HDMI接口信号流向及原理图分析
- 培训职业
- 2025-05-04 10:10:48
揭开HDMI接口的神秘面纱：信号流转与原理解析
自2002年松下、索尼等巨头推出的HDMI接口以来，它已深入我们的生活，从电视到游戏主机，与DP竞争中，HDMI的规格不断提升，从最初的4.96Gbps跃升至48Gbps。尽管DP的最大带宽可达80Gbps，但HDMI凭借其广泛的适用性赢得了市场。HDMI接口有A、B、C和最新D型，每种类型都有其独特特性。
A型接口，19针的全能选手
A型接口，作为最常见的一种，拥有RGB信号和时钟传输，内置SCL/SDA用于CEC通信和DDC交互，它的19针设计既包含了视频传输的必备信息，又保证了功能的全面性。
B型接口，专业级的扩展
B型接口则专为专业场合打造，额外的三组数据线提供更高的带宽，是A型的两倍，适合对性能要求更为严格的设备。
C型接口，小巧而精悍
C型接口小而轻便，针对小型设备设计，与A型接口的引脚布局有所不同，以适应更紧凑的硬件布局。
D型接口，新兴的小巧移动伴侣
最新的D型接口尺寸仅为2.8x6.4mm，双排针脚设计，如同miniUSB，专为移动设备提供高效连接。
信号的旅程：从编码到传输
在FPGA开发板中，A型接口是常用选择，但我们更关注的是数据流背后的编码与传输过程。主机将10bit数据编码后转换为串行信号，通过单端转差分信号发送，DDC/CEC机制则负责设备间的交互。
TMDS通道：数据传输的高效载体
TMDS通道以3个数据位和1个时钟信号组成，每个周期传输一个字符，保证了数据的高效传输。
编码与解码的选择：灵活与效率的较量
编码/解码过程可以采用外部芯片简化设计，或是FPGA内部处理，后者虽然复杂度更高，但成本更低且更具灵活性。
达芬奇开发板的细节洞察
达芬奇开发板的双HDMI接口设计，注重数据与时钟线的保护，IIC电平转换则通过NC7SZ125M5X和NC7WZ07P6X芯片实现，确保信号的准确传输。
HDMI_OUT_EN控制信号的方向性，19号引脚用于热插拔检测，一旦检测到连接，HDMI_HPD和HDMI_HDP的状态变化会反映在电平转换中。当外部设备连接时，HDMI_OUT_EN控制5V供电，而IIC电平转换则通过NMOS进行，灵活应对不同电平信号的转换。
米联客ZYNQ7030和ZYNQ7020的原理图各有侧重，前者仅支持单向HDMI输出，而AX720则与之相似但IIC电平转换不同，小梅哥使用的GTL2002DP118芯片在此发挥了关键作用。通过这些实例，我们对HDMI接口有了更深的理解，接下来将深入解析视频编码协议，如何在FPGA中实现，敬请期待。
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