ADV7310/ADV7311是多格式216MHz 带6个NSV™12位DAC的视频编码器Ⅰ

特征

高清晰度输入格式8-/10-、16-/20-、24-/30位（4:2:2、4:4:4）并行YCrCb：符合：脱脂奶粉293M（525p）BTA T-1004 EDTV2（525p）；ITU-R BT.1358（625p/525p）；ITU-R BT.1362（625p/525p）；30Hz和25Hz下的SMPTE274M（1080i）；脱脂奶粉296M（720p）；310位4:4:4输入格式的RGB；支持HDTV RGB：RGB，RGBHV；使用异步的其他高清晰度格式；定时模式；高清晰度输出格式；YPrPb渐进扫描（EIA-770.1，EIA-770.2）；YPrPb高清电视（EIA 770.3）；RGB，RGBHV；CGMS-A（720p/1080i）；Macrovision版本1.1（525p/625p）*CGMS-A（525p）；标准定义输入格式；CCIR-656 4:2:2 8-/10-/16-/20位并行输入；标准定义输出格式；复合NTSC M/N；复合PAL M/N/B/D/G/H/I，PAL-60；SMPTE 170M NTSC兼容复合视频；ITU-R BT.470 PAL兼容复合视频；S-视频（Y/C）；欧标RGB；部件YPrPb（Betacam、MII、SMPTE/EBU N10）Macrovision版本7.1.L1*CGMS/WSS系统；关闭字幕。

一般特征

同步SD和HD输入和输出；过采样高达216MHz；可编程DAC增益控制；在所有模式下同步输出；车载电压基准；六个12位NSV精密视频DAC；2线串行I2C®接口；双I/O电源2.5 V/3.3 V操作；模拟和数字电源2.5 V；车载PLL；64铅LQFP包；无铅产品。

应用

高端DVD；高端PS DVD刻录机/播放器；SD/Prog扫描/HDTV显示设备；SD/HDTV机顶盒；专业视频系统。

一般说明

ADV®7310/ADV7311是一种高速、数模转换单芯片上的编码器。它包括六个高速具有TTL兼容输入的NSV视频D/A转换器。ADV7310/ADV7311具有单独的8-/10-/16-/20位输入接受高定义和/或标准定义数据的端口视频格式。对于所有标准，外部水平，垂直，和消隐信号或EAV/SAV定时码控制将适当的同步信号插入数字数据流，从而插入输出信号。

ADV7310/ADV7311详细特征

高清可编程功能（720p 1080i）；2过采样（148.5兆赫）；内部测试模式生成器（彩色阴影、黑色条、平场/帧）；完全可编程的YCrCb到RGB矩阵；伽马校正；可编程自适应滤波器控制；可编程锐度滤波器控制CGMS-A（720p/1080i）；高清可编程功能（525p/625p）；8过采样（216MHz输出）；内部测试模式生成器（彩色图案填充、黑条、平框）；单个Y和PrPb输出延迟；伽马校正；可编程自适应滤波器控制；完全可编程的YCrCb到RGB矩阵；下冲限制器；Macrovision版本1.1（525p/625p）*CGMS-A（525p）；标准定义可编程特性；16过采样（216 MHz）；内部测试模式生成器（彩色条、黑色条）；同步活动视频的受控边缘速率；单个Y和PrPb输出延迟；伽马校正；数字降噪（DNR）；多重色度和亮度滤光片；可编程的Luma SSAF™过滤器；增益/衰减；PrPb SSAF™部件和复合/S-视频输出；VCR FF/RW同步模式；Macrovision版本7.1.L1*CGMS/WSS系统；关闭字幕。

