lattice HDMI 传输方案

### lattice HDMI 传输方案知识点详解 #### 一、概述 随着高清晰度视频显示器的广泛应用，原始设备制造商（OEMs）面临着降低成本并提供长期稳定解决方案的挑战。为应对这一需求，市场上出现了一系列标准化的平板显示器及接口技术，其中HDMI（High-Definition Multimedia Interface，高清多媒体接口）成为一种广泛采用的标准。 #### 二、HDMI标准背景 - **模拟到数字的转变**：最初的高清晰度显示器使用的是模拟分量视频接口（YCrCb），但随后数字技术（如DVI和HDMI）逐渐取代了大多数模拟接口。 - **DVI的局限性**：DVI接口虽然实现了数字传输，但由于其较大的连接器尺寸、对DRM（数字版权管理）支持不足以及缺少音频通道等原因，无法完全满足市场需求。 - **HDMI的发展**：HDMI标准在保留DVI基本信号传输的同时，支持更小的连接器、更高的带宽（支持1080p分辨率）、DRM以及8个通道的多格式音频，满足了家庭影院市场的爆发式增长需求。 #### 三、HDMI的技术特点 - **TMDS技术**：HDMI基于最小化传输差分信号（Transition Minimized Differential Signaling, TMDS）技术，这是一种类似于CML（Current Mode Logic）的物理信号传输方式。 - **信号传输**：HDMI使用三条TMDS通道，默认配置为RGB模式，每条通道负责传输一种颜色信息。此外，HDMI还支持亮度和色度的分量信号（YCbCr 4:4:4和4:2:2），并通过这三个TMDS链路支持最多8个音频通道。 - **同步机制**：除了TMDS通道外，HDMI还包括一条单独的同步时钟线，用于传输以1/10倍TMDS比特率的同步信号。同时，还有低速显示特性支持（如EDID）和其他辅助控制功能。 - **工作周期**：HDMI链路包括视频数据周期、数据隔离周期和控制周期。视频数据周期传输有效视频数据；数据隔离周期传输音频和辅助数据；控制周期则确保各个周期之间的平稳过渡。 #### 四、FPGA在HDMI传输中的应用 传统的DVI和HDMI发送与接收接口通常采用ASSP（Application-Specific Standard Product）实现。然而，近年来FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）在HDMI传输领域的应用越来越广泛，主要原因包括： - **集成优势**：FPGA技术允许设计人员将ASSP的SERDES（串行器/解串器）与后端的定制功能集成在一起，减少电路板空间占用。 - **成本与功耗**：相比ASSP，FPGA解决方案可以通过减少组件数量、降低成本和功耗，提高系统的整体可靠性。 - **温度范围**：FPGA支持更宽广的工作温度范围，适用于工业和汽车等应用场景。 - **生命周期管理**：FPGA的设计灵活性使得其解决方案可以适应产品较长的生命周期，避免因ASSP停产导致的问题。 #### 五、案例分析 - ECP2M 文中提到的lattice HDMI光纤传输方案，具体使用的是ECP2M系列FPGA。ECP2M系列是Lattice Semiconductor推出的一款低功耗、高性能的FPGA产品，特别适用于高速接口设计。该方案的特点包括： - **基于ECP2M的接收功能实现**：通过ECP2M FPGA实现HDMI信号的接收功能，包括信号的解码、同步处理等。 - **基于ECP2M的发送功能实现**：同样利用ECP2M FPGA完成HDMI信号的发送功能，涉及信号编码、同步信号生成等。 lattice HDMI传输方案通过采用ECP2M FPGA实现了HDMI信号的高效、可靠的传输。相较于传统ASSP方案，该方案在集成度、成本、功耗等方面具有明显优势，为高清晰度视频传输提供了一种更具竞争力的选择。