版的C語言來編程。
主接口是用于一般用途的并行接口。它包括調試端口、命令端口和DMA端口三個端口。主接口一般用于與外部中央處理器通信，也可用于比特流數據輸入或用戶數據輸入/輸出。主接口帶有三個寄存器，用來控制標志和中斷的操作。標志是用來指示解碼器已經準備好通過主接口DMA通道接受或提供數據，中斷則被用于在RISC微處理器與主接口之間出現沖突指令時起作用，往往是隱蔽的。
音頻串行接口是一個連接DAC的雙向串行接口，用于傳輸PCM(脈沖編碼調制)音頻信號和IIS格式的音頻數據。它支持16、24、32位音頻格式，左右模式可以調整，且不需外部主時鐘供應。音頻數據的解壓縮在芯片內部完成，這種封閉耦合可以得到精確的視音頻同步。
TDM接口是時分復用接口，是一個高速雙向串行通道，用來傳輸編碼比特流到網絡接口。它支持各種高速串行傳輸協議。可用于速度為16Mbps的串行連接，這種連接不受TDM傳輸協議的約束。
RISC FIFO接口是SVD1811提供的一個無粘貼的16位DRAM存儲器接口。該接口有充足的帶寬，可以以周期為60ns的速度供應MPEG數據流的解碼。DRAM接口可以配置具備多達16M的尋址范圍，支持EDO DRAM和SDRAM。這種配置可以有三種方法(1)EDO DRAM-256K×和1M×16；(2)SDRAM-16M(512K×16bit×2組)；(3)EDODRAM和SDRAM混合使用。本實用新型的一個實施例使用SDRAM-16M(512K×16bit×2組)的配置。
DMA控制器有多個復用通道，用來在DRAM和視頻接口、霍夫曼解碼器、端口、視頻處理器、DRAM刷新之間傳輸16位數據。視頻接口、霍夫曼解碼器、視頻處理器都有存儲器，允許DMA控制器以DRAM頁模式傳輸數據。DMA通道之中有一個是用來提供DRAM刷新的。
視頻處理器(MPEG處理器)是一個可編程視頻信號處理器，執行標準MPEG解壓縮及其它一些本身需要的運算。它以軟件處理的方式對視頻進行前處理和后處理，使得SVD1811擁有對視頻任意的濾波和縮放等性能。SVD1811內置有2K×32的片載ROM用于存儲視頻的微碼。
視頻輸出端口輸出存儲在DRAM或SDRAM中的視頻幀信號，也提供可以與視頻處理軟件一起在視頻處理器中運行的硬件后處理功能。更為突出的是，它包含有存儲/緩沖視頻輸出、彩色變換電路、內差濾波器、時間濾波器，可以在不同的圖像清晰度格式之間，包括SIF、CIF、QCIF和其它一些常用于計算機和電視視頻編碼器中的顯示格式(例如CCIR601、640×480VGA)，進行變換。同時，視頻輸出端口內有一個可編程CRT控制器，可以輸出隔行掃描和編程掃描的信號。CRT控制器可編程產生視頻同步和消隱信號，也可以鎖定外部視頻。視頻輸出部分還包括了專門的實現OSD屏顯功能硬件。OSD功能中，每個象素的色彩可以用2、4或8個比特的數據，可以占據部分屏幕。OSD的數據是在彩色空間變換之前和縮放之后插入的。OSD的點位圖存儲在DRAM或SDRAM的特定空間中。
霍夫曼解碼器是應用霍夫曼(Hoffman)表進行解碼的。霍夫曼解碼器是可編程的，可由用戶改變。霍夫曼編碼數據由DMA通道傳輸的。
見圖8，電路裝置的電源與輸出板3設有電源電路31、音頻放大電路32與輸出輸入端口。
見圖9，電路裝置的鍵控及顯示板4設有遙控接收器41、按鍵及熒光屏驅動電路42、熒光管顯示器43。由按鍵直接手動輸入的選擇視盤機工作方式的指令經驅動電路42變換后輸入微處理器，微處理器根據指令執行相應的操作。遙控接收器41用于接收遙控的選擇視盤機工作方式的指令經內部處理后輸至微處理器。驅動電路42也接收微處理器發出的顯示數據，經譯碼后驅動熒光管顯示器43顯示有關的信號。
見圖10，話筒板5上設置放大及混響電路，由麥克風通過插口輸入的聲音信號經放大及混響電路處理后，由設置在電源與輸出板3上的音頻輸出端口輸出。
下面結合圖2至圖16，描述本實用新型的視盤機的主要工作過程以及播放MP3光盤的方法。視盤機接通電源后，視盤機按以下的開機流程及播放程式運行。