术语

标准清晰度视频，符合ITU-R BT.601/ITU-R BT.656。

高清高清视频，即渐进式扫描或高清电视。

PS渐进式扫描视频，符合SMPTE293M，ITU-R BT.1358、BTAT-1004EDTV2或BTA1362。

高清晰度电视视频，符合SMPTE274M或SMPTE296M。

YCrCb SD、PS或HD分量数字视频。

YPrPb SD、PS或HD组件模拟视频。

MPU端口说明

ADV7310/ADV7311支持驱动多个外围设备的2线串行（I2C兼容）微处理器总线。串行数据（SDA）和串行时钟（SCL）两个输入端在连接到总线的任何设备和ADV7310/ADV7311之间传输信息。每个从设备都由一个唯一的地址识别。ADV7310/ADV7311有四个读写操作的可能从机地址。这些是每个设备的唯一地址，如图17所示。LSB设置读或写操作。逻辑1对应于读操作，而逻辑0对应于写操作。A1通过将ADV7310/ADV7311的ALSB引脚设置为逻辑0或逻辑1来设置。当ALSB设置为1时，I2C线路上有更大的输入带宽，允许在此总线上进行高速数据传输。当ALSB设置为0时，I2C线路上的输入带宽降低，这意味着小于50ns的脉冲不会进入I2C内部控制器。此模式建议用于有噪音的系统。

要控制总线上的各种设备，必须遵循以下协议。首先，主机通过建立启动条件来启动数据传输，该启动条件由SDA上的从高到低转换定义，而SCL保持高。这表示地址/数据流将跟随。所有外设响应启动条件并移动下8位（7位地址+R/W位）。位从MSB向下传输到LSB。识别发送地址的外设在第九个时钟脉冲期间通过将数据线拉低做出响应。这称为确认位。所有其他设备此时退出总线并保持空闲状态。空闲状态是指设备监视SDA和SCL线路，等待开始状态和正确的传输地址。R/W位决定数据的方向。

第一个字节LSB上的逻辑0表示主机将向外设写入信息。第一个字节LSB上的逻辑1表示主机将从外设读取信息。

ADV7310/ADV7311用作总线上的标准从设备。SDA引脚上的数据是8位长，支持7位地址加上R/W位。它将第一个字节解释为设备地址，第二个字节解释为起始子地址。有一个子地址自动增量工具。这允许从任何有效的子地址开始，以升序的子地址序列向寄存器写入数据或从寄存器读取数据。数据传输总是由停止条件终止。用户还可以逐个访问任何唯一的子地址寄存器，而无需更新所有寄存器。

在数据传输的任何阶段都可以检测到停止和启动条件。如果这些条件与正常的读写操作顺序不一致，则会导致立即跳转到空闲条件。在给定的SCL高时段内，用户只应发出一个启动条件、一个停止条件或一个停止条件，然后是一个启动条件。如果用户发出了无效的子地址，ADV7310/ADV7311将不会发出确认并返回空闲状态。如果在自动增量模式下，用户超过最高子地址，将采取以下操作：

1、在读取模式下，最高的子地址寄存器内容将继续输出，直到主设备发出“否”确认。这表示读取结束。无确认条件是SDA线路在第九个脉冲上没有拉低。

2、在写入模式下，无效字节的数据将不会加载到任何子地址寄存器中，ADV7310/ADV7311将发出“否”确认，部件将返回空闲状态。

在写入副载波频率寄存器之前，要求ADV7310/ADV7311在通电之后至少重置一次。必须更新四个副载波频率寄存器，从副载波频率寄存器0到副载波频率寄存器3开始。在ADV7310/ADV7311接收到最后一个副载波频率寄存器字节之前，副载波频率不会更新。

图19显示了写入序列的数据传输示例以及启动和停止条件。图20显示了总线写入和读取序列。

寄存器访问

MPU可以写入或读取ADV7310/ADV7311的所有寄存器，但子地址寄存器除外，子地址寄存器是只写寄存器。子地址寄存器决定下一个读或写操作访问的寄存器。通过总线与部件的所有通信都从访问子地址寄存器开始。然后从/到目标地址执行读/写操作，该操作将递增到下一个地址，直到在总线上执行停止命令。

