中山项目(N5200)硬件概要设计说明书

文档作者： 项目/PDT经理：

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日期： 日期：

陈华兴

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2010-05-26

同洲电子股份有限公司 版权所有

内部资料 注意保密

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文档历史发放及记录

序号 1 创建 变更（+/-）说明 作者 陈华兴 版本号 V1.0 日期 2010-05-26 批准 --

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目 录

文档历史发放及记录 ................................................................................................................................ 2 目 录 ........................................................................................................................................................ 3 1、 引言 .................................................................................................................................................... 3

1.1 文档目的 ..................................................................................................................................... 3 1.2 适用范围 ..................................................................................................................................... 3 1.3 产品信息 ..................................................................................................................................... 4 1.4 硬件名称 ..................................................................................................................................... 4 1.5 术语和缩略语 ............................................................................................................................. 4 1.6 参考资料 ..................................................................................................................................... 4 2、 总体设计 ............................................................................................................................................ 4

2.1 需求规定 ..................................................................................................................................... 4 2.2 功能要求 ..................................................................................................................................... 4 2.3 性能指标 ..................................................................................................................................... 5 2.4 开发环境 ..................................................................................................................................... 5 2.5 设计思想 ..................................................................................................................................... 5 3、 硬件模块划分 .................................................................................................................................... 5

3.1 系统结构框图 ............................................................................................................................. 5 3.2 系统逻辑框图 ............................................................................................................................. 5

3.2.1 系统核心模块 .................................................................................................................. 5 3.2.2音、视频处理模块 ........................................................................................................... 5 3.2.3 GPIO分配及片选规划..................................................................................................... 5 3.3 单板及功能 ................................................................................................................................. 6 4、 接口设计 ............................................................................................................................................ 6

面板与主板接口 ........................................................................................................................ 6 IC卡板与与主板接口 ............................................................................................................... 6 电源板与主板接口 .................................................................................................................... 6

5、 可靠性、安全性、电磁兼容性设计 ................................................................................................ 6 6、 电源设计 ............................................................................................................................................ 7

6.1 输出接口引脚定义 ..................................................................................................................... 7 6.2 输出特性 ..................................................................................................................................... 7 6.3 输入电压 ..................................................................................................................................... 7 7、 工艺结构设计 .................................................................................................................................... 8 8、 可测试性设计 .................................................................................................................................... 8 9、 硬件调试方法与步骤 ........................................................................................................................ 8 10、 元器件选用与结构布局合理性分析设计 ...................................................................................... 8

10.1 元器件选用的合理性分析设计 ............................................................................................... 8 10.2 结构布局的合理性分析设计 ................................................................................................... 8

1、 引言

1.1 文档目的

本文档主要说明了中山项目（N5200）标清数字电视接收机硬件的总体设计,各硬件模块划分，接口设计，可靠性、安全性、电磁兼容性设计，工艺结构设计，测试设计，系统调试与测试方法等。

1.2 适用范围

本文档主要适用的阅读人员有:PDT经理,项目经理,软硬件开发人员,QA测试人员,产品部人员,市场竞标

人员等.本文档适用于研发,测试,产品,市场等领域.

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1.3 产品信息

产品名称：标清数字有线电视接收机 产品型号：N5200

1.4 硬件名称

N5200包括以下硬件： (1) 主板：XXX.XXX.XX (2) 面板：XX.XX.XX (3) IC卡小板：IC.663.08 (4) 电源板：PW.317.XX

1.5 术语和缩略语

缩略语/术语 全 称

说 明

1.6 参考资料

1、 ST5197 DATASHEET

2、 20100517招标文件(数字电视机顶盒).doc

2、 总体设计

2.1 需求规定

2.1.0 完全符合MPEG-2/DVB标准; 2.1.1 MPEG-2标清解码（MB@ML）

2.1.2复合视频端子/S-VIDEO输出:PAL/NTSC; 2.1.3 支持YPbPr输出; 2.1.4 支持S/P DIF输出;

