消費(fèi)市場
消費(fèi)市場是視頻市場中增長快的細(xì)分市場，包括平板顯示器/電視機(jī)、DVD播放器和手機(jī)。從歷史觀點(diǎn)來看，消費(fèi)市場是成本驅(qū)動型市場，產(chǎn)品面臨來自消費(fèi)者的巨大價(jià)格壓力。這種價(jià)格壓力也迅速由OEM傳遞至半導(dǎo)體供應(yīng)商。為滿足消費(fèi)市場的高要求，制造商必須將各種視頻功能集成在一塊芯片上，同時(shí)降低集成電路成本，使其具備市場競爭力。例如，在驅(qū)動數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)輸出信號時(shí)，以前通常采用運(yùn)算放大器和離散電路實(shí)現(xiàn)濾波、黑電平箝位和多路復(fù)用，現(xiàn)在很多半導(dǎo)體供應(yīng)商已將上述功能集成在單一視頻集成電路中。
消費(fèi)市場對視頻集成電路的集成度要求越來越高，同時(shí)需要一些功能，比如可編程阻斷頻率濾波器、內(nèi)部電荷泵及高清多媒體接口(HDMI)等。阻止用戶非法復(fù)制數(shù)字視頻內(nèi)容的高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護(hù)技術(shù)(HDCP)大大推動了HDMI技術(shù)的普及。HDMI技術(shù)支持用戶直接將視頻信息從源頭(即DVD播放器)數(shù)字視頻處理器(DVP)輸送至顯示器(即液晶電視)的數(shù)字視頻處理器中，從而獲得視頻圖像和清晰度。大部分新型消費(fèi)產(chǎn)品都將在信號源設(shè)備和顯示器上安裝單/雙HDMI接口，這已經(jīng)成為一種新的發(fā)展趨勢。隨著HDMI技術(shù)成本不斷降低，越來越多視頻集成電路制造商將在其新一代集成電路產(chǎn)品中集成HDMI功能，從而使HDMI接口成為消費(fèi)市場的主流接口。放眼未來，視頻集成電路兼容HDMI技術(shù)和集成各種功能將成為基本要求。
廣播/專業(yè)市場
高清電視(HDTV)在廣播/專業(yè)視頻市場的部署推動廣播專業(yè)機(jī)構(gòu)將模擬傳輸轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字傳輸，這就要求支持更新的視頻標(biāo)準(zhǔn)。活動圖像和電視工程師協(xié)會(SMPTE)為廣播/專業(yè)視頻市場制定了終端設(shè)備制造商必須遵循的數(shù)字視頻傳輸性能規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。為滿足上述規(guī)范要求，視頻集成電路的性能要比以往更高—例如功率更小、數(shù)據(jù)傳輸速率更快，重要的是抖動現(xiàn)象(噪音)更少。
隨著專業(yè)機(jī)構(gòu)由模擬傳輸轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字傳輸，模擬視頻信號至串行數(shù)字接口(SDI)轉(zhuǎn)換應(yīng)用就是說明市場發(fā)展趨勢如何推動視頻集成電路發(fā)展的一個(gè)實(shí)例(見圖1)。
通過同步分離器和鎖相環(huán)(PLL)從模擬視頻源分離出的數(shù)字傳輸時(shí)鐘信號，其抖動值不得超過SMPTE規(guī)定的抖動值(參見SMPTE 259M/334M/292M)。對定時(shí)/時(shí)鐘信號路徑抖動值的特定要求迫使OEM在信號路徑內(nèi)使用多個(gè)濾波級或大型現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，以減少抖動。這種方法不僅成本高昂，同時(shí)設(shè)計(jì)濾波級還會延長產(chǎn)品上市時(shí)間。視頻集成電路制造商非常重視降低信號抖動值，信號抖動值的降低將減輕外部抖動減少電路的負(fù)擔(dān)。為滿足抖動性能要求，視頻集成電路的發(fā)展趨勢是采用更先進(jìn)的模擬設(shè)計(jì)技術(shù)和專有硅工藝。
在視頻市場全部采用高清技術(shù)之前的過渡期，視頻集成電路必須支持高清(HD)和傳統(tǒng)視頻格式。例如，美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的新型同步分離器LMH1981支持NTSC、PAL、480i、480p、576i、576p、720p、1080i和1080p視頻格式。這涵蓋了從傳統(tǒng)標(biāo)清到未來高清的所有視頻格式，同時(shí)保持較低的輸出抖動值。高性能視頻集成電路將在廣播/專業(yè)市場推廣普及。
工業(yè)市場
工業(yè)視頻市場涵蓋會議廳/會議室、機(jī)場、計(jì)算機(jī)培訓(xùn)中心和多媒體機(jī)構(gòu)使用的設(shè)備，比如：交換機(jī)、路由器、視頻擴(kuò)展器和KVM轉(zhuǎn)換器等。雖然HDMI和數(shù)字視頻接口(DVI)正在該細(xì)分市場不斷推廣，但是目前大多數(shù)系統(tǒng)仍然采用模擬視頻格式。視頻市場的視頻內(nèi)容主要來自于計(jì)算機(jī)和筆記本電腦，并且由于成本和數(shù)字設(shè)備問題，仍然使用模擬視頻格式。
上述視頻源一般采用具有視頻分辨率的RGBHV視頻格式。隨著模擬視頻系統(tǒng)視頻分辨率的提高，系統(tǒng)帶寬(速度)要求也隨之增加。例如，支持UXGA(1600×1200)視頻源所需的系統(tǒng)帶寬約為215MHz，而支持XGA(1024×768)視頻源僅需86MHz帶寬。與消費(fèi)市場不同，工業(yè)市場的視頻設(shè)備不經(jīng)常更換，視頻系統(tǒng)的平均使用壽命為七到十年。這帶來了一個(gè)難題—工業(yè)視頻設(shè)備不僅需要支持現(xiàn)有視頻格式，同時(shí)還要支持未來視頻格式。
在采用多個(gè)級聯(lián)段的信號路徑中，其有效帶寬由平方定律確定。簡而言之，級聯(lián)段數(shù)量越多，系統(tǒng)總帶寬越低。要想在級聯(lián)應(yīng)用中保持所需系統(tǒng)帶寬，單一級聯(lián)段的帶寬必須更高。例如，根據(jù)級聯(lián)段數(shù)量，支持215MHz系統(tǒng)帶寬可能需要高達(dá)500MHz帶寬的多個(gè)視頻集成電路。
因此，設(shè)計(jì)工程師們不斷開發(fā)具有帶寬的視頻集成電路。但是，提高帶寬意味著功耗增加。目前視頻集成電路的主流發(fā)展趨勢是開發(fā)功耗的帶寬終端。美國國家半導(dǎo)體近推出的16×8交叉點(diǎn)開關(guān)LMH6583和LMH6582充分考慮了市場和應(yīng)用需求，其小信號帶寬為500MHz。該公司開發(fā)的VIP10工藝技術(shù)支持集成電路設(shè)計(jì)工程師無需增加現(xiàn)有解決方案功耗即可提高帶寬。當(dāng)視頻分辨率超過UXGA要求時(shí)，則視頻工程師需要開發(fā)更高帶寬、更低功率的視頻集成電路。
圖1：模擬視頻信號至串行數(shù)字接口(SDI)轉(zhuǎn)換應(yīng)用中的LMH1981。