HDMI分配器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  　HDMI（高清晰度多媒體接口）是由日立、松下、飛利浦、Silicon Image、索尼、湯姆遜和東芝7家公司成立的HDMI組織制定的專用數(shù)字視頻/音頻傳輸標(biāo)準(zhǔn)。HDMI是針對(duì)下一代多媒體影音設(shè)備所開(kāi)發(fā)的傳輸接口，適用于數(shù)字家電的數(shù)字電視、DVD播放機(jī)、DVD錄放機(jī)、PVR、機(jī)頂盒及其他數(shù)字視聽(tīng)產(chǎn)品。其最大特色是該接口可以在一根傳輸電纜內(nèi)傳送無(wú)壓縮的音頻信號(hào)及高分辨率視頻信號(hào)。隨著帶HDMI接口的終端產(chǎn)品的增加，在酒吧和賣場(chǎng)等一些公共場(chǎng)合需要類似以前AV格式的音視頻分配器產(chǎn)品。本文中詳細(xì)介紹了如何利用ANX9011和ANX9030來(lái)設(shè)計(jì)一進(jìn)四出的HDMI分配器。

　　HDMI接口及系統(tǒng)概述

　　目前消費(fèi)者正受到各種AV連接數(shù)過(guò)于龐大的困擾。HDMI接口可以用單一的連線取代眾多的影音連線，簡(jiǎn)潔又方便。目前HDMI接口已經(jīng)有成為數(shù)字影音產(chǎn)品的必配接口之一的趨勢(shì)。

　　HDMI接口主要有三個(gè)通信通道，接口示意圖如圖1所示。TMDS通道：負(fù)責(zé)所有音頻和視頻數(shù)據(jù)的傳輸。輔助數(shù)據(jù)，如AVI InfoFrame、Audio InfoFrame等也是通過(guò)TMDS通道。DDC通道：HDMI源端
，通過(guò)這個(gè)通道來(lái)讀取接收端（Sink）的E-EDID數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而得知接收端內(nèi)含的機(jī)能與特性。CEC通道：這是一個(gè)可選項(xiàng)（Option），它提供更高層次的使用方式讓消費(fèi)者使用，例如自動(dòng)設(shè)定的細(xì)節(jié)、單鍵播放或是遙控相關(guān)的事。

　　　　　　　　　　圖1  HDMI接口示意圖

　　在某些情況下，HDMI的源端會(huì)使用到AVI InfoFrame與Audio InfoFrame。AVI InfoFrame所包含的信息是為了實(shí)現(xiàn)與達(dá)成顯示模式自動(dòng)化（Display Mode Automation）而規(guī)劃的一種方法或機(jī)制，如比色法、顯示比例、像數(shù)重復(fù)因數(shù)等。Audio InfoFrame信息包含通道數(shù)、代碼類型、采樣尺寸、采樣頻率等信息。

　　E-EDID是增強(qiáng)型擴(kuò)充顯示器識(shí)別數(shù)據(jù)(Enhanced Extended Display Identification Data Standard)的簡(jiǎn)稱。源裝置使用DDC(Display Data Channel)來(lái)讀取終端接收顯示裝置的E-EDID，以確認(rèn)終端顯示裝置的設(shè)定與功能。

　　HDCP數(shù)字內(nèi)容保護(hù)則是英特爾開(kāi)發(fā)的為HDMI提供高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護(hù)的解碼技術(shù)。配備了HDCP解碼技術(shù)的HDMI就不會(huì)受到信號(hào)加密的限制，可以接受全部格式的高清信號(hào)。

　　HDMI分配器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及芯片特點(diǎn)

　　HDMI分配器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

　　圖2  HDMI分配器系統(tǒng)框圖

　　HDMI分配器工作原理如下：當(dāng)HDMI輸入端口接收到HDMI的視頻輸入信號(hào)后，轉(zhuǎn)換為內(nèi)嵌行場(chǎng)同步的Y/Cb/Cr信號(hào)，送到HDMI的發(fā)送芯片。HDMI的發(fā)送芯片把Y/Cb/Cr信號(hào)轉(zhuǎn)換為HDMI發(fā)送出去。這時(shí)四個(gè)HDMI端口同時(shí)有信號(hào)輸出，同時(shí)帶有信號(hào)的復(fù)制和增強(qiáng)功能。單片機(jī)通過(guò)I2C總線控制各個(gè)芯片的初始化以及狀態(tài)機(jī)的變化，完成EDID的讀取和HDCP的校驗(yàn)等工作。

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　　HDMI的收發(fā)IC目前有很多。在本方案中選擇ANALOGIX公司的ANX90xx系列IC是因?yàn)樵摦a(chǎn)品基于Wide Eye信號(hào)恢復(fù)技術(shù)，從而能夠提供高性能的傳輸或接收能力。該系列芯片可以支持遠(yuǎn)大于HDMI標(biāo)準(zhǔn)定義的15m的HDMI線纜高速信號(hào)傳輸。其實(shí)際的支持距離已經(jīng)超過(guò)了50m。超強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)傳輸能力允許客戶使用廉價(jià)的線纜（如UTP等）來(lái)進(jìn)行高速多媒體信號(hào)的傳輸，同時(shí)還保證了極低的誤碼率。ANX90xx系列芯片具有很強(qiáng)的音視頻處理能力。該系列芯片能以最高165Mpix/s的速率傳輸高達(dá)24位信息數(shù)據(jù)，使整個(gè)處理頻寬接近4Gb/s。它支持RGB與多種模式Y(jié)CbCr之間的轉(zhuǎn)換，支持HDTV（最高支持1080p）和PC（最高支持