利用FPGA實(shí)現(xiàn)視頻顯示接口

　　HDMI

　　HDMI(高清晰度多媒體接口)標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展了DVI標(biāo)準(zhǔn)。這兩個(gè)接口都使用了差分時(shí)鐘和三根信號(hào)源同步數(shù)據(jù)線，它們還都使用TMDS信號(hào)機(jī)制來(lái)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。HDMI不同于DVI之處在于，它還可以同時(shí)在視頻和音頻通道上傳送數(shù)據(jù)。由于HDMI與DVI信號(hào)電氣兼容，這兩種接口之間不需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換。并且，它們之間的轉(zhuǎn)換不會(huì)影響視頻質(zhì)量。HDMI是實(shí)際上存在的電視標(biāo)準(zhǔn)，而且還常用于高端的LCD顯示器。

　　所有的HDMI鏈路都必須支持RGB格式，也可以支持其他標(biāo)準(zhǔn)，但只有RGB格式向后兼容DVI。HDMI鏈路上的視頻數(shù)據(jù)使用8b10b編碼，控制數(shù)據(jù)使用2b10b編碼，音頻數(shù)據(jù)使用4b10b編碼。萊迪思公司提供了一個(gè)參考設(shè)計(jì)，通過(guò)擴(kuò)展上述DVI PHY參考設(shè)計(jì)來(lái)支持額外的HDMI PHY編碼要求。

　　HDMI版本1.0-1.2具有高達(dá)1.65Gbps的鏈路速度，支持1080p60和8聲道音頻，適用于HDTV、DVD和藍(lán)光播放器或WUXGA(1920×1200)@60Hz的顯示器。HDMI的音頻功能支持多達(dá)8個(gè)未壓縮的音頻通道，可用于7個(gè)環(huán)繞立體聲揚(yáng)聲器和一個(gè)重低音揚(yáng)聲器?，F(xiàn)在甚至需要更快的速率來(lái)支持更高的分辨率、更快的刷新率、色彩深度和3D視頻。HDMI標(biāo)準(zhǔn)1.3-1.4將鏈接速度提高到3.4Gbps。

　　高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護(hù)(HDCP)是一個(gè)可選的格式，用于加密通過(guò)HDMI鏈路發(fā)送的數(shù)據(jù)。很多DVD、藍(lán)光光盤(pán)和音頻CD都采用HDCP編碼。通常，嵌入式應(yīng)用、個(gè)人視頻和廣告或工業(yè)用數(shù)字標(biāo)牌無(wú)需使用HDCP。

　　HDMI應(yīng)用：組合器

　　萊迪思提供的DVI參考設(shè)計(jì)還支持HDMI PHY接口。視頻會(huì)議切換應(yīng)用需要音頻和視頻處理。在該應(yīng)用中(圖7)，多個(gè)HDMI信號(hào)源(視頻和音頻)被接收，并且輸出顯示在一個(gè)屏幕上。每個(gè)HDMI信號(hào)源可以是一個(gè)本地PC的HDMI線纜，或者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或背板提供HDMI輸入。無(wú)論使用怎樣的HDMI數(shù)據(jù)輸入方式，都必須將每個(gè)輸入的視頻和音頻分開(kāi)，然后將每個(gè)RGB視頻流匯集并顯示在一個(gè)屏幕上。

　　圖7：視頻會(huì)議切換。

　　還需要從每個(gè)HDMI信號(hào)源提取音頻。一旦每個(gè)音頻源被分開(kāi)，就可以識(shí)別是誰(shuí)在發(fā)言。有了這一信息，該設(shè)計(jì)便能夠“知道”以下信息：哪個(gè)視頻(有效發(fā)言者)需要放在較大的窗口顯示;哪些視頻需要縮小放在較小的窗口顯示;哪個(gè)音頻(有效發(fā)言者)應(yīng)嵌入到HDMI數(shù)據(jù)流;哪些(其余的)音頻應(yīng)該靜音。

　　For this application, Lattice Semiconductor provides the basic building blocks to receive and transmit HDMI sources.

　　對(duì)于這種應(yīng)用，萊迪思半導(dǎo)體提供了基本的組成部件，用于接收和發(fā)送HDMI信號(hào)源。

　　本文小結(jié)

　　FPGA提供了一個(gè)低成本、低功耗的設(shè)計(jì)解決方案，具有可重新編程、靈活和多功能的特點(diǎn)。這意味著電路板無(wú)需重新布局，并且可以實(shí)現(xiàn)更快的產(chǎn)品上市時(shí)間。因此，FPGA已成為一個(gè)備受關(guān)注的選擇，可以滿足緊湊的產(chǎn)品周期，以及7:1 LVDS、DVI和HDMI所需的高速接口和處理要求。