寄存器编程

下表描述了每个寄存器的功能。除非另有说明，否则所有寄存器都可以读写。

子地址寄存器（SR7–SR0）

通信寄存器是一个8位的只写寄存器。通过总线访问部件并选择读/写操作后，将设置子地址。子地址寄存器决定操作发生在哪个寄存器上。

输入配置

当应用10位输入数据时，必须将以下位设置为1：

地址0x7C，位1（全局10位启用）

地址0x13，位2（HD 10位启用）

地址0x48，位4（SD 10位启用）

请注意，ADV7310默认为同步标准定义，并在通电时进行渐进式扫描。地址[01h]：输入模式=011。

仅标准定义

地址[01h]：输入模式=000

8/10位多路复用输入数据输入到管脚S9–S0（或Y9–Y0，取决于寄存器地址01h，位7）上，S0是10位输入模式下的LSB。支持的输入标准是ITU-R BT.601/656。在16位输入模式下，Y像素数据输入到插脚S9–S2，CrCb数据输入到插脚C9–C2。27MHz时钟输入必须输入到管脚CLKIN_A上。输入同步信号是可选的，并输入到S_VSYNC、S_HSYNC和S_BLANK管脚上。

仅限渐进式扫描或仅限HDTV

地址[01h]输入模式分别为001或010，YCrCb渐进式扫描、HDTV或任何其他HD YCrCb数据可以在4:2:2或4:4:4中输入。在4:2:2输入模式下，Y数据输入到引脚Y9–Y0，CrCb数据输入到引脚C9–C0。在4:4:4输入模式下，Y数据输入到引脚Y9–Y0，Cb数据输入到引脚C9–C0，Cr数据输入到引脚S9–S0。如果YCrCb数据不符合SMPTE 293M（525p）、ITU-R BT.1358M（625p）、SMPTE 274M[1080i]、SMPTE 296M[720p]或BTA-T1004/1362，则必须使用异步定时模式。RGB数据只能以4:4:4的格式输入，仅限PS输入模式或HDTV输入模式（仅当启用HD RGB输入时）。G数据输入插脚Y9–Y0，R数据输入S9–S0，B数据输入C9–C0。时钟信号必须输入到Pin CLKIN_A上。

同步标准清晰度和逐行扫描或HDTV

地址[01h]：分别输入模式011（SD 10位，PS 20位）或101（SD和HD，SD过采样）、110（SD和HD，HD过采样）必须输入YCrCb、PS、HDTV或任何其他HD数据，4： 2:2格式。在4:2:2输入模式下，HD Y数据输入插脚Y9–Y0，HD CrCb数据输入插脚C9–C0。如果PS 4:2:2数据交错到单个10位总线上，则Y9–Y0用于输入端口。输入数据以27mhz的频率输入，数据在输入时钟的上升沿和下降沿上计时。地址01h处的输入模式寄存器被相应地设置。如果YCrCb数据不符合SMPTE 293M（525p）、ITU-R BT.1358M（625p）、SMPTE 274M[1080i]、SMPTE 296M[720p]或BTA-T1004，则必须使用异步定时模式。

8位或10位标准定义数据必须符合4:2:2格式的ITU-R BT.601/656。标准定义数据输入插脚S9-S0，S0为LSB。使用8位输入格式，数据输入到插脚S9–S2。SD的时钟输入必须在CLKIN U A上输入，HD的时钟输入必须在CLKIN U B上输入。同步信号是可选的。SD同步是在管脚S_VSYNC、S_HSYNC和S_BLANK上输入的。HD同步在Pins P_VSYNC、P_HSYNC和P_BLANK上。

如果在同步SD/HD输入模式下，两个时钟相位相差小于9.25 ns或大于27.75 ns，则必须相应地设置时钟对齐位[地址01h位3]。如果应用程序对SD和PS使用相同的时钟源，则必须设置时钟对齐位，因为两个输入之间的相位差小于9.25 ns。

定时模式

HD异步计时模式[子地址10h，位3，2]

对于任何不符合输入模式（子地址10h）中可选择的标准的输入数据，可以使用异步定时模式连接到ADV7310/ADV7311。HSYNC、VSYNC和BLANK的定时控制信号必须由用户编程。宏视觉和可编程过采样率在异步计时模式下不可用。

在异步模式下，PLL必须关闭[子地址00h，位1=1]。

图29a和29b显示了如何编程ADV7310/ADV7311以接受不同的高清晰度标准（SMPTE 293M、SMPTE 274M、SMPTE 296M或ITU-R BT.1358除外）的示例。

