吳凱　楊軍　陳擁軍

摘要：本文系統(tǒng)的介紹了解碼器終端的節(jié)能降耗的設(shè)計方案，針對不同功能模塊，通過對模塊電源的控制，改變CPU和GPU工作頻率的高低，F(xiàn)PGA緩存和邏輯資源的有效分配等，實現(xiàn)解碼器終端的綠色設(shè)計。

關(guān)鍵詞：綠色設(shè)計模塊節(jié)能低功耗

引言

隨著電子產(chǎn)品的日益發(fā)展，綠色制造越來越被提倡，中國正在推進“中國制造2025”綠色制造重大戰(zhàn)略項目部署。對于長時間工作的電子產(chǎn)品，如何能夠使電子產(chǎn)品正常工作的情況下且工作功耗越來越低，是我們在產(chǎn)品開發(fā)的過程中，不可忽視的一環(huán)。解碼器終端主要應用于廣電行業(yè)的播控系統(tǒng)，接收有線/地面/衛(wèi)星的信號并進行轉(zhuǎn)發(fā)，通常是24小時不斷電工作，且機器本身功耗較大，正常工作時，一般在40W左右。所以如果能讓解碼器做到節(jié)能，將會大大減少用電開支和輻射損耗。

1解碼器終端的綠色設(shè)計思路

解碼器終端的系統(tǒng)構(gòu)架由一個信源接收解調(diào)模塊，一個流處理模塊和一個解碼解密模塊構(gòu)成。信源接收模塊負責接收衛(wèi)星鍋蓋、地面覆蓋、有線線纜傳輸來的電視廣播信號，經(jīng)過解調(diào)為TS流信號，送人流處理模塊。流處理模塊則主要負責進行TS流的分配和復用，TS流轉(zhuǎn)換為IP信號，ASI信號，并傳輸?shù)较乱患壴O(shè)備。解碼解密模塊則將流處理模塊送來的TS流進行解碼和解密，回傳解密后的TS流給流媒體中心，并且產(chǎn)生可觀看的音視頻信號。解碼器節(jié)能，就要從這3個模塊人手。

2技術(shù)實現(xiàn)方案

2.1信源接收解調(diào)模塊節(jié)能

信源接收解調(diào)模塊分為2個小模塊，分別為衛(wèi)星信號解調(diào)模塊，有線地面信號解調(diào)模塊。兩個模塊分別單獨供電，由解碼解密模塊通過2個通用GPIO口控制供電的關(guān)斷。解密解碼模塊通過I2C接口去讀TUNER的狀態(tài)，如果檢測到已經(jīng)鎖頻，則代表有信號輸入，此時對DEMOD進行供電工作。如果沒有檢測到鎖頻，則帶代表沒有信號輸入，則此時對DEMOD不供電。以避免當只有一種信號輸入或沒有信號輸入時，造成的空轉(zhuǎn)浪費。

2.2流處理模塊節(jié)能

流處理模塊由FPGA來實現(xiàn)，主要完成對衛(wèi)星信號輸入流、地面信號輸入流、有線信號輸入流進行預處理，同時完成整個設(shè)備各種輸出接口數(shù)據(jù)封裝工作，在解碼器處理芯片的統(tǒng)一控制和調(diào)度下，完成對整個解碼器的數(shù)據(jù)流預處理工作。整個系統(tǒng)詳細設(shè)計框圖如下圖所示。

整個設(shè)計采用綠色節(jié)能理念，通過對各個模塊輸入狀態(tài)的監(jiān)測，來控制每一個模塊的使能;同時通過對輸入碼流的大小監(jiān)測，來控制整個系統(tǒng)的緩存、時鐘等參數(shù)?？梢愿鶕?jù)用戶的需求，對輸出邏輯單元進行獨立控制，以降低整個片內(nèi)邏輯資源的占用。每一個模塊有單獨的使能控制接口，可以根據(jù)不同的應用場景和需求靈活的完成使能控制來達到整個系統(tǒng)資源最優(yōu)、能效最優(yōu)。

2.5解碼解密模塊節(jié)能

解碼解密模塊實現(xiàn)節(jié)能，主要通過兩方面來實現(xiàn)。對于CPU運行，我們根據(jù)當前節(jié)目是高清或者標清節(jié)目，讓CPU工作在不同的頻率和工作電壓下，已達到節(jié)能的目的。對于GPU的一些特效，我們通過開關(guān)來自動開啟或者關(guān)閉，自動進行GPU的頻率調(diào)整和工作電壓的調(diào)整。

3結(jié)束語

綜上所述，作為一個24小時不斷電工作的解碼器終端，在保證其功能正常工作，又能節(jié)能降耗。在設(shè)計該產(chǎn)品之初就應該考慮到該問題，預留電源關(guān)斷接口，采用合理的CPU和GPU芯片，同時合理配置FPGA的資源，當每個細節(jié)做到節(jié)能降耗，整機的功耗最終才會大大的降低，達到綠色設(shè)計的全新理念。

參考文獻

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