1 2同轴电缆 基于FPGA的HDMI高清显示接口驱动 - 全文

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HDMI是（High DefiniTIon MulTImedia Interface）的缩写，意思是高清晰度多媒体接口，是一种数字化视频/音频接口技术，适合影像传输的专用型数字化接口，可同时传送音频和影像信号，最高数据传输速度为48Gbps（2.1版），HDMI相较于VGA接口，它传输的信息量大，色彩度高，传输速度快等显著优点。

一般来说驱动HDMI有两种方法，有些开发板是用一颗专用的HDMI芯片ADV7511做HDMI的输出使用，ADV7511 是一款高速高清晰度多媒体接口(High DefiniTIon MulTImedia Interface HDMI)。能够处理的数据速率高达165MHz(1080p @60H, UXGA @60Hz)，输出数据速率高达 225MHz。1 2同轴电缆

HDMI 采用和 DVI 相同癿传输原理——TMDS（Transition Minimized Differential

signal），最小化传输差分信号。

TMDS 传输系统分为两个部分：发送端和接收端。 TMDS 发送端收到HDMI 接口传来的表示 RGB 信号的24 位并行数据（TMDS 对每个像素的 RGB 三原色分别按 8bit 编码，即 R信号有 8 位，G 信号有 8 位，B 信号有 8 位），然后对这些数据进行编码和并/串转换，再将表示 3 个 RGB 信号的数据分别分配到独立的传输通道发送出去。接收端接收来自发送端的串行信号，对其进行解码和串/并转换，然后发送到显示器的控制端。与此同时也接收时钟信号，以实现同步。

TMDS的原理

每一个 TMDS 链路都包括 3 个传输 RGB 信号的数据通道和 1 个传输时钟信号的通道。每一个数据通道都通过编码算法，将 8 位的视、音频数据转换成最小化传输、直流平衡的 10 位数据。这使得数据的传输和恢复更加可靠。最小化传输差分信号是通过异或及异或非等逡、逻辑算法将原始 8 位信号数据转换成 10 位，前 8 为数据由原始信号经运算后获得，第 9 位指示运算的方式，第 10 位用来对应直流平衡。

一般来说，HDMI 传输癿编码格式中要包含视频数据、控制数据和数据包（数据包中包吨音频数据和附加信息数据，例如纠错码等）。 TMDS 每个通道在传输时要包含一个 2bit 的控制数据、 8bit 的视频数据或者 4bit 的数据包即可。在 HDMI 信息传输过程中，可以分为三个阶段：视频数据传输周期、控制数据传输周期和数据岛传输周期，分别对应上述的三种数据类型。

下面介绍 TMDS 中采用的技术：

1.传输最小化

8 位数据经过编码和直流平衡得到 10 位最小化数据，这仿佛增加了冗余位，对传输链路的带宽要求更高，但事实上，通过这种算法得到的 10 位数据在更长的同轴电缆中传输的可靠性增强了。下图是一个例子，说明对一个 8 位的并行 RED 数据编码、并/串转换。

第一步：将 8 位并行 RED 数据发送到 TMDS 収送端。

第二步：并/串转换.

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