ZiLOG Z90365和Z90361电视控制器的深度剖析

一、引言

在如今的电视技术领域，不断追求更高效、更强大功能的电视控制器是行业发展的关键。ZiLOG的Z90365和Z90361作为基于数字信号处理器（DSP）的电视控制器家族成员，在单芯片上集成了先进的屏幕显示（OSD）、字幕处理和电视控制等多种功能，为电视产品的开发带来了新的可能性。接下来，我们将对这两款控制器进行详细剖析。

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二、产品概述

（一）基本信息

Z90365和Z90361分别是带有32KWords只读存储器（ROM）和一次性可编程存储器（OTP）的版本，它们都配备了640 words的随机存取存储器（RAM）。单周期的DSP为其提供了强大的处理能力，使得它们能够支持高字符分辨率、丰富的调色板选择、多样的字符容纳能力以及灵活的软件控制字符属性。其中，Z90365是中高端PAL和NTSC标准电视产品的理想选择。

（二）产品特性

1. 接口与电路：具备主/从 (I^{2}C) 总线接口，方便与其他设备进行通信；拥有20个可编程I/O端口，可满足多样化的外部设备连接需求；片上集成了水平同步（(H{SYNC})）和垂直同步（(V{SYNC})）生成电路，确保视频显示的同步性；还设有红外（IR）捕获寄存器，可用于接收红外信号。
2. 家族成员：Z9036x家族包含三款基本设备，分别是Z90365掩膜ROM型、Z90361一次性可编程型和Z90369在线仿真（ICE）芯片。此外，ZiLOG还为电视产品开发提供了一套完整的开发套件，包括仿真器、评估套件、C编译器、应用程序编程接口（API）、Zilog开发者工作室（ZDS）软件和字体编辑器等，帮助开发者提高工作效率，加快产品上市时间。

三、功能特点

（一）屏幕显示（OSD）功能

1. 显示布局：支持14行×32列的屏幕显示，采用16x16、16x18和16x20像素矩阵，能够呈现清晰的字符和图形。
2. 字符处理：具备2X和3X字符拉伸功能，且带有平滑处理，使字符显示更加美观；支持512个字符的显示，每个字符都可进行可配置的显示属性设置，如下划线、斜体、闪烁效果等；提供8种前景色和背景色选择，以及字符位置偏移延迟和背景透明效果；拥有65种调色板，可实现丰富的色彩显示。

（二）电视控制功能

1. 模拟 - 数字转换：配备五通道4位模拟 - 数字转换器（ADC），支持自动频率调谐（AFT）、模拟键盘输入、音频电平输入调整和视频消隐间隔（VBI）解码等功能。
2. 脉冲宽度调制：拥有七个脉冲宽度调制器（PWM），可用于控制视频、音频和外部电压合成调谐器（VST），实现对电视各项参数的精确调节。

（三）控制器特性

1. 指令执行：采用16位单周期指令执行方式，提高了处理速度和效率。
2. 锁相环（PLL）：由32KHz外部晶体控制的锁相环（PLL），确保系统时钟的稳定性。
3. 存储配置：具备32KWord的ROM或OTP，以及灵活的字符生成ROM，同时拥有640 Words的RAM，为存储程序和数据提供了充足的空间。
4. 封装形式：采用42 - 引脚的SDIP封装，便于安装和焊接。

四、产品框图与引脚排布

（一）产品框图

从产品框图可以清晰地看到，其主要组成部分包括DSP核心、RAM、ADC、OSD、PWM、(I^{2}C) 接口和I/O端口等。各部分之间协同工作，实现了电视的各项功能。例如，ADC负责将模拟信号转换为数字信号，PWM用于控制各种设备的参数，(I^{2}C) 接口则用于与外部设备进行通信。

（二）引脚排布

引脚排布详细地列出了各个引脚的功能和方向。像PWM引脚用于输出脉冲宽度调制信号，(I^{2}C) 相关引脚用于实现 (I^{2}C) 总线通信，ADC引脚用于连接模拟信号源等。了解引脚排布对于硬件设计和电路连接非常重要，工程师在设计电路板时需要根据引脚功能进行合理布局。

五、开发工具与支持

（一）版本选择

Z90365和Z90361分别有一次性可编程（OTP）和掩膜ROM版本，能够满足原型开发和批量生产的不同需求。

（二）开发工具

1. 编程与调试：Z90365使用ICEbox™（在线仿真器）工具（Z9036900ZEM），使编程和调试变得简单方便。ZiLOG开发者工作室（ZDS）则提供了便捷的代码生成和程序管理功能。
2. API支持：对于代码开发，ZiLOG提供了专门用于OSD的应用程序编程接口（API）。API能够直接处理与硬件接口时的正确序列和时序，避免用户应用程序陷入繁琐和易出错的细节。
3. 评估与验证：Z8933200ZCO是一款OSD评估板（ZOSD），用于将仿真器与视频显示器同步。Z9036100ZDP是用于对Z90361 OTP进行编程的适配器。此外，ZiLOG还提供了Z8933200TSC Protopak，可在电视上验证代码。

六、相关产品与选型

ZiLOG还拥有一系列相关产品，如Z9037x双扫描逐行扫描电视控制器、Z9035x具有64 KWords ROM、可编程调色板和光标的先进电视控制器等。在选择设备时，需要根据具体的应用需求、ROM和RAM容量、封装形式、接口功能等因素进行综合考虑。例如，对于需要大容量ROM的应用，可以选择Z9035x；对于中高端电视产品，Z90365是一个不错的选择。

七、电气特性与订购信息

（一）电气特性

Z9036x系列的最大电源电流为40 mA，工作电压范围在4.50 V至5.50 V之间。在设计电路时，需要确保电源供应能够满足这些电气特性要求，以保证设备的正常工作。

（二）订购信息

Part	PSI	Description
Z90361	Z9036112PSC	OTP TV Controller
Z90365	Z9036512PSC Rxxxx*	Masked ROM TV Controller
Emulator	Z9036900ZEM	Emulator/ Programmer
Protopak	Z8933200TSC	Protopak for code verification
Evaluation Board	Z8933200ZCO	OSD Evaluation Board
OTP Programming Adapter	Z9036100ZDP	OTP Programming Adapter Kit
* xxxx is a unique ROM number assigned to each customer code

工程师在订购产品时，需要根据自己的需求选择合适的部件编号，并注意ROM编号的分配规则。

八、总结

ZiLOG的Z90365和Z90361电视控制器凭借其强大的功能、丰富的开发工具和良好的电气特性，为电视产品的开发提供了一个优秀的解决方案。无论是在中高端电视产品的设计，还是在原型开发和批量生产中，这两款控制器都能够发挥重要作用。作为电子工程师，在实际应用中需要根据具体需求合理选择和使用这些产品，充分发挥它们的优势。同时，大家也可以思考一下，在未来的电视技术发展中，这些控制器还需要在哪些方面进行改进和创新呢？