HDMI视音频数据输入软件接口设计.ppt
HDMI视音频数据输入软件接口设计,一、HDMI,1、HDMI简介 HDMI(High Definition Multimedia Interface)是高清晰多媒体接口的缩写,HDMI 处理芯片可以发送和接收具有保护信息的音频/视频数字信号，作为新一代数字多媒体接口，能够传输高速率无压缩的数字音频、视频数，HDMI1.3 像素时钟则高达340MHz，数据速率达到10.2Gbps。目前高清1080p 的数据带宽是2.2Gbps，HDMI 完全可以用在高清图像传输中。事实上，目前高清图像传输也大多数选用此接口。H D M I 也已成为消费类电子的接口标准，在数字摄像机以及数字电视中广泛使用。,2HDMI接口系统原理,HDMI接口系统由数字信号编码、数字传输、信号解码三部分构成。如图所示,视频、音频和辅助信号（如场行同步信号）送入HDMI的编码发送芯片，进行数据编码，然后通过3路TMDS数据通道和1路TMDS时钟通道传送到信号接收端，接收端的HDMI解码芯片进行数据解码，将对应音视频信号还原并送到数码显示终端。DDC(Display Data Channel，显示数据通道)建立了发送设备和显示终端之间的数据连接。发送设备通过它可以与显示终端通信，获得终端的相关参数，自动配置相应的传输格式。,HDCP(High Bandwidth Digital Content Protection)在HDMI发送器和接收器之间提供版权保护，系统需要在发送器和接收器两边都具有HDCP功能才能实现保护功能。信源在数据传送之前需对数据进行HDCP的加密，接收器则需要一组密钥来开锁解密。,3SiI9135芯片,连接方式 完整的一套HDMI 连接系统，应该是由HDMI 源设备（Tx）和HDMI 终端设备（Rx）共同组成的。那么，完整的一套HDMI 系统是如何连接的呢？如下所示：HDMI 源设备（Tx）HDMI 终端设备（Rx）；HDMI 源设备（Tx）HDMI 转接设备（Rx/Tx）HDMI 终端设备（Rx）等组合方式。注:HDMI 源设备：例如BD/DVD/机顶盒；HDMI终端设备：例如高清电视机/高清投影仪/音频功放器；HDMI 转接设备：HDMI 多路切换器。,3SiI9135配置,启动芯片，进入工作状态；检测Hot plug（热插拔检测）信号：确认HDMI线缆已连接，并且已连接了一个进入有效工作状态的终端设备；读取和解析EDID数据：通过DDC（显示数据通道）读 取在终端设备所支持的音视频信号的信息数据，并进行解析。解析之后，选择一个优先的或已被设定的音视频输出模式进行输出；配置输出的视频：色彩空间、声像同步信息、像素 Repeat 次数等；配置输出的音频：音源（I2S/SPDIF）、音频FIFO 地址 图、音频数据向下采样、音频通道信息等；,(1)EDID,EDID 是VESA 组织制定的PC 显示器的显示格式数据规范，软件处理流程中，很重要的一步就是对EDID 信息进行读取和解析，只有正确地解析EDID 信息后，才能按照接收端（显示设备）的要求，输出能够被正常接收的音视频数字信号。,EDID1.3数据格式,读取下游设备的EDID:HDMI转接设备根据正常的E-DDC协议从下游设备读取EDID内容,此时，它作为一个简单的HDMI源设备。Rx 端在时钟 SCL 的同步控制下通过 DDC 通道向Tx 端传送 EDID 数据。只有当Tx 端识别并正确配置后，HDMI音视频数据传输的TDMS（传输量化差分信号）链路才可能被激活。更新上游EDID：在上游设备所看到的EDID可能是在转发器之内支持的特征和附加的下游设备支持的特征的结合，为了准确地广播这种一致的EDID功能的列表，固件会根据从下游设备接收到的数据及自身的数据编译一个新的EDID。,(2)HDMI设备配置-接收端配置,接收端视频配置 视频模式可以有两种改变方式：一个是手动方式，接收端一检测到视频流中的改变，就产生一个中断，用于通知固件必须配置新的视频模式。另外一种是自动方式，固件可选择使能AVC,接收逻辑将适应空间的改变、向上和向下采样以及色彩范围的扩大来容纳基于在新的AVI信息帧下的新模式，而不用有固件来干预。接收端音频配置 除了配置视频外，接收段还必须配置音频路径。在给定的采样频率和给定数量的音频通道（EDID中选择的）下，HDMI转发器传送一系列的音频。一般情况下，接受端固件在初始化时选择一个通道并在FS允许的频率范围内，保持这个通道。,（3）数据包的下载和使能 所有的信息帧数据包寄存器都必须被初始化并且所有要发送的数据包都必须被使能（除了自动的数据包外）。,（4）外围设备配置 在中继器中的其他芯片也需要通过固件来控制，比如，音频DAC需要根据来自接收端的音频模式来配置。,3SiI9135控制及监控回路,系统中的中继器是连接在信源和信宿之间的，随着接收到的内容的改变以及下游配置的改变，中继器必须做出回应。中继器的固件包含一个监控回路，代码不停地监控微控制器上一个或多个输入引脚，寻找系统转态的改变，他也可能检测接收端和发送端，寻找中断。为了有效地响应任何一个中断，固件不能坚持任何一个比给定的时间片间隔长的任务，时间片间隔在参考代码库中是32ms。由于这个原因，固件把大于32ms的任务分成段，并使状态机一步一步地执行它们，一直维持监控上游链路和下游链路。,（1）上游连接事件处理,上游设备设备通过发送+5V的电压给+5V的连接引脚向接收端告知其有效性，只有当这个电压被检测到，9135在E-DDC总线上的EDID才对主机有效。在能够连接到HDCP主机的E-DDC之前，HDCP接收端请求有效的视频时钟，当接收段检测到有效的视频时（特别是有效地触发DE脉冲时），它就会将SCDT置为高电平。SiI9135的两个端口在上电和复位时都被禁止，当它有效时，固件必须通过检测+5v的信号并使能相应的端口来提供动态的端口开关，如果两个端口都检测到+5v的信号，则需要仲裁，因为9135一次只能支持一个有效的端口。,（2）上游连接事件处理 SiI9135既能处理HDMI模式的输入，也能处理DVI模式的输入。,（3）HDCP处理HDCP是High-bandwidth Digital Content Protection的缩写，中文就是HDCP数字内容保护，它是英特尔开发的为HDMI提供高带宽数字内容保护的解码技术。配备了HDCP解码技术的HDMI就不会受到信号加密的限制，可以接受全部格式的高清信号。说的简单些，HDCP应该就是一个防止数字内容盗版的加密技术，如果软件和硬件其中之一不支持HDCP，那么我们就无法读取数字内容。要获得这种技术和生产带HDCP功能的产品，必须从DCP llc获得认可才能得到HDCP所需的设备密钥，它具有唯一性，一个设备一个KEY。当发射端和接收端从DCP LLC获得有效的Device key，就会有相应的识别器即KSV（密钥选择量）。,认证设备：可以被允许访问HDCP 内容的HDCP 设备。每个HDCP 认证端均需包含一个设备密钥（key）。HDCP 的加密过程会对每个像素进行处理，使得画面变得毫无规律、无法识别，只有经过确认并同步的发送端和接收端才可能进行正确的逆向处理，完成数据的正确还原。加密过程,第一步认证,第二步认证,链路完整性检查,