在异步定时模式下编程控制信号时，必须遵循以下真值表。对于不需要三同步级别的标准，必须始终将PúBLANK限制在低位。

高清定时重置针必须保持高的最短时间是一个时钟

通过切换HD定时重置控制循环来实现定时重置；否则，可能无法识别该重置信号。此位[子地址14h，位0]从0到1。在此状态下，水平定时重置仅适用于HD定时计数器。

垂直计数器将保持重置。当此位设回0时，内部计数器将重新开始计数。

SD实时控制、子载波重置和定时重置[子地址44h，位2，1]

连同RTC_SCR_TR pin和SD模式寄存器[地址44h，位1，2]，ADV7310/ADV7311可用于

（a）、定时重置模式，（b）、副载波相位重置模式，或（c）RTC模式。

a、定时复位是在可控硅引脚（引脚31）上从低到高的转换中实现的。在此状态下，水平和垂直计数器将保持重置状态。释放此引脚（设置为低）时，内部计数器将再次开始计数，字段计数将从字段1开始，副载波相位将重置。引脚必须保持高电平的最短时间是一个时钟周期；否则，可能无法识别此复位信号。此定时重置仅适用于SD定时计数器。

b、在副载波相位重置中，当地址44h处的SD RTC/TR/SCR控制位设置为01时，tc_SCR_TR pin（pin 31）上的从低到高转换将在副载波相位重置后的字段上将副载波相位重置为零。复位信号必须保持高电平至少一个时钟周期。

由于字段计数器未复位，建议将复位信号应用于字段7[PAL]或字段3[NTSC]。然后在下一个字段（即字段1）上进行相位重置，并与内部计数器正确对齐。地址7Bh处的字段计数寄存器可用于标识活动字段的编号。

c、在RTC模式下，ADV7310/ADV7311可用于锁定外部视频源。实时控制模式允许ADV7310/ADV7311自动改变副载波频率以补偿线路长度变化。当该部分连接到以RTC格式输出数字数据流的设备时，例如ADV7183A视频解码器（参见图32），该部分将逐行自动改变到补偿的副载波频率。该数字数据流宽67位，副载波包含在0到21位中。每一位有两个时钟周期。使用此模式时，00h应写入所有四个副载波频率寄存器。

复位顺序

根据正时技术规格，通过复位引脚[引脚33]上的从高到低转换激活复位。ADV7310/ADV7311将恢复为默认输出配置。

图32说明了复位顺序定时。

SD VCR FF/RW同步[子地址42h，位5]

在与解码器一起使用编码器的DVD记录应用中，VCR FF/RW同步控制位可用于非标准输入视频，即在快进或快退模式下。

在快进模式下，输入视频中新字段开始时的同步信息通常在达到正确的行/字段数之前出现；在快退模式下，此同步信号通常在达到行/字段总数之后出现。传统上，这意味着输出视频将具有损坏的场信号，一个由输入视频生成，另一个在内部线路/场计数器到达场的末端时生成。

当VCR FF/RW同步控制启用[子地址42h位5]时，线路/现场计数器根据输入的VSYNC信号进行更新，模拟输出与输入的VSYNC信号匹配。除从机模式0外，此控制在所有从机定时模式下都可用。

ADV7311垂直消隐间隔

ADV7310/ADV7311在SD和HD模式下接受包含VBI数据[CGMS、WSS、VITS等]的输入数据。

对于SMPTE 293M[525p]标准，VBI数据可以插入到每个帧的第13到42行，或者插入到ITU-R BT.1358[625p]标准的第6到43行。

对于SD NTSC，该数据可以出现在第10行到第20行，而PAL可以出现在第7行到第22行。如果VBI被禁用[地址11h，位4表示HD；地址43h，位4表示SD]，则输出时不存在VBI数据，并且整个VBI被隐藏。这些控制位在所有主模式和从模式下都有效。

在从属模式0中，如果启用VBI，则覆盖EAV/SAV码中的消隐位，并且在该定时模式中也可以使用VBI。

在从模式1或2中，空白控制位必须设置为启用[地址4Ah，位3]以允许VBI数据通过ADV7310/ADV7311。否则，ADV7310/ADV7311会自动将VBI清空为标准。

如果CGMS被启用，VBI被禁用，CGMS数据仍然可以在输出端使用。

副载波频率寄存器[子地址4Ch–4Fh]

