利用FPGA實現(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)。這兩個接口都使用了差分時鐘和三根信號源同步數(shù)據(jù)線，它們還都使用TMDS信號機(jī)制來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。HDMI不同于DVI之處在于，它還可以同時在視頻和音頻通道上傳送數(shù)據(jù)。由于HDMI與DVI信號電氣兼容，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)換不會影響視頻質(zhì)量。HDMI是實際上存在的電視標(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參考設(shè)計，通過擴(kuò)展上述DVI PHY參考設(shè)計來支持額外的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個未壓縮的音頻通道，可用于7個環(huán)繞立體聲揚聲器和一個重低音揚聲器?，F(xiàn)在甚至需要更快的速率來支持更高的分辨率、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)是一個可選的格式，用于加密通過HDMI鏈路發(fā)送的數(shù)據(jù)。很多DVD、藍(lán)光光盤和音頻CD都采用HDCP編碼。通常，嵌入式應(yīng)用、個人視頻和廣告或工業(yè)用數(shù)字標(biāo)牌無需使用HDCP。

　　HDMI應(yīng)用：組合器

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

　　圖7：視頻會議切換。

　　還需要從每個HDMI信號源提取音頻。一旦每個音頻源被分開，就可以識別是誰在發(fā)言。有了這一信息，該設(shè)計便能夠“知道”以下信息：哪個視頻(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信號源。

　　本文小結(jié)

　　FPGA提供了一個低成本、低功耗的設(shè)計解決方案，具有可重新編程、靈活和多功能的特點。這意味著電路板無需重新布局，并且可以實現(xiàn)更快的產(chǎn)品上市時間。因此，FPGA已成為一個備受關(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。