一般来说,HDMI 传输癿编码格式中要包含视频数据、控制数据和数据包(数据包中包吨音频数据和附加信息数据,例如纠错码等)。 TMDS 每个通道在传输时要包含一个 2bit 的控制数据、 8bit 的视频数据或者 4bit 的数据包即可。在 HDMI 信息传输过程中,可以分为三个阶段:视频数据传输周期、控制数据传输周期和数据岛传输周期,分别对应上述的三种数据类型。

下面介绍 TMDS 中采用的技术:

传输最小化

8 位数据经过编码和直流平衡得到 10 位最小化数据,这仿佛增加了冗余位,对传输链路的带宽要求更高,但事实上,通过这种算法得到的 10 位数据在更长的同轴电缆中传输的可靠性增强了。下图是一个例子,说明对一个 8 位的并行 RED 数据编码、并/串转换。

HDMI高清显示接口驱动的传输原理

第一步:将 8 位并行 RED 数据发送到 TMDS 収送端。

       第二步:并/串转换.

       第三步:进行最小化传输处理,加上第 9 位,即编码过程。第 9 位数据称为编码位。

2. 直流平衡

直流平衡(DC-balanced)就是指在编码过程中保证信道中直流偏移为零。方法是在原来的 9 位数据癿后面加上第 10 位数据,返样,传输的数据趋于直流平衡,使信号对传输线的电磁干扰减少,提高信号传输的可靠性。

3. 差分信号

TMDS差分传动技术是一种利用2个引脚间电压差来传送信号的技术。传输数据的数值(“0”或者“1”)由两脚间电压正负极性和大小决定。即,采用 2 根线来传输信号,一根线上传输原来的信号,另一根线上传输与原来信号相反的信号。这样接收端就可以通过让一根线上的信号减去另一根线上的信号的方式来屏蔽电磁干扰,从而得到正确的信号。

HDMI高清显示接口驱动的传输原理

另外,还有一个显示数据通道(DDC),是用于读取表示接收端显示器的清晰度等显示能力的扩展显示标识数据(EDID)的信号线。搭载 HDCP(High-bandwidth Digital Content Protection,高带宽数字内容保护技术)的发送、接收设备之间也利用 DDC 线进行密码键的认证。

接下来是电路设计部分,HDMI驱动部分追寻原始出处应该是迪芝伦官方,该部分代码用VHDL语言描述,为了方便移植,我将该部分代码封装成自定义IP Core,由上文可知,我们需要产生RGB888三路数据,输入给该模块,然后经过解码、串/并转换,差分输出。还需要两个时钟输入,一个是当前显示分辨率的像素时钟,一个是当前显示分辨率的像素时钟的五倍。还有一个行同步信号和场同步信号,这两个信号的产生方法和VGA是一样的,简单来说就是先产生VGA的信号,行同步信号、场同步信号RGB888的数据输入给HDMI驱动模块就可以显示了,我们要修改显示的数据,还是只需要修改VGA时序即可。