【《HDMI技術規范分析概述》2000字】

HDMI技術規范分析概述目錄TOC\o"1-3"\h\u25732HDMI技術規范分析概述 1325401.1HDMI總覽 151901.2HDMI物理層及TMDS傳輸標準 2281321.1.1HDMI接口 2322301.1.2TMDS原理簡介 4324481.3設計任務 51.1HDMI總覽一個系統的架構，一般是由HDMI源端，即HDMI發送器之類的設備，另一個就是HDMI宿端，即HDMI接收的設備，這兩個部分連接而成。一個符合HDMI規范的設備，可以配備至少一個HDMI輸入也可以擁有多個，并且HDMI輸入的數量也可以是有至少一個且允許多個的。上述設備的輸入也需要符合所有HDMI接收端的標準，同樣的對于輸出而言，需要滿足HDMI發送端的所有的約束規則。HDMI傳輸線纜和連接裝置配備有構成TMDS數據通道和TMDS時鐘通道的四對差分器，為的是傳輸過程中通道中傳輸的是差分信號，提高了視頻數據、音頻數據和輔助數據在傳輸時的穩定性。除了這些以外，HDMI還設計有一個VESADDC通道，DDC通道的是在顯示終端和數據發射端之間起到通信作用的，可以獲取終端的配置信息（如分辨率、掃描頻率之類）。還有一個就是可選的CEC協議，可以提供高級控制功能在所有各種音像產品之間當用戶們處于自然的環境下。圖1.1-1HDMI的結構三個TMDS數據通道，是用來在視頻數據周期傳遞視頻數據，在數據島周期傳送音頻及其輔助數據信息的。TMDS時鐘是以視頻像素的速度進行在TMDS時鐘信道上，并且會被接收端用作參考標準來進行三個數據通道中的數據信息恢復所需要的的頻率的設置。從源端經過編碼后送出的數據，從8位數據轉換成為一個傳輸過程中跳變的次數盡可能的到達最少且進行了近似DC-Balance的一個10位的TMDS序列，然后將該序列進行串行的差分信號輸出，串行的時鐘周期速率是10倍。默認的24位視頻數據傳輸的TMDS時鐘速率通常和像素速率保持一致，當然除了默認的24位顏色深度的視頻數據，還有30位、36位、48位等更高的色深，傳輸這些會要求時鐘的速率更加快REF_Ref31435\n\h［20］。視頻文件格式小于25MHz的情況下，分辨率重復的方法可以在傳輸的時候被實際應用。視頻像素可以用，4：4：4或4：2：2格式進行編碼。1.2HDMI物理層及TMDS傳輸標準1.1.1HDMI接口HDMI接口生活中家庭影音電器上最為常見的應用最廣泛的是以下的三種類型，一個裝置的外部HDMI連接必須要通過這三種中的一種實現。第一類是HDMIATYPE，寬度為13.9mm，厚度4.45mm，HDMIA接口有19個針腳，一般的影音設備都會提供這種接口；第二類是HDMICTYPE，10.42*1.4mm的尺寸，同樣采用了19個針腳，應用范圍比起ATYPE來說要小一些；第三類是HDMIDTYPE，是最新的推出的，寬度6.4mm，厚度1.8mm，同樣是19個針腳，不同的是設計上采用了雙排針腳，和迷你的USB接口十分相似，小型的移動設備配備該種類的接口比較合適，更適用于便攜和車載設備。還有比較罕見的B型接口設置了29個管腳，寬度達21mm，可以支持更加快的數據傳輸的速率，并且支持雙鏈路DVI連接，用于家庭影音功能過剩，所以會應用于專業的場合。C型接口和A型接口做對比來看，他們的引腳數量和功能上是相同的，在體積的設計上相比A型HDMI接口更為小巧一些，更加適用于緊湊型移動設備的場合。最為常見的A型HDMI接口，其引腳和信號如下表1.1.1-1所示：表1.1.1-1B型的HDMI接口的引腳如下表，表1.1.1-2所示，29針的設計提供雙通道為更高速的傳輸提供支持。表1.1.1-21.1.2TMDS原理簡介TMDS，該技術目前是由一家美國矽映電子科技公司主導研究，自主推出的過渡調制差分信號傳輸技術，并于二十世紀九零年代末期，開始應用在DVI、HDMI等方面來對這項技術進行推廣。TMDS技術選擇不采用單端信號而選擇了差分信號方案，差分的方案在傳輸的時候用一對傳輸線纜取代了單根，這兩條傳輸信號線傳輸的是一路數據，兩根信號線之間電壓差正負值的極性和其值的大小值來決定每一路信號傳輸數據的一個參數值（0或1）REF_Ref32173\n\h［25］。下面展示的圖1.1.2-1，是一個非常簡潔且直白的概念性的關于TMDS差分對的原理模型。從圖片中可以看到，在直流耦合輸電線路的接收側通過電流驅動裝置去建立一個低壓差分信號。是整個鏈路的參考電壓，就是差分信號中的基準電壓，在這定義了差分高電平，源端的電流源、接收端的終端阻抗特性這兩個條件共同影響決定差分信號的低電平REF_Ref32333\n\h［10］。終端電阻()和電纜的特性阻抗（）必須相匹配。圖1.1.2-1一個TMDS差分對的概念示意圖差分信號的正端或者負端叫做一個單端差分信號，它的幅值特性如圖1.1.2-2所示，單端信號的標稱高電平電壓為，信號的標稱低電平電壓為（）。舉個簡單的例子，假設當一個信號傳入時，給正端口加一+V的電壓，負端口的電壓就是-V，接收到差分信號是兩端的差值即2V。所以將這個例子帶入到下圖的實例，可以得到差分對信號差幅為。如圖1.1.2-3所示，差分信號在和之間波動。圖1.1.2-2單端差分信號圖1.1.2-3差分對信號1.3設計任務畢業設計任務要求實現\o"點擊查看詳情"HDMI多媒體接口中視頻數據編解碼器的設計，設計內容包括：解讀最新的HDMI協議，研究HDMI視頻編解碼原理及算法；使用VerilogHDL硬件描述語言進行視頻編解碼模塊電路設計；參照數字集成電路前端設計流程，重點運用Veril