一、 概况本章节讲述HDMI接口的芯片介绍以及HDMI接口的热插拔工作原理。二、 EagleGT开发板的HDMI输入接口详情如图开发板上的JH2端口端口是HDMI输入端口。外部的视频图像可以通过该端口传输到FPGA开发板上进而实现各种数字图像处理操作。该输入端口输入的信号经过AD8195芯片连接到FPGA芯片上。AD8195是ADI生产的一款HDMI/DVI缓存芯片。具有1个输入一个输出HDMI/DVI端口4对4TMDS通道用于视频的三对数据差分对信号和一对时钟差分对信号的传输。支持250Mbps到2.25Gbps数据速率支持25MHz到225MHz像素时钟。具有预加重使能输出。双向缓冲DDC线路(SDA和SCL)。带集成上拉电阻27kΩ的双向缓冲CEC线。由5V HDMI输入连接器独立供电。该芯片可用作高级电视机前面板缓冲器。信号输入输出端口定义如下表标准的hdmi接口模块如下图所示DDCDisplay Data Channel通道用于HDMI发送和接收端之间交换一些配置信息。发送端通过DDC通道读取接收端保存在EEPROM中的EDID数据获取接收端 的信息确认接收端终端显示的设置和功能决定跟接收端之间以什么格式传输音视频数据。CECConsumer Electronics Control通道是可选通道。通过CEC通道可以实现一些音视频设备间的高级控制功能比如支持视频源和数字电视间的双向通信实现单键按下同时开机、自动上电、自动信号路由、远程控制等功能。HDMI输入端口中DDC(Display Data Channel)的数据CON_RX_SDA和时钟CON_RX_SCL端口连接到EEPROM芯片上通过IIC协议来读取储存在芯片里的显示器信息(EDID编码信息如分辨率、扫描频率等)。CON_RX_SDA和CON_RX_SCL端口通过电阻上拉到5.0V。该芯片不仅可以通过HDMI的DDC通道来读写信息同时由于CON_RX_SDA和CON_RX_SCL端口也连接到AD8195芯片的双向缓冲DDC线路(SDA和SCL)端口故也可以通过FPGA端的HMDL_RX_SDA和HMDL_RX_SCL端口来对该EEPROM进行读写操作。在实际应用中首先通过FPGA端的HMDL_RX_SDA和HMDL_RX_SCL信号来对该EEPROM芯片写入预设的EDID参数。然后在图像数据输入后HDMI主机读取储存在EEPROM里面的EDID参数来确定FPGA从机可以接受的视频信息如分辨率、扫描频率等进而将图像数据传输到FPGA端。HMDL_RX_TXEN信号连接到AD8195的TX_EN端口TX_EN用于控制AD8195的输出使能当TX_EN0时AD8195的输出禁用当TX_EN1时AD8195的输出启用。HMDL_RX_HPA是HDMI的热插拔检测信号使能端口。5V0_RX是HDMI由HDMI提供当HDMI接口插入JP2端口后且HMDL_RX_HPA1时RX_HPD输出高电平同时led灯V5点亮。RX_HPD信号接到HDMI端口的19号引脚该引脚的功能是热插拔检测Hot Plug DetectHPD。三、 热插拔工作原理1、当计算机通过HDMI接口与显示器相连接时主机通过HDMI的第18脚PWR_CON_PIN18将5V电压加到显示器的DDC存储器EDID数据存储器向DDC存储器供电确保即使显示器不开机计算机主机也能通过HDMI接口读取EDID数据。2、当显示器检测到稳定的5V电压信号后会把HPD信号拉高HPD也是由主机的18脚的5V信号产生的也就是说在显示器断电的情况下HPD信号也会拉高)。3、主机显卡控制器检测到HPD为高电平时判断显示器通过HDMI与主机连接并通过HDMI接口的第15、16脚 DDC通道I2C读取显示器中的EDID数据4、通过读取EDID,如果检测到显示器的工作模式范围与显卡相适应则使主机显卡中的TMDS信号发送电路开始工作。5、计算机主机对HPD信号的要求 当计算机主机上的显卡检测到DVI接口HPD引脚电压大于2V时判断为显示器通过DVI接口与主机连接当检测到HPD引脚电压小于0.8V时则判断为显示器与主机之间的DVI连接已经断开6、如果EDID内容发生改变HDMI规范要求接收设备/中继设备复位HPD信号至少100us以便源设备重新读取EDID信息。(这在处理中要注意)。HPD信号由HDMI接收端提供HDMI输出端读取并检测。在eaglegt开发板上热插拔信号的生成如上图所示HMDL_RX_PHA是由fpga端控制的RX_HPD连接到hdmi接收端的19端口热插拔检测端口。5VD_RX是由hdmi发送端通过hdmi线缆提供的。当HMDL_RX_PHA1并且hdmi线缆连接到开发板上的hdmi接收端时由于使用的FDV301N是NMOS当vgs1时nmos导通当vgs0时nmos不导通故此时QH4导通QH3不导通RX_HPD输出为高电平QH2导通QH2的3号端口为低电平故led灯V5亮。在实际的工程中开始上电时我们可以先将HMDL_RX_PHA置低再延时1秒后将HMDL_RX_PHA再置高同时在波形采集中以HDMI_RX_SCL的下降沿为触发条件采集hdmi发送端的DDC通道的波形。四、 总结本章节对HDMI数据的接收端口以及AD8195芯片进行了详细的说明。接下来我们会使用DDC通道来对HDMI发送和接收端之间交换一些配置信息。发送端通过DDC通道读取接收端保存在EEPROM中的EDID数据获取接收端的信息确认接收端终端显示的设置和功能决定跟接收端之间以什么格式传输音视频数据。本文章由威三学社出品对课程感兴趣可以私信联系