(1)系統上電。由電源電路31對電路裝置的各有關部件上電。
(2)系統復位。復位電路向作為視頻編碼及數模轉換電路26和音頻轉換電路27的主要部分的集成電路SVD1810的13腳RST端提供復位信號而使其復位。然后從SVD1810的24腳RSTOUT端輸出復位信號至作為MPEG解碼器23的集成電路SVD1811的24腳RESET端、使SVD1811復位，SVD1810同時從其74腳取得時鐘信號后經分頻由17腳、79腳、80腳輸出再分別經整形電路輸至SVD1811的39腳、105腳、116腳和117腳為SVD1811提供時鐘信號，使SVD1811正常工作。
(3)開機顯示。SVD1811初始化后，則由其RISC微處理器首先對同步動態隨機存取存貯器SDRAM集成電路24初始化，同時向控制面板發出信號使熒光管顯示器發光。然后從作為只讀存貯器25的集成電路27C020調用開機程序模塊至SDRAM中并由RISC微處理器執行。執行時SVD1811則由其RISC微處理器從只讀存貯器25中讀出格式為MPEG2的開機畫面數據存入其SDAM中，由其MPEG處理器進行解碼，經解碼后的視頻數據通過SVD1811的106～110、113～115腳輸出開機畫面的數據至SVD1810，再由SVD1810進行視頻編碼及DAC轉換而從SVD1810的61腳YDAC端、64腳VDAC端以及58腳CDA端輸出開機畫面的視頻信號。
(4)光頭回中和關閉盒門。CXD2545Q在接通電源或盒門由開啟狀態運動制關閉狀態時均會初始化，若光頭不處于中間的零位狀態，則伺服電路內部輸出一反向驅動電壓通過BA6392F由其16腳和17腳輸至滑行電機，使滑行電機反向轉動，令光頭迅速回中。當光頭達到零位后，便觸動零位開關，使之向SVD1811的微處理器發出零位信號。與此同時，SVD1811通過126腳和127腳檢測托盤限位開關的狀態而確定盒門是否處于開門狀態，若為開門狀態則由161～162腳向第二功率驅動電路29的一個集成電路D107輸出關門信號、使D107通過插座XS102的M+和M-端口控制機械機芯的電機13轉動而關閉盒門；當SVD1811檢測到盒門處于關閉狀態的信號，并檢測到零位信號后，向CXD2545Q發出滑行驅動停止信號，并執行開機程序模塊中有關的檢測光盤的子模塊。先由SVD1811的微處理器控制由SVD1810的69腳輸出LDON信號至作為前置放大電路21的主要部分的集成電路CXA2549M的22腳，而由CXA2549M的1腳輸出信號使光頭機芯11上的半導體激光器導通發出激光。
(5)檢測光盤。由SVD1811通過28～30腳將命令與數據輸至CXD2545Q的CPU接口86～88腳，CXD2545Q就調用固化在其伺服自動序列模塊中的相應程序并執行之，從而CXD2545Q的8腳FFDR和10腳FRDR輸出系列聚焦搜索信號至集成電路BA6392F中，再通過BA6392F放大功率后由1腳和2腳經插座XS101的F-及F+端口輸出至光頭機芯11的聚焦線圈14上，控制聚焦線圈14帶動光頭物鏡上下移動(見圖10)。
當整機機芯中無光盤時，則物鏡上下移動數次后、光頭機芯11的光敏檢測器檢測不到反射光，故與插座XS101的A～D端口相連的作為前置放大電路21的主要部分的集成電路CXA2549M的3～6腳無信號輸入，則CXA2549M的17腳輸出的信號經外圍電路后由26腳輸至CXD2545Q中，經內部處理在CXD2545Q的93腳保持FOK信號為低電平不變，CXD2545Q及SVD1811均處于等待狀態。