2.1.5 支持以太网输出（RJ-45，1个）； 2.1.6 支持USB输出(前面板，1个); 2.1.7 支持RF OUT输出；

2.2 功能要求

1. 支持DVB-C 信号输入；

2. 支持CVBS、YPbPr、S/P DIF输出； 3. 支持以太网输出；

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4. 左右声道的AV音频接口； 5. 支持USB接口；

6. 面板六个按键控制系统菜单（节目+、节目-、音量+、音量-、主菜单、确定）； 7. 系统状态和信号锁定指示灯； 8. 电源输入接口；

2.3 性能指标

[列出本硬件系统所有的总体性能指标要求和有关的标准性文件。] 1、音、视频指标 达到 数字有线接收机B类标准 2、标清解码符合ISO/IEC 13818-2 MP@ML标准

2.4 开发环境

[详细说明开发和调试/测试该软件所需的硬件环境和软件环境。]

1、 硬件环境：PADS LOGIC 2007 +PADS Layout 2007，ST CONNECT，网口、串口调试 2、 软件环境：OS21，标准C，串口和网口联合调试。。。

2.5 设计思想

[针对需求，说明硬件的全局设计思想和实现方法。]

本机采用的解码芯片为ST公司的高清系统芯片ST5197，ST5197主要负责TS流的解复用、解码，音频、视频数据的输出以及与外部各功能模块交互。

3、 硬件模块划分

3.1 系统结构框图 3.2 系统逻辑框图

[针对“系统结构框图”中的每个子系统（功能模块级或单板级）分别提供逻辑框图和相应的文字说明。]

3.2.1 系统核心模块

本机采用1片512Mb的DDR（16M x 16）为程序运行提供存储空间，主芯片分别有相应的接口。

本机采用的FLASH为SPI FLASH，总容量为~128Mbit，用来存储引导程序，OS21内核，LOADER_APP，应用程序，系统配置信息和用户信息。

3.2.2音、视频处理模块

由ST5197解码后的视频信号在5197内部进行D/A变换，输出的模拟视频信号经外围的滤波网络后分别输出复合视频和Y/C信号。由ST5197解码输出的音频信号为差分模拟信号格式，经过外围的音频放大器（JRC4558）网络后，输出为立体声的左右声道信号，输出给AV端子。

3.2.3 GPIO分配及片选规划

见《XX.XXX.XX GPIO管脚配置》文件。

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3.3 单板及功能

XX.XX.XX：主板，负责TS流解扰、解复用，音、视频输出，网络通讯，按键控制等功能。 XX.XX.XX：面板，六位按键，和四位LED数码显示； IC.663.08：IC卡板；

PW.317.xx：电源板，提供主板所需电压

3.4前后面板效果图

4、 接口设计

[详细说明该硬件系统的所有外部接口的设计要求，包括接口名、接口逻辑位置、接口硬件特性等。] 本机包括下面外部接口：

1. RF输入口，射频信号输入，F头，卧式 2. RF环路输出口，射频信号环出，F头，卧式 3. RJ45接口，10/100Mbps，网口，网络管理接口， 4. 复合视频（CVBS）、YPbPr、左右声道音频； 5. 电源线接口

面板与主板接口

端子 定义 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 clk +3.3V Com0 Com1 Com2 Com3 Com4 standby K11 IR_IN GND Data IC卡板与主板接口

端子 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 data_in 11 3V/5V_SEL 12 GND 定+5V clk GND 义 Detect Reset C8 VccEn +3.3V data_out 电源板与主板接口

端 子 定义 1 3V3 2 3V3 3 GND 4 GND 5 5V 6 5V 7 12V 8 7V/ 23V/GND 9 5V 10 GND 电源板的外观及尺寸

