德州仪器DLP技术帮助中兴推全球首款智能投影仪

　　拆解基于DLP技术的掌上投影仪

　　正如花生酱和果冻、空调和炎炎的夏日以及晚餐与电影，有些事物的搭配往往会产生更好的结果。作为在美国发展最快的一家智能手机制造商，中兴通讯(ZTE)希望德州仪器(TI)能够帮忙将一个移动热点与一种能让人们在旅途中共享媒体的手持投影机完美结合起来。TI的工程师很快投入了帮助ZTE实现两者结合的工作中。最终，ZTE的Sprint LivePro智能投影仪在2014年国际消费电子展(CES)上初次亮相，并于7月11日开始正式商用。

　　TI DLP微型芯片事业部经理Frank Moizio 表示：“我们设计的初衷是，当拥有一个可以访问云的热点时，无论身在何处都能立即流播和放映任何类型来自互联网的内容。”

　　TI的DLP投影技术让Sprint LivePro成为可能。DLP芯片本身包含成千上万的数字可编程镜像，每个镜像的宽度仅相当于单根人发的五分之一。这些微镜协同工作，以反射光线并在屏幕上显示能见的图像。DLP影院芯片被全球10万多家电影院采用。Sprint LivePro使用DLP视频和数据显示微型芯片，该芯片实质上比应用在银幕中的版本要小很多。

　　“中兴Sprint LivePro所采用的技术与全球近90%的数字影院采用的成熟技术完全相同，因此它就像您自己的掌上影院。”Frank说到，“DLP微型芯片可以实现体积更小、亮度更佳、更省电的投影，并能通过小设备放映较大的图像。”

　　现在，仅借助一种能立即放映来自云端内容的设备，商务人士就能步入会议室参加大型会议，同时也可以在家里的任何地方播放电影。任何人都可以通过尺寸仅为4.7英寸×4.7英寸的热点，向大批观众播放视频，甚至还可放映10英尺大的图像。DLP技术所提供的亮度性能、高效功率以及大画面体验搭配ZTE的创新，可谓天作之合。

　　“TI的工程师帮助ZTE将有史以来功能最全的一款投影机推向了美国市场。”ZTE美国公司的董事长兼首席执行官Lixin Cheng说，“对频繁出差的人们或忙碌的家长而言，这款具备热点功能的便携式投影机堪称电子产品中的“瑞士军刀”。”

　　有了Sprint LivePro，您无需任何线缆即可放映流视频或连接至云。只需给电池充电，开启Sprint LivePro，调大内置扬声器的音量并连接到互联网或谷歌播放应用(如YouTube)，您就能畅享完美体验。

　　“现在，有一种方式可以通过手机、笔记本电脑或其它来源获取内容并进行连接。”Frank说到，“这款Sprint LivePro的妙处在于它能随时随地以无线方式轻松获取内容。”

　　TI认为，这只是DLP技术与其他物件实现完美结合的最新成就。无论是智能手机、电脑文档或人们所能设想到的任何其它东西，DLP视频和数据显示微型芯片让利用最小的设备进行亮度颇佳的高效投影走向现实。

　　DLP技术即数据光处理技术，是德州仪器专有的技术，因可实现优质的投影应用而享誉全球，它支持各种各样的显示器和高级照明控制应用，适用范围包括工业、企业、汽车业和消费类市场，主要的优势包括：

　　持久精准的色彩

　　无可比拟的开关速度，支持内置智能功能

　　低功耗

　　所有 DLP 芯片均基于成熟的DLP Cinema技术

　　最近，爱板网拿到了一款基于DLP技术的LED的微投产品——DELL M115HD，可能与大家印象中的投影仪最大的不同就是它的体积了，仅为巴掌般大小，不过，别看它长得袖珍，功能可一点也不含糊。

　　作为一款便携式的微投，M115HD在接口功能的设计做了一些调整。首先，移除了不便携，也无法支持音频传输的VGA接口，而设计了四个不同的输入接口：

　　标准HDMI接口，符合1.3标准

　　24pin通用IO口，可供模拟RGB输入信号使用，同时支持音频输出

　　MicroSD、U盘存储输入接口

　　HDMI接口不陌生，是目前非常流行普遍的视频多媒体接口，而U盘与MicroSD卡接口的设计也更符合现代产品的理念，尤其对于投影仪，只需轻松插上这两样存储设备，音视频或者文档图片的投影更为简洁方便，如下图。