(6)光盤識別。當將待播放的光盤放入整機機芯中時，則CXD2545Q又初始化，當物鏡上下移動數次時按固化在伺服自動序列模塊中的漸次逼近的程式使物鏡與光盤達到最佳聚焦位置。此時，CXD2545Q的26腳所得的信號經CXD2545Q內部處理后，在93腳輸出的FOK信號為高電平，該FOK信號經SVD1810輸至SVD1811時，經SVD1811處理，在其28～30腳輸出啟動光頭機芯11主軸旋轉的信號以及聚焦伺服進入閉環程式的啟動指令和伺服自動序列模塊的跟蹤伺服和滑行伺服程式的啟動指令至CXD2545Q的CPU接口86～88腳，同時將開機程序模塊中的光盤識別子模塊(按ISO-9660格式編制)從只讀存儲器25讀入SDRAM中，并等待從28～30腳輸入光盤類別識別信號的到來。輸至CXD2545Q的CPU接口86～88腳的啟動指令，經CXD2545Q處理后，在其96腳輸出驅動控制信號至BA6392F的24腳，再經BA6392F處理后，在其26腳和27腳輸出驅動信號經插座XS103的SP+和SP-端口驅動光頭機芯11的主軸電機12帶動主軸旋轉，并且開始執行固化在CXD2545Q芯片中的伺服自動序列模塊的跟蹤伺服和滑行伺服程式以及閉環執行聚焦伺服的程式。
跟蹤循跡伺服和滑行伺服程式同時進行。執行跟蹤循跡伺服程式時，CXA2549M從其8腳和9腳取得由三光束法讀取光盤得到的副光束的反光信號，將F、E信號經CXA2549M的跟蹤誤差信號放大器放大從CXA2549M的13腳輸出TE信號，該TE信號經過并聯的阻值不同的電阻后，分別從CXD2545Q的27腳和28腳輸入跟蹤誤差信號TE和進給伺服信號SE，經CXD2545Q處理后由4腳和6腳輸出TFDR信號和TRDR信號至BA6392F的4腳和5腳，由2腳和100腳輸出SRON信號和SFDR信號至BA6392F的19腳和20腳；經BA6392F處理后，由其1腳和2腳經插座XS101的T+和T-端口輸至跟蹤循跡線圈14，由跟蹤循跡線圈14控制物鏡再水平方向上進行校正。再由BA6392F的16腳和17腳經插座XS103的SL+和SL-端口輸至光頭機芯11的滑行電機12，帶動光拾取器沿光盤徑向從中心向邊緣方向運動。
當光拾取器經過跟蹤循跡伺服和滑行伺服進入正常的讀取狀態后，由光頭機芯11的光電集成電路輸出光電信號經插座XS101的A～D端口進入CXD2549M中，經CXD2549M轉變成RF信號后，進入CXD2545Q進行CD解調，解調后的數據再由CXD2545Q的45～47腳輸至SVD1811的28～30腳進入SVD1811中，由微處理器控制將所輸入的有關TOC的連續數據放入SDRAM的緩沖區。此時，微處理器不斷將連續數據(曲目表TOC等)從緩沖區中取出、將存放于SDRAM中的光盤識別子模塊調出執行，從而識別出緩沖區中的數據類別，而對機芯中的光盤類別進行判定(見圖11)。
(7)CD模式播放。見圖12，當識別出的光盤是CD光盤時，微處理器從只讀存貯器25中讀出播放光盤程序模塊中按紅皮書(由飛利浦公司和索尼公司于1981年公布)編制的播放CD光盤子模塊，存入SDRAM24中；然后控制光頭機芯11的半導體激光器關斷及主軸停止轉動。此時，整個機器處于等待播放命令(按下PLAY鍵或數字鍵)的狀態。當按下PLAY鍵、微處理器接收到播放的操作命令后，則啟動播放CD程序模塊，同時發出命令使半導體激光器發光、使主軸轉動、以及使聚焦伺服、跟蹤循跡伺服和滑行伺服程式啟動。由光頭機芯11的光電集成電路輸出光電信號經插座XS101的A～D端口進入CXD2549M中，經CXD2549M轉變成RF信號后，從CXD2545Q的36腳進入其中，進行CD解調得到PCM格式的音頻數據，再由CXD2545Q從其45～47腳將PCM格式的音頻數據由SVD1811的時分復用接口28～30腳進入SVD1811中，由微處理器控制將所輸入音頻數據經音頻串行接口從45～47腳輸至SVD1810的23腳、33腳以及37腳，經SVD1810進行音頻數模轉換后，輸至音頻放大電路32進行信號放大，該音頻信號可輸至揚聲器。
(8)VCD模式播放。見圖13，當識別出的光盤是VCD光盤時，微處理器對緩沖區中的曲目表的數據類別進一步判別出是VCD1.1版本、還是VCD2.0版本，若是VCD1.1版本則微處理器從只讀存貯器25中讀出按白皮書(由索尼、松下、JVC、飛利浦公司于1993年公布)格式編制的播放VCD的程序模塊，存入SDRAM中；然后控制光頭機芯11的半導體激光器關斷及主軸停止轉動。此時，整個機器處于等待播放命令(按下PLAY鍵或數字鍵)的狀態。
