Zynq的HDMI接口设计

HDMI设计:高清晰度多媒体接口是一种数字化视频/音频接口技术,最高数据传输速度为5Gbps(目前到10Gbps)。

1、 HDMI传输原理
HDMI系统的架构由信源(source)和信宿(sink)组成。一个设备上可以有多个HDMO接口,但是每个接口都要遵循HDMI信源和信宿的结构。其接口架构图如下:

HDMI接口包括3个TMDS数据信道和1个TMDS时钟信道。

TMDS差分传输技术是利用两个引脚间电压差来传送信号的技术。

DDC通道:信源通过它来读取信宿的E-EDID,目的是了解信宿的当前配置和能力。

HDMI传输的数据包括视频数据、控制数据和数据包(数据包中包含音频数据和附加信息数据,例如纠错码等)。TMDS每个信道的传输内容包括2位的控制数据、8位的视频数据或者4位的数据包。数据先输入到HDMI发送器,经过10位编码器编码,最后串行化输出。HDMI接收器串行接收这10位的编码,接着解码得到原数据。这些操作在时钟信道的一个时钟周期内完成。每个时钟信道的一个时钟周期对应一个像素点传输,一般这个时钟频率在25MHz~165MHz之间。

HDMI信息传输过程中,可以分为三个阶段:视频数据传输周期、控制传输周期和数据岛传输周期。视频数据传输周期传输有效的像素信息(视频数据);在数据岛传输周期传输打包的音频和附加数据;在没有前面的数据传输任务时,都是控制周期,而且在两个非控制周期之间要加入控制周期做分隔。

ADV7511芯片相关控制信号:
该芯片支持225MHz的HDMI发送器。全面支持HDMI1.4协议、同时包括HDMI以太网络通道HEAC和3D video。支持全部高清制式(包括12位颜色深度的和1080p制式)。

ADV7511功能结构图:

主要功能模块分别是HDMI以太网络通道ARC,视频数据接收及压缩模块、音频数据接收模块、IIC总线模块、寄存器和相关配置逻辑、高宽带数字内容(HDCP)模块,以及TMDS的输出模块(4组差分信号)。其中视频数据捕捉模块的信号共有36位包括视频数据信号、行场同步信号、使能信号及时钟信号。

下图是实现的SOC系统。系统的视频输出接口有xilinx VDMA和ADV7511视频接口组成。VDMA负责将图像帧数据传输到视频接口模块。系统的音频输出接口部分有xilinx DMA 和spdif音频接口组成。

文章转载自:Trace 的博客