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基于FPGA的HDMI高清显示接口驱动

2018年02月20日 20:54 次阅读
FPGA仿真篇-使用脚本命令来加速仿真二 基于FPGA的HDMI高清显示借口驱动 基于FPGA灰度图像高斯滤波算法的实现 FPGA为什么比CPU和GPU快 基于Xilinx FPGA的视频图像采集系统 汽车级 Zynq UltraScale+ MPSoC 系列面世 不仅服务硬件工程师,2018年赛灵思如何布局AI? 2017人工智能热词 TOP10,第一竟然不是AI 赛灵思换帅:持续求变,创新不断 从赛灵思FPGA设计流程看懂FPGA设计 HDMI是(High DefiniTIon MulTImedia Interface)的缩写,意思是高清晰度多媒体接口,是一种数字化视频/音频接口技术,适合影像传输的专用型数字化接口,可同时传送音频和影像信号,最高数据传输速度为48Gbps(2.1版),HDMI相较于VGA接口,它传输的信息量大,色彩度高,传输速度快等显著优点。 一般来说驱动HDMI有两种方法,有些开发板是用一颗专用的HDMI芯片ADV7511做HDMI的输出使用,ADV7511 是一款高速高清晰度多媒体接口(High DefiniTIon MulTImedia Interface HDMI)发送器。能够处理的数据速率高达165MHz(1080p @60H, UXGA @60Hz),输出数据速率高达 225MHz。 Digilent官方出品的ZYBO开发板,上面一个双向的HDMI端口,直接连接在PL的引脚上,所以这次博主分享的工程是用ZYBOPL端的IO口模拟HDMI接口,首先先来讲一下HDMI的显示原理主要是TMDS,该部分摘自博客:

HDMI 采用和 DVI 相同癿传输原理——TMDS(Transition Minimized Differential
signal),最小化传输差分信号。 TMDS 传输系统分为两个部分:发送端和接收端。 TMDS 发送端收到HDMI 接口传来的表示 RGB 信号的24 位并行数据(TMDS 对每个像素的 RGB 三原色分别按 8bit 编码,即 R信号有 8 位,G 信号有 8 位,B 信号有 8 位),然后对这些数据进行编码和并/串转换,再将表示 3 个 RGB 信号的数据分别分配到独立的传输通道发送出去。接收端接收来自发送端的串行信号,对其进行解码和串/并转换,然后发送到显示器的控制端。与此同时也接收时钟信号,以实现同步。 TMDS的原理
每一个 TMDS 链路都包括 3 个传输 RGB 信号的数据通道和 1 个传输时钟信号的通道。每一个数据通道都通过编码算法,将 8 位的视、音频数据转换成最小化传输、直流平衡的 10 位数据。这使得数据的传输和恢复更加可靠。最小化传输差分信号是通过异或及异或非等逡、逻辑算法将原始 8 位信号数据转换成 10 位,前 8 为数据由原始信号经运算后获得,第 9 位指示运算的方式,第 10 位用来对应直流平衡。
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:
1.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。
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。

技术专区

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发表于 2018-03-02 14:55 310次阅读
基于FPGA的压控晶振同步频率控制系统的研究与设...

基于FPGA的超级电容均压及充放电设计方案

由于超级电容器单体性能参数的离散性,当多个单体串联组成电容器组时,在充放电过程中容易造成过充或过放现...
发表于 2018-02-28 08:40 416次阅读
基于FPGA的超级电容均压及充放电设计方案

英特尔发售业内首款基于58G PAM4 技术的F...

英特尔宣布开始发售英特尔® Stratix® 10 TX FPGA ,这也是业内唯一一款采用 58G...
发表于 2018-02-27 11:55 483次阅读
英特尔发售业内首款基于58G PAM4 技术的F...

针对Linux BSP开发的Petalinux,...

本实验工程将介绍如何利在赛灵思异构多处理器产品系列 Zynq UtralScale+ MPSoC ...
发表于 2018-02-27 11:01 4883次阅读
针对Linux BSP开发的Petalinux,...