四个8位寄存器用于设置副载波频率。这些寄存器的值是用公式计算的：

例如，在NTSC模式下，

副载波寄存器值=21F07C1Eh

SD FSC寄存器0:1Eh

SD FSC寄存器1:7Ch

SD FSC寄存器2:F0h SD FSC寄存器3:21h

有关如何访问副载波频率寄存器的更多详细信息，请参阅MPU端口描述部分。

方形像素计时[寄存器42h，位4]

在平方像素模式下，以下时序图适用。

SD内部筛选器响应[子地址40h；子地址42，位0]

Y滤波器支持几个不同的频率响应，包括两个低通响应、两个陷波响应、一个带或不带增益增强衰减的扩展（SSAF）响应、一个CIF响应和一个QCIF响应。紫外线滤光片支持多个不同的频率响应，包括6个低通响应、一个CIF响应和一个QCIF响应，如下图所示。

如果启用了SD SSAF gain，则可以选择12个响应，范围从-4db到+4db[子地址47，位4]。用户可以通过I2C[Subaddress 62h]编程正确的值来选择所需的响应。频率响应的变化见下页图。

除了表VII中列出的色度滤波器外，ADV7310/ADV7311还包含一个专为色差分量输出U和V设计并适用的SSAF滤波器。如图38所示，该滤波器在3.8MHz时的截止频率约为2.7MHz和-40dB。这个滤波器可以用地址42h，位0来控制。

如果该滤波器被禁用，表VII中所示的可选色度滤波器可用于CVBS或Luma/色度信号。

通带纹波是通过DB测量的通带中0分贝响应的最大波动。通带定义为低通滤波器的频率限制为0 Hz至fc（Hz），陷波滤波器的频率限制为0 Hz至f1（Hz）和f2（Hz）至无穷远，其中fc、f1和f2为-3 dB点。2 3 dB带宽指-3 dB截止频率。

颜色控制和RGB矩阵

高清Y电平、高清Cr电平、高清Cb电平[子地址16h–18h]地址16h、17h、18h的三个8位寄存器用于编程内部HD测试图案生成器的输出颜色，无论是交叉填充图案的线条还是均匀场测试图案。它们不能作为外部像素数据输入的颜色控件。为此，使用RGB矩阵。

用于Y值和色差信号以获得白色、黑色和饱和原色和互补色的标准符合ITU-R BT.601-4标准。

当输出标准选择设置为EIA 770.2时，表VIII显示了编程到颜色寄存器中的样本颜色值。

高清RGB矩阵[子地址03h–09h]

当可编程RGB矩阵被禁用[地址02h，位3]时，内部RGB矩阵根据编程到设备中的输入标准处理所有YCrCb到YUV或RGB的缩放。

当启用可编程RGB矩阵时，根据1080i标准[SMPTE 274M]转换颜色组件：

这反映在GY=138Bh、GU=93h、GV=3B、BU=248h和RV=1F0的预编程值中。

如果使用另一个输入标准，则必须根据该输入标准调整GY、GU、GV、BU和RV的标度值。用户必须考虑到颜色组件转换可能使用不同的比例值这一事实。例如，SMPTE 293M使用以下转换：

可编程RGB矩阵可用于在由于改变诸如终端电阻等DAC输出级而导致视频输出不符合标准的情况下控制HD输出电平。可编程RGB矩阵用于外部HD数据，并且在启用HD测试模式时不起作用。

编程RGB矩阵

RGB矩阵应启用[地址02h，位3]，输出应设置为RGB[地址02h，位5]，PrPb上的sync应禁用[地址15h，位2]，RGB上的sync是可选的[地址02h，位4]。

地址03h和05h的GY控制绿色信号的输出电平，04h和08h的BU控制蓝色信号的输出电平，04h和09h的RV控制红色输出电平。要控制YPrPb输出电平，应启用YUV输出[地址02h，位5]。在这种情况下，Y输出使用GY[Address 05h；Address 03，Bit 0-1]，Pr输出使用RV[Address 09；Address 04，Bit 0-1]，Pb输出使用BU[Address 08h；Address 04h，Bit 2-3]。

