HDMI的FPGA实现

出处:优格 关键词:优格 时间:2021-01-12 浏览:53次

HDMI 标准是 DVI 标准发展而来的,它们的核心技术都是 TMDS(Time Minimized Differential Signal,最小化传输差分信号传输技术)编码技术。下面看看它俩的区别:



TMDS 也被称为过渡调制差分信号,它是一种微分信号机制,采用的是差分传动方式。HDMI 用 TMDS 技术编码时把视频信号分为 R、G、B 三种数据信号和行场控制信号 H、V。这五种信号分四个通道传输,R、G、B 分别占用通道0、通道1、通道2,行场控制信号在 C 信号通道里面传输,音频信号在 R、G 信号通道里面传输。另外还有独立的一个通道用来传输时钟数据。一个时钟周期一个 TMDS 通道可以传送 10bit 的数据。TMDS算法就是将原始的8位视频信号转换为10位数据来传输,原视频信号进过运算后转换为TMDS信号的前8位,TMDS的第9位用来指示运算方式,第10位则作为直流平衡,主要为了保证信道在编码过程中直流偏移为零。HDMI的系统框图:



HDMI 传输过程中有三种阶段:视频数据周期、数据岛周期及控制周期,每个阶段传输不同的数据,有不同的功能。当 HDMI 工作在视频数据周期时,三个 TMDS 数据通道传输的是视频数据;HDMI 工作在数据岛周期时,TMDS 通道传送音频数据和辅助数据,采用数据包的形式;HDMI 工作在控制周期时,传输引导信息,表示目前不传输任何有效数据。

HDMI 接口根据外观和引脚数目不同分为三种型号:A 型、B 型和 C 型。A 型接口有 19 个引脚,是目前最常用的接口类型;B 型接口提供四组 TMDS 传输通道,因此尺寸稍大,有 29 个引脚,可以支持更高的数据传输率和传输超高清视频。而 C 型接口比 A 型接口体积小很多,但是功能一致,适合小型便携设备使用。一般使用的都是A型,A型的引脚图如图所示:



下面简单介绍一下TMDS编码。TMDS编码主要分为2个过程,第一个为8bit转9bit,在此过程中,data[8]决定前data[0-7]的运算方式,data[0]保持不变,data[1~7]按照顺序将输入的每一位与前一导出的位进行XOR或者NOR,具体使用方法由data[8]决定,而这一位也决定了编码结果包含了最少的跳变;第二个就是9bit转10bit,data[9]表示是否进行了反转处理,具体是根据发送数据流中0和1的个数不一致以及当前代码字0和1的数目确定什么时候反转,若太多的字被发送,并且输入的1多于0,则代码反转。具体的编码过程不是很复杂。



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