　　通过U盘存储投影图片或视频画面

　　除此之外，M115HD本身内置扬声器，虽然播放的音质实在不敢恭维，但聊胜于无嘛，况且M115HD同样预留了外置音响设备的接口，这或多或少能给强迫症的朋友一些安慰。

　　而在M115HD的实际体验中，也发现了一些意料之外的惊喜，比如可以轻松播放1080p的视频，可以支持RMVB的视频格式(这些可在使用手册中并没有说明)，看来在闲暇之余，用于看看电影也会是一个不错的选择，总之，“小而强大”这四个字可算是对它最好的概括。而有关M115HD更多参数可以参看如何选购合适的影音娱乐投影仪。

　　拆解DELL M115HD

　　OK，爱板网的老规矩，在简单介绍下产品的特点后，本着打破砂锅拆到底的原则，拆产品，知方案。

　　打开M115HD的后盖，首先呈现在眼前的是泾渭分明的两部分电路，暂且称它们为"主板"跟"小板"，两块电路板之间通过FPC连接。取下FPC连接器后可以将两部分电路分开，我们先来看下小板上的电路。

　　结合小板正反两面的电路设计，我们看到了一个国产的多媒体应用解决方案：炬力AM8201+海力士64MB DDR+微芯2GB Flash。

　　炬力AM8201是一款面向多媒体应用的高集成度混合信号Soc，400MHz主频，支持H.264、 RMVB、 MPEG1/2/4 以及 VC1等格式的解码，另外，AM8201集成丰富的扩展功能，尤其对USB2.0 OTG、MLC/TLC NAND flash控制器等的支持，我们可以方便的对U盘以及MicroSD卡中的音视频文件直接解码播放。

　　除此之外，AM8201还带有丰富的外设接口，如DAC/ADC、UART、 I2C、 SPI、 RTC等，值得留意的是，AM8201显示输出的都是模拟信号源。

　　在小板上我们我们还能看到部分的控制电路——按键以及红外线接收器，不过，根据实际电路的观察，显而易见，控制器应该设计在另一块主板上，

　　M115HD“主机”部分

　　对于大多数没有接触过投影仪技术的人来说，第一次见到M115HD主体部分会有点“不知所措”，从表面能看到的是一个裸露在外面的Speaker，散热铝片，风扇以及光学引擎模组，怎么理解?

　　知识补充：基于DLP技术的投影仪主要包括两个重要部件：数字微镜器件 (DMD) 和显示控制器芯片，DMD 安装在光学引擎模块中(在上图已经标示出来的光学引擎)，采用光学器件和照明来构成投影显示核心。显示控制器安装在电子电路板中的光学模块附近，用于控制 DMD 并执行必要的数据格式化和图像处理。

　　了解了一些基于DLP技术的投影仪原理，我们继续拆解就不会显得摸不着边了。先来看看这个光学引擎模块。

　　光学引擎模组

　　M115HD 光学引擎模块有三组红绿蓝三色的LED光源输入，用于构成最终成像的五彩斑斓的颜色，如下图则是拆下的构成光学引擎的其中一组蓝色LED

　　蓝色LED电路

　　红色LED以及绿色LED光源输入分别在光学引擎另一侧，并且在LED模组背部都有设计散热片，由此可知，投影仪设备的主要热量来源于这三组LED。

　　再来看下光学引擎模块上一个最重要的组件——数字微镜器件 (DMD)，DMD看上去像一块”小型PCB板“，信号经由板上的裸铜焊点引出，通过另一块带有接口的PCB板与主板的信号相连。

　　0.45英寸 WXGA DMD器件

　　对于光学模组，全球有Ti DLP芯片组专门的光学引擎模组生产商提供全套服务，如中国的红蝶、iView、OnGine、华安光电，台湾的APAC、旭智科技，韩国的Digital Optics、Sekonix、UneedElectro Inc等，不需要开发者投入更多的心力在这上面，而更专注于产品控制部分的电路设计。