5、 可靠性、安全性、电磁兼容性设计

 可靠性设计

设计本机时，在保证整机电性能参数满足有关标准的前提下，尽可能简化电路，减少元器件数量，从

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而减少不稳定因素，提高可靠性。元器件的质量及复杂程度、工艺控制、使用条件（如频率、功耗、电压、温度）等诸多因素均会影响整机的可靠性，因此，设计时充分考虑了上述因素，对电路的不同单元选用不同的元器件，并留有充分的余量，即降额使用。

为满足标准要求，设计中考虑以下几点：

（1）、降额使用，本机所采用的电源稳压芯片和电解电容充分考虑降额，稳压片采用足够的压降和输出电流，电解电容采用足够的耐压值，所有IC的温度，输入电压和工作频率均满足要求，并留有余量。 （2）、热设计：高热元件加有有效的散热器或大面积铜皮，在PCB板设计时，高温件处尽量设置一些散热孔以利于散热，本机采用2层板设计，电源层和地层采用大面积铜皮，利于散热，所有稳压芯片附近及大电流的电源线上均多打了过孔，有利于增大线宽和散热。 安全性设计

本机的安全件采用已通过认证的可靠元器件，各种标记清晰明确，符号符合国家标准，散热孔和其它孔的大小符合标准。

在说明书或电路图中，对与安全有关元件应按规定标注安全标记。保证整机外部任何可触及部分不带电。

 电磁兼容性设计 （1）、元器件布局与排版：

元器件的布局主要考虑到小信号电路部分尽量远离频率比较高的信号部分，机内连接软导线尽量合理分布，信号线较长以及易产生辐射和易受到辐射干扰的元器件和电路部分，尽可能增加屏蔽措施。

对谐波成分丰富的供电电路，使用电源退耦电路对电源予以净化，防止其对小信号电路产生干扰。 （2）、元器件的选取和电路上采取措施：

DDR部分，由于DDR时钟频率高，对时钟线做了差分布线处理，走在内层，并且用地线隔离，达到减少干扰的目的。

模拟音视频输出线全部采用地线隔离，减小相互间的干扰。

6、 电源设计

6.1 输出接口引脚定义 6.2 输出特性

序额定电压号 (V) 1 2 3 3.3 5 12 电压 变化范围(V) 3.15 -3.45 4.75-5.25 10-14 纹波 (mVp-p) ≤50 ≤50 ≤200 峰值电流（A） 1.2 0.5 0.1 额定电流（A） 1.0 0.4 0.05 最小电流 (A） 0.3 0.1 0.01 6.3 输入电压

序号 1 项目 额定输入电压 规格要求 100-240Vac --

条件及现象 --WORD格式---可编辑--- 2 3 4 5 6 7 8 输入电压范围 额定输入频率 输入频率范围 输入电流 冲击电流 效率 输入功率 90Vac-2Vac 50/60Hz 47Hz-63Hz ＜0.5A ＜60A ≥70% ≤25W 满载@100Vac 冷态满载@240Vac 满载@240Vac 额载@100Vac-240Vac 7、 工艺结构设计

[由结构部提供设计结果，主板硬件人员仅需列出各种结构件的模具号。]

本机结构在CDVB5200CI基础上更改，从减少模具开发费用上考虑，尽量共用相同模具。根据功能的变更需要新出后板、IP小后板，横粱，主装饰件。采用中文丝印。

8、 可测试性设计

[从设计的角度考虑硬件测试，其中应包括考虑开发过程中和生产过程中的测试点和测试方法。]

在关键信号引脚上增加串行电阻或测试点以便调试。引出未分配管脚以便调试。

9、 硬件调试方法与步骤

[从设计的角度考虑硬件调试，并考虑其调试步骤。本部分可选]

10、 元器件选用与结构布局合理性分析设计

[本部分可选]

10.1 元器件选用的合理性分析设计

[主要考虑元器件选用的合理性。例如DC-DC变压元器件选用过程中，考虑的温度、电流大小等。本部分可选]

10.2 结构布局的合理性分析设计

[主要考虑结构布局的合理性。例如面板、IC小板等的附属小板的合理性。本部分可选]

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