若是VCD2.0版本則微處理器將有關的文件位置、文件大小等信息存入SDRAM，然后從只讀存貯器25中讀出播放光盤程序模塊中的按白皮書格式編制的播放VCD子模塊，存入SDRAM中；控制光頭機芯11的半導體激光器關斷及主軸停止轉動。此時，整個機器處于等待播放命令(按下PLAY鍵或數字鍵)的狀態。
當按下PLAY鍵、微處理器接收到播放的操作命令后，則啟動播放VCD子模塊，同時發出命令使半導體激光器發光、使主軸轉動、以及使聚焦伺服、跟蹤循跡伺服和滑行伺服程式啟動。由光頭機芯11的光電集成電路輸出光電信號經插座XS101的A～D端口進入CXD2549M中，經CXD2549M轉變成RF信號后，CXD2545Q的36腳進入其中，由CXD2545Q對RF信號進行限幅、選通、同步信號檢測、EFM解調、CIRC糾錯、數據插補等處理，產生DATA、BCK、LRCK數據信號由CXD2545Q從其45～47腳輸出送往SVD1811，由SVD1811的時分復用接口28～30腳進入SVD1811中，由微處理器控制將所輸入音視頻數據，由MPEG處理器按MPEG1的格式進行解碼，所得音頻數據經音頻串行接口從45～47腳輸至SVD1810的23腳、33腳以及37腳，經SVD1810進行音頻數模轉換后，輸至音頻放大電路32進行信號放大，該音頻信號可輸至揚聲器。將解碼后的視頻數據通過SVD1811的106～110、113～115腳輸至SVD1810，再由SVD1810進行視頻編碼及DAC轉換而從SVD1810的61腳YDAC端、64腳VDAC端以及58腳CDA端輸出視頻信號，經外圍電路處理后可輸出色度、亮度、視頻等信號至顯示器。
(9)超級VCD模式播放。見圖14，當識別出的光盤是超級VCD光盤時，微處理器對緩沖區中的數據讀出其中有關的菜單資料并存入SDRAM中，然后判斷是否有選時播放文件，若有該文件則將該文件的數據存入SDRAM中，再由微處理器從只讀存貯器25中讀出播放光盤程序模塊中的按超級VCD格式(SJ/T11196-1998)編制的播放VCD的子模塊，存入SDRAM中；若無選時播放文件，則由微處理器直接從只讀存貯器25中讀出播放光盤程序模塊中的按超級VCD格式編制的播放VCD子模塊，存入SDRAM中；然后控制光頭機芯11的半導體激光器關斷及主軸停止轉動。此時，整個機器處于等待播放命令(按下PLAY鍵或數字鍵)的狀態。
當按下PLAY鍵、微處理器接收到播放的操作命令后，則啟動播放超級VCD子模塊，同時發出命令使半導體激光器發光、使主軸轉動、以及使聚焦伺服、跟蹤循跡伺服和滑行伺服程式啟動。由光頭機芯11的光電集成電路輸出光電信號經插座XS101的A～D端口進入CXD2549M中，經CXD2549M轉變成RF信號后，CXD2545Q的36腳進入其中，由CXD2545Q對RF信號進行限幅、選通、同步信號檢測、EFM解調、CIRC糾錯、數據插補等處理，產生DATA、BCK、LRCK數據信號由CXD2545Q從其45～47腳輸出送往SVD1811，由SVD1811的時分復用接口28～30腳進入SVD1811中，由微處理器控制將所輸入音視頻數據，由MPEG處理器按MPEG2的格式進行解碼，解碼按變速處理的模式進行。所得音頻數據經音頻串行接口從45～47腳輸至SVD1810的23腳、33腳以及37腳，經SVD1810進行音頻數模轉換后，輸至音頻放大電路32進行信號放大，該音頻信號可輸至揚聲器。將解碼后的視頻數據通過SVD1811的106～110、113～115腳輸至SVD1810，再由SVD1810進行視頻編碼及DAC轉換而從SVD1810的61腳YDAC端、64腳VDAC端以及58腳CDA端輸出視頻信號，經外圍電路處理后可輸出色度、亮度、視頻等信號至顯示器。
