【《HDMI技术规范分析概述》2000字】

HDMI技术规范分析概述目录TOC\o"1-3"\h\u25732HDMI技术规范分析概述 1325401.1HDMI总览 151901.2HDMI物理层及TMDS传输标准 2281321.1.1HDMI接口 2322301.1.2TMDS原理简介 4324481.3设计任务 51.1HDMI总览一个系统的架构，一般是由HDMI源端，即HDMI发送器之类的设备，另一个就是HDMI宿端，即HDMI接收的设备，这两个部分连接而成。一个符合HDMI规范的设备，可以配备至少一个HDMI输入也可以拥有多个，并且HDMI输入的数量也可以是有至少一个且允许多个的。上述设备的输入也需要符合所有HDMI接收端的标准，同样的对于输出而言，需要满足HDMI发送端的所有的约束规则。HDMI传输线缆和连接装置配备有构成TMDS数据通道和TMDS时钟通道的四对差分器，为的是传输过程中通道中传输的是差分信号，提高了视频数据、音频数据和辅助数据在传输时的稳定性。除了这些以外，HDMI还设计有一个VESADDC通道，DDC通道的是在显示终端和数据发射端之间起到通信作用的，可以获取终端的配置信息（如分辨率、扫描频率之类）。还有一个就是可选的CEC协议，可以提供高级控制功能在所有各种音像产品之间当用户们处于自然的环境下。图1.1-1HDMI的结构三个TMDS数据通道，是用来在视频数据周期传递视频数据，在数据岛周期传送音频及其辅助数据信息的。TMDS时钟是以视频像素的速度进行在TMDS时钟信道上，并且会被接收端用作参考标准来进行三个数据通道中的数据信息恢复所需要的的频率的设置。从源端经过编码后送出的数据，从8位数据转换成为一个传输过程中跳变的次数尽可能的到达最少且进行了近似DC-Balance的一个10位的TMDS序列，然后将该序列进行串行的差分信号输出，串行的时钟周期速率是10倍。默认的24位视频数据传输的TMDS时钟速率通常和像素速率保持一致，当然除了默认的24位颜色深度的视频数据，还有30位、36位、48位等更高的色深，传输这些会要求时钟的速率更加快REF_Ref31435\n\h［20］。视频文件格式小于25MHz的情况下，分辨率重复的方法可以在传输的时候被实际应用。视频像素可以用，4：4：4或4：2：2格式进行编码。1.2HDMI物理层及TMDS传输标准1.1.1HDMI接口HDMI接口生活中家庭影音电器上最为常见的应用最广泛的是以下的三种类型，一个装置的外部HDMI连接必须要通过这三种中的一种实现。第一类是HDMIATYPE，宽度为13.9mm，厚度4.45mm，HDMIA接口有19个针脚，一般的影音设备都会提供这种接口；第二类是HDMICTYPE，10.42*1.4mm的尺寸，同样采用了19个针脚，应用范围比起ATYPE来说要小一些；第三类是HDMIDTYPE，是最新的推出的，宽度6.4mm，厚度1.8mm，同样是19个针脚，不同的是设计上采用了双排针脚，和迷你的USB接口十分相似，小型的移动设备配备该种类的接口比较合适，更适用于便携和车载设备。还有比较罕见的B型接口设置了29个管脚，宽度达21mm，可以支持更加快的数据传输的速率，并且支持双链路DVI连接，用于家庭影音功能过剩，所以会应用于专业的场合。C型接口和A型接口做对比来看，他们的引脚数量和功能上是相同的，在体积的设计上相比A型HDMI接口更为小巧一些，更加适用于紧凑型移动设备的场合。最为常见的A型HDMI接口，其引脚和信号如下表1.1.1-1所示：表1.1.1-1B型的HDMI接口的引脚如下表，表1.1.1-2所示，29针的设计提供双通道为更高速的传输提供支持。表1.1.1-21.1.2TMDS原理简介TMDS，该技术目前是由一家美国矽映电子科技公司主导研究，自主推出的过渡调制差分信号传输技术，并于二十世纪九零年代末期，开始应用在DVI、HDMI等方面来对这项技术进行推广。TMDS技术选择不采用单端信号而选择了差分信号方案，差分的方案在传输的时候用一对传输线缆取代了单根，这两条传输信号线传输的是一路数据，两根信号线之间电压差正负值的极性和其值的大小值来决定每一路信号传输数据的一个参数值（0或1）REF_Ref32173\n\h［25］。下面展示的图1.1.2-1，是一个非常简洁且直白的概念性的关于TMDS差分对的原理模型。从图片中可以看到，在直流耦合输电线路的接收侧通过电流驱动装置去建立一个低压差分信号。是整个链路的参考电压，就是差分信号中的基准电压，在这定义了差分高电平，源端的电流源、接收端的终端阻抗特性这两个条件共同影响决定差分信号的低电平REF_Ref32333\n\h［10］。终端电阻()和电缆的特性阻抗（）必须相匹配。图1.1.2-1一个TMDS差分对的概念示意图差分信号的正端或者负端叫做一个单端差分信号，它的幅值特性如图1.1.2-2所示，单端信号的标称高电平电压为，信号的标称低电平电压为（）。举个简单的例子，假设当一个信号传入时，给正端口加一+V的电压，负端口的电压就是-V，接收到差分信号是两端的差值即2V。所以将这个例子带入到下图的实例，可以得到差分对信号差幅为。如图1.1.2-3所示，差分信号在和之间波动。图1.1.2-2单端差分信号图1.1.2-3差分对信号1.3设计任务毕业设计任务要求实现\o"点击查看详情"HDMI多媒体接口中视频数据编解码器的设计，设计内容包括：解读最新的HDMI协议，研究HDMI视频编解码原理及算法；使用VerilogHDL硬件描述语言进行视频编解码模块电路设计；参照数字集成电路前端设计流程，重点运用Veril