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(多图) 音/视频信息回放系统的HDIVI发送器解决方案

来源:单片机及嵌入式系统应用 /华东师范大学 戴仕勇?? 2007年10月18日 ?? 收藏0

  引 言

  现在市场上大多回放系统都采用独立的音/视频接口,如音频采用RCA端子、同轴端子等;视频采用S端子、色差端子、DVI接口等。这些接口体积大(如DVI,不适合应用在便携设备上),且接口独立、接线太多。另外.传统的接口很多是模拟的,如RCA、S端子,它们都难以让现在的数码产品的优势体现出来。

  高清多媒体接口HDMI在各方面都展现了它独特的优势:体积小,带宽高;不仅能够传输从SDTV到HDTV分辨率的非压缩数字视频图像,而且能够同时传输2~8通道数字音频,接口友好;能够通过显示数据通道(DDC)读取接收设备的E-EDID结构,自动确定发送给接收端所支持的音/视频格式;采用了HDCP宽带数字内容保护机制,防止非法设备的偷听。这些都满足了消费者对数字产品的新需求,因此HDMI接口在各种数码产品上的廊用越来越广泛。

  1 回放系统

  回放系统,主要是把从外部存储卡(SD、MMC等)读到的或通过有线(USB等)、无线(无线网卡等)传输方式接收到的音/视频信息,解码后通过一定的音/视频接口传输给视听设备(如TV等),对数码照片、数码摄像等音/视频进行回放。

 回放系统

  从图1

可见。音/视频接口是回放系统中不可或缺的部分。传统的视频接口主要采用S端子、色差端子;音频接几主要采用RCA端子、同轴端子。这些传统的接口在数字技术发展迅速的情况下,已不再适应高品质、无压缩的数字视频和多通道的数字音频的传输。新型的HDMI接口就是为了满足消费者更高的要求而兴起的。

  2 HDMI接口

  2.1 HDMI简介

  HDMI是继DVI(数字视频接口)之后的一种新接口。它不仅支持从SDTV到HDTV的无压缩数字视频传输,而且还支持2~8通道的数字音频传输;同时配备许多其他辅助功能,如HDCP(宽带数字内容保护)、智能连接配置等。

  HDMI有很多优点:

  ◇体积小,更适合便携设备;
??? ◇能够在单一线缆上同时传输音/视频,接口更加友好;
??? ◇带宽高,能够传输上到l080 p的高清视频和上到8通道的音频,且支持RGB和YCbCr两种像素编码格式,可提供更高的颜色深度;
??? ◇采用最小变化差分编码TMDS,提供强壮的传输机制和可靠的数据恢复能力;
??? ◇提供智能连接功能,使设备能够自动发现对方,并且自动识别目标设备所需的分辨率和数据格式;
??? ◇具备HDCP加密功能,能够防止非法设备的偷听;
??? ◇兼容性好,能够完全兼容DVI。

  HDMI连接结构如图2所示。

HDMI连接结构

  HDMI接口有3个独立的通信通道:TMDS、DDC、CEC。其中,TMDS通道用来传输音/视频数据以及辅助数据;DDC用来在自动配置中源端读取接收端的E-EDID数据结构;CEC是一个可选通道,用来支持一些高级用户功能,如红外遥控等。

  2.2 HDMI信号编码

  HDMI有3种工作模式:控制周期、视频数据周期和数据岛周期。控制周期用来传输引导信息;视频数据周期用来发送有效视频行的像素;数据岛周期用来传输音频采样数据包和辅助数据包。一个带有视频信息的行周期上数据的周期分配情况如图3所示。

一个带有视频信息的行周期上数据的周期分配情况

  在3个周期,TMDS通道上采用不同的编码:控制周期,每通道2位有效信息,只有4种编码组合;数据岛周期,每通道4位有效信息,16种编码组合,因此编码比较简单,查表可得;视频数据周期相对复杂一些,采用TMDS编码。TMDS编码是一种将8位字符变换为lO位字符的一种特殊的编码方式。首先,将8位字符,在最低位不变情况下,对剩下7位与前一个编码数据对应的7位通过“异或”(XOR)或者“异或非”(XNOR)最小变化编码(编码前后变化最少)为9位的字符(第9位标志采用了哪种变换方式,O表示XNOR,l表示XOR)。然后,根据已经传输的数据O和l的个数以及当前将传输数据的0和1个数,决定是否对第一步所产生的9位信息中的8个数据位作反转操作(如果已经传输了更多l,而且当前数据的l比O多,那么反转),变换成10位的直流平衡码(第10位标志是否作了反转,1表示作了反转,O表示没有反转)。最后,编码后的数据经过串行化之后在TMDS通道上以差分形式串行发送出去。

  2.3 HDMI支持的音/视频格式

  ①视频。HDMI能够支持RGB4:4:4、YCbCr4:4:4、YCbCr4:2:2三种像素编码格式。传输视频时,必须遵从一定的视频格式所规定的视频行的像素数、场的行数(有效数和总数)和两个同步信号的位置、极性、持续时间等。HDMI支持的基本视频格式时序有640×480 p@59.94/60 Hz、1280×720 p@59.94/60 Hz、1 920×1 080 i@59.94/60 Hz、720×480 p@59.94/60 Hz、720(1440)×480 i@59. 94,60 Hz、1 280×720 p@50 Hz、1 920×1 080 i@50 Hz、720×576p@50 Hz、720(1440)×576 i@50 Hz。


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回放系统? 高清多媒体接口? 最小变化差分编码? 宽带数字内容保护?

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