圖15是數據變速控制模塊框圖。因為超級VCD單位時間所播放的信息量比VCD要大得多，故若采用在SDRAM中恒速存取視頻數據流的方式就會產生俗稱的“馬賽克”現象，而采用在SDRAM中變速存取視頻數據流的方式就避免了“馬賽克”現象，使畫面流暢。在微處理器控制下執行數據變速控制模塊的過程是，用一個指針測試存貯在SDRAM緩沖區中的待解碼的視頻數據流是否已占滿緩沖區，若未滿則繼續向緩沖區中輸入待解碼的視頻數據流；當指針檢測到緩沖區已滿時，則暫停伺服系統而使CXD2545Q無數據輸出至SVD1811。此時另一個指針測試緩沖區中的待解碼的視頻數據流是否已減少到預定的啟動位置，若未到該位置則繼續取數據解碼；當該指針測試到所預定的位置為空時，則啟動伺服系統讀取光盤，將有關數據輸至緩沖區中，循環運行。
(10)MP3模式播放。見圖16，當識別出的光盤是MP3光盤時，微處理器按ISO9660的規格分析光盤的目錄結構，找到MP3文件，并將MP3文件的大小、位置記錄下來，放入SDRAM中。然后，由微處理器從只讀存貯器25中讀出播放光盤程序模塊中的按MP3格式編制(符合ISO9600)的播放MP3光盤子模塊，存入SDRAM中；然后控制光頭機芯11的半導體激光器關斷及主軸停止轉動。此時，整個機器處于等待播放命令(按下PLAY鍵或數字鍵)的狀態。
當按下PLAY鍵、微處理器接收到播放的操作命令后，則啟動按ISO-11172和ISO13818格式編制的播放MP3光盤程序的子模塊，同時發出命令使半導體激光器發光、使主軸轉動、以及使聚焦伺服、跟蹤循跡伺服和滑行伺服程式啟動，并將所要播放的MP3文件的開始地址(LAB)告訴伺服系統，伺服系統搜索到設定的地址后，由光頭機芯11的光電集成電路輸出光電信號經插座XS101的A～D端口進入CXD2549M中，經CXD2549M轉變成RF信號后，CXD2545Q的36腳進入其中，由CXD2545Q對RF信號進行限幅、選通、同步信號檢測、EFM解調、CIRC糾錯、數據插補等處理，產生DATA、BCK、LRCK數據信號由CXD2545Q從其45～47腳輸出送往SVD1811，由SVD1811的時分復用接口28～30腳進入SVD1811中，由微處理器控制將所輸入音頻數據，進行是MODE I或是MODE II的判斷，然后由MPEG處理器按相應的MODE的格式進行解碼，解碼按變速處理的模式進行。所得音頻數據經音頻串行接口從45～47腳輸至SVD1810的23腳、33腳以及37腳，經SVD1810進行音頻數模轉換后，輸至音頻放大電路32進行信號放大，該音頻信號可輸至揚聲器。
對MP3文件的數據存入SDRAM又取出送至MPEG解碼器的存取方式為按先進先出的順序變速存取，也可以用圖15來表示。在微處理器控制下執行數據變速控制模塊的過程是，用一個指針測試存貯在SDRAM緩沖區中的待解碼的視頻數據流是否已占滿緩沖區，若未滿則繼續向緩沖區中輸入待解碼的視頻數據流；當指針檢測到緩沖區已滿時，則暫停伺服系統而使CXD2545Q無數據輸出至SVD1811。此時另一個指針測試緩沖區中的待解碼的視頻數據流是否已減少到預定的啟動位置，若未到該位置則繼續取數據解碼；當該指針測試到所預定的位置為空時，則啟動伺服系統讀取光盤，將有關數據輸至緩沖區中，循環運行。這樣做的好處是播出的音頻信號與CD音質相同，使回放效果更好。
權利要求1.一種能夠播放MP3光盤的視盤機，具有機殼、設置在機殼中的整機機芯和電路裝置、設在機殼上的輸入輸出端口及設在機殼面板上的控制按鍵；整機機芯由機械機芯和光頭機芯(11)構成；電路裝置包括有前置放大電路(21)、數字伺服及數字信號處理電路(22)、MPEG解碼器(23)、隨機存取存貯器(24)、只讀存貯器(25)、視頻編碼及數模轉換電路(26)、音頻數模轉換電路(27)、第一功率驅動電路(28)、第二功率驅動電路(29)、電源電路(31)、音頻放大電路(32)、遙控接收器(41)、按鍵電路及熒光屏驅動電路(42)及熒光管顯示器(43)；電源電路(31)的輸出端接電路裝置