高清晰度多媒體接口(HDMI)在雷達(dá)中的運用研究

摘要：由于HDMI是數(shù)字方式傳輸，它可以從根本上解決現(xiàn)行的機載雷達(dá)采用電視體制的PAL制或VGA制式的模擬信號在用于液晶顯示時的要經(jīng)歷先D／A后A／D的變換所帶來的損失，因此，提出用該種顯示方式用于機載雷達(dá)的顯示，此方法可大幅度地提高分辨率且無傳輸和變換損耗，本設(shè)計使用SiI9134為接口器件，數(shù)字視頻形成電路由FPGA構(gòu)成，實驗證明此設(shè)計穩(wěn)定可靠，完全可以達(dá)到產(chǎn)品要求。
關(guān)鍵詞：HDMI接口；VGA；機載雷達(dá)；FPGA；最小化傳輸差分信號(TMDS)

本世紀(jì)以來，LCD、LED等數(shù)字顯示設(shè)備，由于它具備了許多不可多得的優(yōu)點，因此在國民經(jīng)濟的諸多方面有了全面的應(yīng)用，在軍用雷達(dá)方面，這方面的需求尤為突出，由于雷達(dá)與顯示設(shè)備之間都是通過PAL制視頻信號或類似于計算機的模擬VGA接口形式進(jìn)行視頻圖像傳輸，而雷達(dá)內(nèi)部以數(shù)字方式生成的顯示圖像信息，模擬信號通過電纜傳輸?shù)綌?shù)字顯示設(shè)備中時，在經(jīng)過D／A和A／D兩次轉(zhuǎn)換后，不可避免地造成了一些圖像細(xì)節(jié)的損失。所以為了減少不必要的信息損失，高清晰度多媒體接口(HDMI)由于具有更高的顯示分辯率和音頻傳送功能等特性也被陸續(xù)運用到某些雷達(dá)中。

1 高清晰度多媒體接口(HDMI)簡介
HDMI(High-Definition Multimedia Interface)是高清晰度多媒體接口的英文縮寫。HDMI規(guī)范可以傳輸和接收未壓縮的數(shù)字流的音頻／視頻標(biāo)準(zhǔn)。它可以將視頻和多聲道音頻組合至單一的數(shù)字連接，節(jié)省了多條線路連接及相關(guān)成本。對于沒有音頻要求的1080i分辨率顯示，HDMI信號傳輸與DVI是向下兼容的。
HDMI端子可向下兼容DVI，它不但體積更小，傳輸率高達(dá)5 GB／s，并且還符合家用器材影音結(jié)合的需求，可以同時傳輸數(shù)字影像與聲音信號。在數(shù)字影像的部分，HDMI接口支持?jǐn)?shù)字RGB與數(shù)字色差兩種模式，并且比DVI有更高的畫質(zhì)(12 bit)；在數(shù)字聲音信號方面，HDMI還可以用來傳輸包括CD、DVD-Video甚至是DVD-Audi0的兩聲道、多聲道信號(包括192 kHz／24 bit)。
HDMI是基于稱為最小化傳輸差分信號(TMDS)的信號傳輸技術(shù)。TMDS也有類似CML的物理信號傳輸電平(電流模式邏輯)。圖1給出了簡化的HDMI鏈路框圖。

HDMI接口是一種帶有三個TMDS通道的屏蔽電纜。默認(rèn)配置是RGB，每個通道傳送一種顏色。與DVI不同，HDMI支持亮度及色度的分量(YCbCr 4：4：4和4：2：2)，并通過3個TMDS鏈路，支持8個音頻通道。

2 雷達(dá)HDMI輸出接口的硬件設(shè)計
過去的機載雷達(dá)多用PAL制的視頻信號或VGA信號作為顯示輸出信號，在本設(shè)計中根據(jù)HDMI的有關(guān)特性，結(jié)合機載雷達(dá)的具體需求，設(shè)計了如圖2所示的HDMI顯示系統(tǒng)，其中的HDMI發(fā)射芯片是SiI9134。

在本設(shè)計中，除了SiI9134和濾波電容和去偶電感外的所有電路都由FPGA構(gòu)成。本設(shè)計選用XILINX公司Virtex-Ⅱ系列的FPGA XC2VP50實現(xiàn)控制和數(shù)字邏輯功能。XC2VP50具有16個RocketlO Blocks、2個PowerPC硬核、738 kbits的RAM空間、852個輸入輸出口的豐富的資源。用其中一個PowerPC硬核(PowerPC405)用來實現(xiàn)視頻處理和控制功能。