基于HDMI的視頻流輸入輸出實驗

1 HDMI概述

HDMI高清多媒體界面（英語：High Definition Multimedia Interface）是一種全數(shù)字化視頻和聲音發(fā)送接口，可以發(fā)送未壓縮的音頻及視頻信號。HDMI可用于機(jī)頂盒、DVD播放機(jī)、個人計算機(jī)、電視游樂器、綜合擴(kuò)大機(jī)、數(shù)字音響與電視機(jī)等設(shè)備。HDMI可以同時發(fā)送音頻和視頻信號，由于音頻和視頻信號采用同一條線材，大大簡化系統(tǒng)線路的安裝難度。

圖1 HDMI硬件實物

如圖1，紅框為ECE-CV板的HDMI輸入輸出接口，最高支持到1080P@60HZ的圖像輸入和輸出功能。

圖2 HDMI_IN 和HDMI_OUT原理圖

如圖2所示為ECE底板的HDMI_IN和HDMI_OUT的原理圖，下面對ECE-EDA和ECE-CV的HDMI接口的引腳介紹如表1所示：

表1 ECE-CV板HDMI接口引腳介紹

信號名稱	Kintex7引腳標(biāo)號	電平	備注
HDMI_RX0_P	R25	TMDS_33	HDMI接收數(shù)據(jù)0正
HDMI_RX1_P	T24	TMDS_33	HDMI接收數(shù)據(jù)1正
HDMI_RX2_P	T22	TMDS_33	HDMI接收數(shù)據(jù)2正
HDMI_RX_CLK_P	N21	TMDS_33	HDMI接收時鐘正
HDMI_RX_CEC	P24	LVCMOS33	HDMI遙控器信號
HDMI_RX_HPD	N24	LVCMOS33	HDMI熱插拔檢測信號
HDMI_RX_SDA	M25	LVCMOS33	HDMI IIC數(shù)據(jù)
HDMI_RX_SCL	L25	LVCMOS33	HDMI IIC時鐘
HDMI_TX0_P	M21	TMDS_33	HDMI發(fā)送數(shù)據(jù)0正
HDMI_TX1_P	N19	TMDS_33	HDMI發(fā)送數(shù)據(jù)1正
HDMI_TX2_P	P16	TMDS_33	HDMI發(fā)送數(shù)據(jù)2正
HDMI_TX_CLK_P	P23	TMDS_33	HDMI發(fā)送時鐘正
HDMI_TX_CEC	L24	LVCMOS33	HDMI遙控器信號
HDMI_TX_HPD	M24	LVCMOS33	HDMI熱插拔檢測信號
HDMI_TX_SDA	U16	LVCMOS33	HDMI IIC數(shù)據(jù)
HDMI_TX_SCL	N16	LVCMOS33	HDMI IIC時鐘

2 HDMI IP介紹

如圖3所示，rgb2dvi IP 實現(xiàn)RGB并行圖像數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成串行差分信號輸出。1920*1080P@60HZ的像素時鐘為148.5MHZ。

圖3 rgb2dvi IP

圖4 rgb2dvi IP設(shè)置

如圖4所示，其他項均默認(rèn)，TMDS clock range 選擇大于120MHZ。

如圖5 Dvi2rgb IP實現(xiàn)串行視頻差分信號轉(zhuǎn)RGB并行圖像數(shù)據(jù)。參考時鐘為200MHZ。

圖5 dvi2rgb IP

圖6 dvi2rgb IP設(shè)置

如圖6所示，TMDS clock range 選擇大于120MHZ，Preferred resolution選擇1920*1080。

3 HDMI輸入輸出實驗系統(tǒng)搭建

筆記本電腦的HDMI輸出1080P@60HZ的視頻ECE-CV平臺，經(jīng)過HDMI_IN到核心板再到HDMI_OUT再到顯示屏，顯示屏正常輸出視頻。整個硬件平臺如圖7所示。

圖7 ECE-CV數(shù)字圖像處理硬件平臺

如圖8，為HDMI_IN_OUT最終系統(tǒng)連接圖。

HDMI_IN_OUT系統(tǒng)由外部OSC輸入100MHZ時鐘，經(jīng)過Clock Wizard IP的倍頻輸出200MHZ時鐘到Dvi2rgb IP作為參考時鐘，同時輸出reset_n（locked ）信號為全局復(fù)位信號。復(fù)位信號（reset_n）經(jīng)過Utility Vector Logic IP取反輸出‘1’復(fù)位‘0’有效rst信號。Dvi2rgb IP的參考時鐘（Refclk）為200MHZ，差分?jǐn)?shù)據(jù)信號輸入為TMDS_IN，經(jīng)過Dvi2rgb IP轉(zhuǎn)換為RBG888的VGA時序信號以及輸出像素時鐘（Pixelclk）。Rgb2dvi IP接收RBG888的VGA時序信號輸出TMDS_OUT的差分?jǐn)?shù)據(jù)信號。xlconstant IP為HDMI的輸入和輸出提供熱插拔信號輸出為‘1’。

圖8 HDMI輸入輸出實驗系統(tǒng)連接圖