基于莱迪思FPGA的视频显示接口的实现

HDMI

HDMI(高清晰度多媒体接口)标准扩展了DVI标准。这两个接口都使用了差分时钟和三根信号源同步数据线，它们还都使用TMDS信号机制来发送和接收数据。HDMI不同于DVI之处在于，它还可以同时在视频和音频通道上传送数据。由于HDMI与DVI信号电气兼容，这两种接口之间不需要进行转换。并且，它们之间的转换不会影响视频质量。HDMI是实际上存在的电视标准，而且还常用于高端的LCD显示器。

所有的HDMI链路都必须支持RGB格式，也可以支持其他标准，但只有RGB格式向后兼容DVI。HDMI链路上的视频数据使用8b10b编码，控制数据使用2b10b编码，音频数据使用4b10b编码。莱迪思公司提供了一个参考设计，通过扩展上述DVI PHY参考设计来支持额外的HDMI PHY编码要求。

HDMI版本1.0-1.2具有高达1.65Gbps的链路速度，支持1080p60和8声道音频，适用于HDTV、DVD和蓝光播放器或WUXGA(1920×1200)@60Hz的显示器。HDMI的音频功能支持多达8个未压缩的音频通道，可用于7个环绕立体声扬声器和一个重低音扬声器。现在甚至需要更快的速率来支持更高的分辨率、更快的刷新率、色彩深度和3D视频。HDMI标准1.3-1.4将链接速度提高到3.4Gbps。

高带宽数字内容保护(HDCP)是一个可选的格式，用于加密通过HDMI链路发送的数据。很多DVD、蓝光光盘和音频CD都采用HDCP编码。通常，嵌入式应用、个人视频和广告或工业用数字标牌无需使用HDCP。

HDMI应用：组合器

莱迪思提供的DVI参考设计还支持HDMI PHY接口。视频会议切换应用需要音频和视频处理。在该应用中(图7)，多个HDMI信号源(视频和音频)被接收，并且输出显示在一个屏幕上。每个HDMI信号源可以是一个本地PC的HDMI线缆，或者通过网络或背板提供HDMI输入。无论使用怎样的HDMI数据输入方式，都必须将每个输入的视频和音频分开，然后将每个RGB视频流汇集并显示在一个屏幕上。

还需要从每个HDMI信号源提取音频。一旦每个音频源被分开，就可以识别是谁在发言。有了这一信息，该设计便能够“知道”以下信息：哪个视频(有效发言者)需要放在较大的窗口显示;哪些视频需要缩小放在较小的窗口显示;哪个音频(有效发言者)应嵌入到HDMI数据流;哪些(其余的)音频应该静音。

For this application, Lattice Semiconductor provides the basic building blocks to receive and transmit HDMI sources.

对于这种应用，莱迪思半导体提供了基本的组成部件，用于接收和发送HDMI信号源。

本文小结

FPGA提供了一个低成本、低功耗的设计解决方案，具有可重新编程、灵活和多功能的特点。这意味着电路板无需重新布局，并且可以实现更快的产品上市时间。因此，FPGA已成为一个备受关注的选择，可以满足紧凑的产品周期，以及7:1 LVDS、DVI和HDMI所需的高速接口和处理要求。