基于FPGA的TMDS编码

FPGA技术江湖

  在我们之前的学习中，了解到HDMI是一种全数字化视频和声音发送接口，可以发送音频以及视频信号。HDMI向下兼容DVI，DVI只能传输视频信号。HDMI和DVI接口协议在物理层均使用TMDS标准来传输音频或视频信号，接下来就着重了解一下TMDS编码。

6 }- x0 B% a6 D" \/ `: V     TMDS（最小化传输差分信号）中，有四个通道，其中包含了三个数据通道和一个时钟通道。其中数据通道用来传输颜色、音频、控制等信号。HDMI默认使用RGB（RGB888）三个数据通道，当然也可以是亮度和色度信息（YCrCb，4:4:4或者4:2:2）。
3 Q: B9 X1 O4 P! q

     上图为HDMI的链接框架；
' G; y8 {$ }' p& a
5 d* l3 A0 ^6 N( ~, \, I+ Y     通道0传输的数据为：B分量的视频数据、行场同步信号、音频信号。

1 t- X' I/ l( a5 d& j/ s     通道0传输的数据为：G分量的视频数据、控制信号、音频信号。通道0传输的数据为：R分量的视频数据、控制信号、音频信号。不同的数据在TMDS数据通道中在三种不同的周期中发送。


: e3 A) H# \0 z/ v2 x& A! G7 o; S

/ ]. W+ r. H: C8 V     在TMDS传输标准中，不论是视频信号、控制信号还是辅助信号，都是以10bit的数据传输，所以需要对这三个信号进行编码，分别采用不同的编码方式。


3 W+ S$ x$ f7 H0 ?5 z/ `
5 u4 F( |; a4 r: c4 \2 ?9 }2 @

+ |# s% u: q; F9 k

     在此，我们着重说一下视频编码，在Xilinx官方给出的一个编码示意图中，我们可以清楚整个的编码流程：
$ X. x3 `' O; s
$ U' i$ ~/ K9 R% k7 {0 D

, L# y3 s* ~  X" [1 o% ]

! `! F  ?7 K7 ?3 U/ j4 H

# s5 v" N0 t( z2 n" `- q, J     图中也体现出了控制信号的编码方式：

& E) C4 V2 t/ b- Z6 b8 S/ @1 c

8 ?6 u* r9 }6 @% n

7 V; S. S6 f3 ]9 Q/ H/ I4 M; ~会对应特定的四个值中的一个。
  f$ b8 H  _5 D; x6 r7 _9 V

' Z9 g  k$ ]. Q( x* T3 ~/ e; O

编码如下：


3 E3 s4 e0 ^0 K

     编码完成后，对数据我们需要进行并串转换，此操作我们可以使用原语OSERDES2实现10-to-1的过程。最后用OBUFDS将串行数据转换为差分信号输出即可。

s8484ww

代码写的很规范