如果选择了RGB输出，则RGB矩阵缩放器使用以下公式：

如果选择YPrPb输出，则使用以下公式：

通电时，使用以下默认值对RGB矩阵进行编程。

当可编程RGB矩阵未启用时，ADV7310/ADV7311自动将YCrCb输入缩放到本部分支持的所有标准。

SD-Luma与色彩控制[子地址5Ch，5Dh，5Eh，5Fh]

SD Y Scale、SD Cr Scale和SD Cb Scale是三个10位宽的控制寄存器，用于缩放Y、U和V输出电平。

这些寄存器中的每一个表示将U或V电平从0.0缩放到2.0所需的值，将Y电平从其初始电平的0.0缩放到1.5所需的值。使用以下公式计算这10位的值：Y、 U或V标度值=缩放因子×512 例如：比例因数=1.18

Y、 U或V刻度值=1.18×512=665.6

Y、 U或V刻度值=665（四舍五入到最接近的整数）

Y、 U或V刻度值=1010 0110磅

地址5Ch，SD LSB寄存器=15h

地址5Dh，SD Y刻度寄存器=A6h

地址5Eh，SD V刻度寄存器=A6h

SD色调调整值[子地址60h]

色调调整值用于调整合成和色度输出上的色调。

这八个位表示改变视频数据的色调所需的值，即，在活动视频期间相对于在彩色突发期间的子载波的相位的子载波的相位的相位变化。ADV7310/ADV7311提供0.17578125o的22.5o增量范围。对于正常操作（零调整），该寄存器设置为80h。FFh和00h分别表示可达到的调整上限和下限。

（色调调整）[o]=0.17578125o×（HCRd–128），对于正色调调整值。

例如，要将色调调整+4o，请将97h写入色调调整值寄存器：

*四舍五入到最接近的整数

要将色调调整–4o，请将69h写入色调调整值寄存器：

*四舍五入到最接近的整数

SD亮度控制[子地址61h]

通过在缩放的Y数据上添加可编程设置级别来控制亮度。此亮度级别可以添加到缩放的Y数据中。对于带底座的NTSC，设置可以从0到22.5英寸不等。对于没有底座和PAL的NTSC，设置可以从-7.5IRE到+15IRE不等。

亮度控制寄存器是8位寄存器。这个8位寄存器的7位用于控制亮度级别。此亮度级别可以是正值或负值。

例如：

标准：带底座的NTSC。

若要添加+20IRE亮度级别，请将28h写入地址61h，SD亮度。

标准：PAL。

若要添加–7IRE亮度级别，请将72小时写入地址61h，SD亮度。

SD亮度检测[子地址7Ah]

ADV7310/ADV7311允许监视传入视频数据的亮度级别。亮度检测是只读寄存器。

双缓冲

[子地址13h，位7；子地址48h，位2]双缓冲寄存器在VSYNC信号下降沿上的每个字段更新一次。双缓冲提高了整体性能，因为在活动视频期间不会对寄存器设置进行修改，而是在活动视频开始时生效。

可在以下HD寄存器上激活双缓冲：高清伽马A和伽马B曲线和高清CGMS寄存器。

双缓冲可在以下SD寄存器上激活：

SD伽马A和伽马B曲线、SD Y刻度、SD U刻度、SD V刻度、SD亮度、SD闭路字幕和SD宏视觉位5–0。

可编程DAC增益控制DACs A、B和C由REG 0A控制。

DACs D、E和F由REG 0B控制。

I2C控制寄存器将从其绝对电平向上或向下调整输出信号增益。

在情况A中，获得视频输出信号。同步提示的绝对电平和消隐电平都相对于参考视频输出信号增大。信号的总增益从参考信号增加。

在情况B中，视频输出信号减小。同步提示的绝对电平和消隐电平都相对于参考视频输出信号减小。信号的总增益从参考信号降低。

该特性的范围规定为DAC标称输出的±7.5%。例如，如果DAC的输出电流为4.33毫安，DAC调谐功能可以将该输出电流从4.008毫安（–7.5%）更改为4.658毫安（–7.5%）。

vid_out_控制寄存器的重置值为00h→标称DAC输出电流。下表是在4.33毫安额定输出电流下，数模转换器的输出电流如何变化的示例。