　　接下来我们再来看下取下光学引擎模组后的M115HD主板。从与小板相连的FPC处可以观测到从小板上过来的信号主要是”流向“晨星半导体的MST7286以及微芯半导体的PIC24FJ32G。

　　M115HD主板电路

　　这里有必要解释下，晨星半导体(Mstar)MST7286是一颗电视讯号解码芯片，可以支持NTSC，PAL和SECAM等的电视信号解码，并且支持一路HDMI和多路CVBS，S-video，而从小板上的电路设计我们已经知道，其FPC排线过来的信号包括了解码后的模拟电视信号源以及按键、红外接收器的控制信号，MST7286这里的作用是将模拟信号源转成数字信号，而Microchip的16位单片机则担任控制按键以及红外接收器电路的角色。

　　再来看主板的背面，也是这个基于DLP技术投影仪核心部件Ti 光处理芯片DLPC6401所在。

　　Ti DLPC6401数据处理芯片

　　DLPC6401(DLPC6401数据手册)控制器特点：

　　基于ARM926微处理器 ，149.33MHz 主频、集成 64Mb 帧存储器、32KB内部RAM

　　提供一个 30 位输入像素接口

　　提供一个单通道、基于低压差分信令 (LVDS) 的平板显示 (FPD-Link) 兼容输入接口

　　支持 45 至 120Hz 帧速率

　　完全支持 Diamond 0.45英寸 WXGA、高速，双倍数据速率数字微镜器件 (DMD) 接口

　　可编程脉宽调制 (PWM) 和捕捉定时器

　　两个 I2C 端口、两个通用异步收发器 (UART) 端口(只用于调试)

　　专用发光二级管 (LED) PWM 发生器 、外部存储器支持

　　屏幕显示 (OSD)、初始屏幕显示支持 、集成型时钟生成电路

　　图像处理：针对标准、宽和黑边缘的自动锁 、1D 梯形失真校正、可编程后期色彩校正 (Degamma)

　　在文章前半部分，我们已经了解了什么是DLP技术以及基于DLP技术投影仪的基本构造，而我们此时看到的Ti DLPC6401数据处理芯片正是基于DLP技术的显示控制器，主要用于控制0.45英寸 WXGA DMD器件。

　　在M115HD中，DLPC6401芯片处理来自MST7286的数字输入图像并且将数据转换为 DMD 所需要的位平面格式。然后针对每个像素微镜，DMD 使用二元脉宽调制 (PWM) 来将光源反射至屏幕。 观看者的眼睛将这个光源聚合在一起，就形成了鲜艳且清晰的图像。DLP6401在系统控制中的主要作用为：

　　DMD电源和复位驱动器控制

　　DMD水平和垂直显示图像抖动

　　在实际产品的设计中，DLPC6401 器件提供用户电子器件和 DMD 之间的方便接口，如

　　边沿自适应反交错、照度控制

　　DMD 所要求的数据重新格式化

　　一个针对 DMD 帧数据的64Mb 内部 DRAM

　　这样可以让产品设计的更为小巧袖珍(如此时拆解的M115HD)，并且可以在较小电路板空间内获得高图像质量，从而实现低成本的“袖珍”投影仪方案，鱼和熊掌你都可以同时兼顾。当然，DLPC6401的应用远不仅此而已，可以涵盖移动电影院、移动游戏、企业用投影仪、机顶盒、笔记本附件以及可佩戴显示器等应用。

　　经过爱板网工程师多次拆解、组装M115HD投影仪后，我们能大致绘制出其简易的硬件原理框图如下，有兴趣了解Ti DLP技术的朋友更可以访问爱板网的评测文章TI DLP Lightcrafter开发模块评测(一)、(二)。

　　最后小结一下，相比目前炒得炙手可热的智能家居、可穿戴设备等产品，基于DLP技术的投影仪无疑显得比较可靠、实际，无论是对产品性能的提升、亦或是功耗都有不小的进步，换句话说，这才是真正能改变世界的产品。