HDMI分配器的設(shè)計與實現(xiàn)

  　HDMI（高清晰度多媒體接口）是由日立、松下、飛利浦、Silicon Image、索尼、湯姆遜和東芝7家公司成立的HDMI組織制定的專用數(shù)字視頻/音頻傳輸標準。HDMI是針對下一代多媒體影音設(shè)備所開發(fā)的傳輸接口，適用于數(shù)字家電的數(shù)字電視、DVD播放機、DVD錄放機、PVR、機頂盒及其他數(shù)字視聽產(chǎn)品。其最大特色是該接口可以在一根傳輸電纜內(nèi)傳送無壓縮的音頻信號及高分辨率視頻信號。隨著帶HDMI接口的終端產(chǎn)品的增加，在酒吧和賣場等一些公共場合需要類似以前AV格式的音視頻分配器產(chǎn)品。本文中詳細介紹了如何利用ANX9011和ANX9030來設(shè)計一進四出的HDMI分配器。

　　HDMI接口及系統(tǒng)概述

　　目前消費者正受到各種AV連接數(shù)過于龐大的困擾。HDMI接口可以用單一的連線取代眾多的影音連線，簡潔又方便。目前HDMI接口已經(jīng)有成為數(shù)字影音產(chǎn)品的必配接口之一的趨勢。

　　HDMI接口主要有三個通信通道，接口示意圖如圖1所示。TMDS通道：負責(zé)所有音頻和視頻數(shù)據(jù)的傳輸。輔助數(shù)據(jù)，如AVI InfoFrame、Audio InfoFrame等也是通過TMDS通道。DDC通道：HDMI源端
，通過這個通道來讀取接收端（Sink）的E-EDID數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，進而得知接收端內(nèi)含的機能與特性。CEC通道：這是一個可選項（Option），它提供更高層次的使用方式讓消費者使用，例如自動設(shè)定的細節(jié)、單鍵播放或是遙控相關(guān)的事。

　　　　　　　　　　圖1  HDMI接口示意圖

　　在某些情況下，HDMI的源端會使用到AVI InfoFrame與Audio InfoFrame。AVI InfoFrame所包含的信息是為了實現(xiàn)與達成顯示模式自動化（Display Mode Automation）而規(guī)劃的一種方法或機制，如比色法、顯示比例、像數(shù)重復(fù)因數(shù)等。Audio InfoFrame信息包含通道數(shù)、代碼類型、采樣尺寸、采樣頻率等信息。

　　E-EDID是增強型擴充顯示器識別數(shù)據(jù)(Enhanced Extended Display Identification Data Standard)的簡稱。源裝置使用DDC(Display Data Channel)來讀取終端接收顯示裝置的E-EDID，以確認終端顯示裝置的設(shè)定與功能。

　　HDCP數(shù)字內(nèi)容保護則是英特爾開發(fā)的為HDMI提供高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護的解碼技術(shù)。配備了HDCP解碼技術(shù)的HDMI就不會受到信號加密的限制，可以接受全部格式的高清信號。

　　HDMI分配器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及芯片特點

　　HDMI分配器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

　　圖2  HDMI分配器系統(tǒng)框圖

　　HDMI分配器工作原理如下：當HDMI輸入端口接收到HDMI的視頻輸入信號后，轉(zhuǎn)換為內(nèi)嵌行場同步的Y/Cb/Cr信號，送到HDMI的發(fā)送芯片。HDMI的發(fā)送芯片把Y/Cb/Cr信號轉(zhuǎn)換為HDMI發(fā)送出去。這時四個HDMI端口同時有信號輸出，同時帶有信號的復(fù)制和增強功能。單片機通過I2C總線控制各個芯片的初始化以及狀態(tài)機的變化，完成EDID的讀取和HDCP的校驗等工作。

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　　HDMI的收發(fā)IC目前有很多。在本方案中選擇ANALOGIX公司的ANX90xx系列IC是因為該產(chǎn)品基于Wide Eye信號恢復(fù)技術(shù)，從而能夠提供高性能的傳輸或接收能力。該系列芯片可以支持遠大于HDMI標準定義的15m的HDMI線纜高速信號傳輸。其實際的支持距離已經(jīng)超過了50m。超強的驅(qū)動傳輸能力允許客戶使用廉價的線纜（如UTP等）來進行高速多媒體信號的傳輸，同時還保證了極低的誤碼率。ANX90xx系列芯片具有很強的音視頻處理能力。該系列芯片能以最高165Mpix/s的速率傳輸高達24位信息數(shù)據(jù)，使整個處理頻寬接近4Gb/s。它支持RGB與多種模式Y(jié)CbCr之間的轉(zhuǎn)換，支持HDTV（最高支持1080p）和PC（最高支持