基于FPGA的改进型FIR滤波器的实现

FIR数字滤波器在数字信号处理的过程中有很好的线性相位和稳定性,被广泛应用于音频处理、语音处理、信息...
发表于 2018-02-26 18:44 228次阅读
基于FPGA的改进型FIR滤波器的实现

如何经济的设计一个新的芯片

我们最近与Bunny Huang进行了有趣的交流,他是硬件大师以及Chumby,NetTV和Nove...
发表于 2018-02-24 10:53 931次阅读
如何经济的设计一个新的芯片

SoC FPGA的DSP能力应对新兴的小型基站需...

虽然推动业界向小型基站转变的因素众多,但可能最重要的是,消费者想要随时随地都能快速有效地连接到服务提...
发表于 2018-02-20 09:21 1300次阅读
SoC FPGA的DSP能力应对新兴的小型基站需...

基于QPSK数字调制解调的FPGA实现

随着FPGA技术的发展,数字通信技术与FPGA的结合体现了现代数字通信系统发展的一个趋势。为了使高速...
发表于 2018-02-20 07:50 1308次阅读
基于QPSK数字调制解调的FPGA实现

FPGA基础知识及其工作原理与基本的功能块案例

高端设计工具为少有甚是没有硬件设计技术的工程师和科学家提供现场可编程门阵列(FPGA)。无论你使用图...
发表于 2018-02-17 19:38 1794次阅读
FPGA基础知识及其工作原理与基本的功能块案例

基于FPGA的多通道频率测量系统设计方案介绍

FPGA及其外围电路是整个测量系统的核心。外围电路包括以下几个部分:1)电源转换电路,将5V电源转换...
发表于 2018-02-17 03:02 110次阅读
基于FPGA的多通道频率测量系统设计方案介绍

Stratix IV内嵌DPA电路的基本结构分析

不论从哪个角度看,今天的现场可编程门阵列(FPGA),都显得鹤立鸡群,真是非常棒的器件。如果在这个智...
发表于 2018-02-16 17:38 2836次阅读
Stratix IV内嵌DPA电路的基本结构分析

低成本FPGA中实现动态相位调整方案

在FPGA中,动态相位调整(DPA)主要是实现LVDS接口接收时对时钟和数据通道的相位补偿,以达到正...
发表于 2018-02-16 17:32 1495次阅读
低成本FPGA中实现动态相位调整方案

基于FPGA的指纹识别模块设计方案

本模块采用xilinx公司的 Spartan 3E 系列XC3S500E型FPGA作为核心控制芯片,...
发表于 2018-02-14 08:56 220次阅读
基于FPGA的指纹识别模块设计方案

FPGA和多DSP的高速视觉测量系统

随着检测节点的增多,视觉测量系统需要处理的数据量也不断增大,对视觉测量系统的测量速度提出了更高的要求...
发表于 2018-02-10 13:21 311次阅读
FPGA和多DSP的高速视觉测量系统

基于FPGA的实时视频图像采集处理系统

设计了一种基于FPGA的实时视频图像采集处理电路系统。采用FPGA作为整个系统的控制和图像数据处理中...
发表于 2018-02-10 02:43 640次阅读
基于FPGA的实时视频图像采集处理系统

可编程硬件发展路线分析:eFPGA还是FPGA ...

eFPGA IP和FPGA SoC,谁将在未来更受欢迎呢?笔者认为,这两种生态都表明了SoC在摩尔定...
发表于 2018-02-10 01:30 541次阅读
可编程硬件发展路线分析:eFPGA还是FPGA ...

使用ECP5 FPGA解决网络边缘 智能、视觉和...

随着传感器、低成本摄像头和显示屏在当今嵌入式设计中的使用量飞速增长,市场上出现了许多激动人心的全新智...
发表于 2018-02-09 10:55 2359次阅读
使用ECP5 FPGA解决网络边缘 智能、视觉和...

基于FPGA/DSP技术的飞机总线系统通讯软件设...

目前,随着工艺和技术的进步,集成电路技术的发展已经使得在一个芯片上集成一个可编程系统(Program...
发表于 2018-02-08 15:02 254次阅读
基于FPGA/DSP技术的飞机总线系统通讯软件设...

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