Zynq的HDMI接口設計

HDMI 賽靈思 Arc 數碼 電子創新設計 2017-05-13
Zynq的HDMI接口設計

HDMI設計:高清晰度多媒體接口是一種數字化視頻/音頻接口技術,最高數據傳輸速度為5Gbps(目前到10Gbps)。

1、 HDMI傳輸原理

HDMI系統的架構由信源(source)和信宿(sink)組成。一個設備上可以有多個HDMO接口,但是每個接口都要遵循HDMI信源和信宿的結構。其接口架構圖如下:

Zynq的HDMI接口設計

HDMI接口包括3個TMDS數據信道和1個TMDS時鐘信道。

TMDS差分傳輸技術是利用兩個引腳間電壓差來傳送信號的技術。

DDC通道:信源通過它來讀取信宿的E-EDID,目的是瞭解信宿的當前配置和能力。

HDMI傳輸的數據包括視頻數據、控制數據和數據包(數據包中包含音頻數據和附加信息數據,例如糾錯碼等)。TMDS每個信道的傳輸內容包括2位的控制數據、8位的視頻數據或者4位的數據包。數據先輸入到HDMI發送器,經過10位編碼器編碼,最後串行化輸出。HDMI接收器串行接收這10位的編碼,接著解碼得到原數據。這些操作在時鐘信道的一個時鐘週期內完成。每個時鐘信道的一個時鐘週期對應一個像素點傳輸,一般這個時鐘頻率在25MHz~165MHz之間。

HDMI信息傳輸過程中,可以分為三個階段:視頻數據傳輸週期、控制傳輸週期和數據島傳輸週期。視頻數據傳輸週期傳輸有效的像素信息(視頻數據);在數據島傳輸週期傳輸打包的音頻和附加數據;在沒有前面的數據傳輸任務時,都是控制週期,而且在兩個非控制週期之間要加入控制週期做分隔。

ADV7511芯片相關控制信號:該芯片支持225MHz的HDMI發送器。全面支持HDMI1.4協議、同時包括HDMI以太網絡通道HEAC和3D video。支持全部高清制式(包括12位顏色深度的和1080p制式)。

ADV7511功能結構圖:

Zynq的HDMI接口設計

主要功能模塊分別是HDMI以太網絡通道ARC,視頻數據接收及壓縮模塊、音頻數據接收模塊、IIC總線模塊、寄存器和相關配置邏輯、高寬帶數字內容(HDCP)模塊,以及TMDS的輸出模塊(4組差分信號)。其中視頻數據捕捉模塊的信號共有36位包括視頻數據信號、行場同步信號、使能信號及時鐘信號。

下圖是實現的SOC系統。系統的視頻輸出接口有xilinx VDMA和ADV7511視頻接口組成。VDMA負責將圖像幀數據傳輸到視頻接口模塊。系統的音頻輸出接口部分有xilinx DMA 和spdif音頻接口組成。

Zynq的HDMI接口設計

文章轉載自:Trace 的博客

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