HDMI-分辨率 时钟频率 lane速率计算

PCLK: pixel clock(像素频率) 计算方法如下:
以1920x1080p/60hz为例,total pixel:2200,total line:1125,filed rate:60Hz,那么:PCLK = 2200112560 = 148.5MHz;
1280x720p/60hz为例,total pixel:1650,total line:750,filed rate:60Hz,那么:PCLK = 165075160 = 74.25MHz;
3840x2160p/60hz YCC444为例,total pixel:4400,total line:2250,filed rate:60Hz,那么:PCLK = 4400225060 = 594MHz;

1920x1080p/60hz:total pixel:2200,total line:1125,filed rate:60Hz. PCLK = 2200 * 1125 * 60 = 148.5MHz;
148.5MHz X 3 =445.5Mhz
148.5MHz X 4 =594Mhz
148.5MHz X 5 =742.5Mhz
148.5MHz X 6 = 891Mhz


图片.png

HDMI TDMS

英文全称:H-High,D-Definition,M-Multimedia,I-Interface;高清晰度多媒体接口。

主要组成:4对TMDS差分对+DDC(I²C)+HPD+CEC

信号介绍:

a.4对TMDS差分信号:1对时钟+3对数据;

TMDS通道0传输B信号,同时H信号和V信号也嵌入该通道

TMDS通道1传输G信号

TMDS通道2传输R信号,R和G通道的多余位置用来传输音频信号

b.CEC:消费电子控制通道,通过这条通道可以控制设备(不过我们公司目前没有开发这功能)

c.DDC:就是I²C信号,主要是获取显示器的基本信息(比如EDID信息)

d.HPD:热插拔信号,该信号比较重要,当HPD引脚大于2V,TMDS才会输出。因此,如果屏幕没有显示,首先要测量该信号!!!

HDMI传输原理和DVI相同,由Silicon Image公司发明的TMDS(Time Minimized Differential Signal)最小化传输差分信号传输技术
每个数据通道都通过编码算法(异或、异或非等),将8位数据转换成10位数据,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。通过这种算法,会使得数据的传输和恢复更加可靠。

HDMI

1.传输最小化


图片.png
第一步:将8位并行RED数据发送到TMDS Tx。
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(DC-balanced):在编码过程中,保证信道的直流偏移为零。方法是在原来的第9位数据后面加上1位,使得TMDS发送的“0”、“1”数量保持基本一致。这样,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:利用两引脚间电压差来传送信号。

二 HDMI与分辨率

PCLK:像素时钟
以1920x1080p/60hz为例:1920108060=124.4MHz
以1280x720p/60hz为例:128072060=55.3MHz

带宽:1s内传输的数据量(bit)

4K频率需要的带宽:选最常用的3840x2160分辨率,色深的话常用的是8位,RGB三色就是24bit,目标是60Hz刷新率(60fps)→→→ 3840216024bit*60fps=11.94Gbps

HDMI1.4像素时钟高达340MHz,即最大带宽是:
              →→→ 340MHz10bit(10bit编码)3(3个数据通道)=10.2Gbps

但是由于HDMI采用的是8bit/10bit编码方式,实际效率是理论值的80%,所以10.2Gbps能传输的最大视频带宽是10.2*0.8=8.1Gbps

HDMI 各个版本对比

图片.png
图片.png

HDMI type 类型

图片.png

HDMI SINK 工作流程

例如像TV这种就是HDMI的接收端,那么HDMI接收端需要做些什么东西。

HDMI可以接收到的有三个通道的TMDS Data,TMDS Clock,可以设置Hotplug,还有DCC传输用的I2C引脚。上面已经讲了TMDS Data,与设置Hotplug,接下来分析TMDS Clock。

TMDS Clock 就是Pixel Clock,即一个像素点所用的时钟频率。TMDS Clock通过clk 引脚传输到接收端,但是接收端并不清楚发送端发过来的TMDS Clock 频率为多少,因此需要通过Phy(PHY是模拟数字转换部分,不同于ADC,PHY是不知道采样频率的,需要自己锁频、锁相,侦测确切的输入频率)来进行锁相得到。但是由于HDMI频宽太宽(480P@60Hz为25.2MHz,1080P@60Hz为162MHz,甚至还有高达340MHz的),一般VCO(压控振荡器,通过电压控制产生的频率)无法覆盖这么大的范围,因此需要分频带来设置Phy:

先侦测输入频率落在哪个频带,然后根据不同频带做不同设置。

用TV产生的晶振来数count,数得count后就知道TDMS Clock了

f crystal =count×f TMDS fcrystal=count×fTMDS f_{crystal} = {count}\times{f_{TMDS}} ??

或者用1024个TMDS Clock来数晶振个数

1024×f TMDS =count×f crystal 1024×fTMDS=count×fcrystal {1024}\times{f_{TMDS}} = {count}\times{f_{crystal}} ??

由于视频信号从RGB个8bit通过TMDS编码后变成了10bit,然后又串行化,所以实际用于接收TMDS Data所用的时钟应该为:

f ReceiveClock =10×f TMDS fReceiveClock=10×fTMDS f_{ReceiveClock} = {10}\times{f_{TMDS}}

另外ReceiveClock也可以不用直接采用上面的乘法,而是采用TMDSClock为参考、硬件锁相的方法来得到。

得到ReceiveClock后就可以去设置频率PLL,然后对三个通道进行采样得到TMDS Data。

Timming Detect

在Sink端还有需要进行Timming Detect,因为如果设备可以支持(如chroma),HDMI可以自由更换Timming,而当Timming更换了之后,Sink需要重新设定Phy。因此,通过侦测频率的改变来检测是否更换了Timing是必要的。一般会有一个中断服务(或循环)线程来侦测频率的改变,一旦频率改变后,该进程会通知重新设定Phy,保证HDMI的正确运行

参考

https://blog.csdn.net/qq_25814297/article/details/123630942

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 206,126评论 6 481
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 88,254评论 2 382
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 152,445评论 0 341
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 55,185评论 1 278
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 64,178评论 5 371
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,970评论 1 284
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,276评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,927评论 0 259
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 43,400评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,883评论 2 323
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,997评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,646评论 4 322
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,213评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,204评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,423评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,423评论 2 352
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,722评论 2 345

推荐阅读更多精彩内容