的各有關部件；光頭機芯(11)的電信號輸出端接前置放大電路(21)；前置放大電路(21)的輸出端接數字伺服及數字信號處理電路(22)，數字伺服及數字信號處理電路(22)的輸出端接第一功率驅動電路(28)；第一功率驅動電路(28)的輸出端接光頭機芯的電機(12)；第二功率驅動電路(29)的輸出端接機械機芯的電機(13)；MPEG解碼器(23)輸入輸出端的相應端口與隨機存取存貯器(24)相連；MPEG解碼器(23)輸入端的相應端口與只讀存貯器(25)相連；只讀存貯器(25)中設有開機程序模塊及光盤播放程序模塊；其特征在于，本視盤機的電路裝置是單一中央處理器控制的系統，該中央處理器設置在RISC精簡指令微處理器中、且該微處理器設置在MPEG解碼器(23)中；隨機存取存貯器(24)為動態隨機存取存貯器DRAM或同步動態隨機存取存貯器SDRAM；MPEG解碼器(23)的輸入輸出端的相應端口與數字伺服及數字信號處理電路(22)的輸入輸出端、按鍵電路及熒光屏顯示驅動電路(42)的輸入輸出端相連；MPEG解碼器(23)的輸出端的相應端口與視頻編碼及數模轉換電路(26)的輸入端、音頻數模轉換電路(27)的輸入端及第二功率驅動電路(29)的輸入端相連；MPEG解碼器(23)輸入端的相應端口與遙控接收器(41)的輸出端相連；只讀存貯器(25)中的開機程序模塊的光盤識別子模塊中含有識別MP3光盤的程序段和記錄MP3文件格式的子模塊，光盤播放程序模塊中設有播放MP3光盤的子模塊。
2.根據權利要求1所述的能夠播放MP3光盤的視盤機，其特征在于，前置放大電路(21)、數字伺服及數字信號處理電路(22)、MPEG解碼器(23)、隨機存取存貯器(24)、只讀存貯器(25)、視頻編碼及數模轉換電路(26)、音頻數模轉換電路(27)、第一功率驅動電路(28)、第二功率驅動電路(29)集成在一塊雙面主板(2)上，該雙面主板的電路板為采用SMT貼片的電路板。
3.根據權利要求1或2所述的能夠播放MP3光盤的視盤機，其特征在于，數字伺服及數字信號處理電路(22)由一塊集成電路及其外圍電路構成，該集成電路中固化有伺服自動序列程式，MPEG解碼器(23)的RISC精簡指令微處理器是擁有32位指令和32位數據總線的RISC精簡指令微處理器，MPEG解碼器(23)還包括有DMA控制器、MPEG處理器、先入先出緩沖器、霍夫曼解碼器、音視頻數據傳送通道、屏顯功能硬件、只讀存貯器、隨機存取存儲器、寄存器以及主接口、音頻串行接口、時分復用接口、先入先出緩沖器接口、視頻輸出接口等電路模塊；各電路模塊間由總線結構相互連接。
4.根據權利要求3所述的能夠播放MP3光盤的視盤機，其特征在于，MPEG解碼器(23)的型號為SVD1811、ES4108、ES4208、ES4308。
5.根據權利要求3所述的能夠播放MP3光盤的視盤機，其特征在于，數字伺服及數字信號處理電路(22)的集成電路的型號為CXD2545Q、CXD2585、CXD3008。
6.根據權利要求3所述的能夠播放MP3光盤的視盤機，其特征在于，視頻編碼及數模轉換電路(26)和音頻數模轉換電路(27)共用的集成電路的型號為SVD1810、ES3207、ES3209、ES4227。
專利摘要本實用新型涉及一種播放音視頻光盤的視盤機及其播放MP3音頻光盤的方法。本實用新型采用使設置在MPEG解碼器中的中央處理器成為整機的單一中央處理器而對整個系統進行控制的結構形式,并在與MPEG解碼器相連接的只讀存貯器中設置含有識別MP3光盤的程序段以及記錄MP3文件格式子模塊的開機程序模塊,還設置含有播放MP3光盤子模塊的光盤播放程序模塊。本實用新型可播放CD、VCD、超級VCD和MP3音視頻光盤,播放MP3光盤時音質無損失。
文檔編號G11B7/00GK2360908SQ9922754
公開日2000年1月26日 申請日期1999年3月18日 優先權日1999年3月18日
發明者詹士峰, 姜加偉, 樊文建 申請人:江蘇新科電子集團公司