例说FPGA连载89：多分辨率HDMI显示驱动设计之功能概述

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高清晰度多媒体接口（英语：High DefinitionMultimedia Interface，简称HDMI）是一种全数字化视频和声音发送接口，可以发送未压缩的音频及视频信号。HDMI可用于机上盒、DVD播放机、个人电脑、电视游乐器、综合扩大机、数字音响与电视机等设备。HDMI可以同时发送音频和影音信号，由于音频和视频信号采用同一条电缆，大大简化了系统线路的安装难度。

Type A HDMI可向下兼容于现今多数显示屏与显卡所使用的Single-link DVI-D或DVI-I接口（但不支持DVI-A），这表示采用DVI-D接口的信号来源可以通过转换线驱动HDMI屏幕，但是此种转换方案并不支持音频发送与遥控机能。此外，如无HDCP认证的DVI屏幕也将不能收看从HDMI所输出带有HDCP加密保护的视频数据。（所有HDMI屏幕皆支持HDCP，但大多数DVI接口的显示屏不支持HDCP。）Type B HDMI接头也将向下兼容于Dual-linkDVI接口。

HDMI组织的发起者包括各大消费电子产品制造商，如日立制作所、松下电器、Quasar、飞利浦、索尼、汤姆生RCA、东芝、Silicon Image。数字内容保护公司（Digital Content Protection, LLC）提供HDMI接口相关的防拷保护技术。此外，HDMI也受到各主要电影制作公司如20世纪福斯、华纳兄弟、迪士尼，包括三星电子在内的各大消费电子产品制造商，以及多家有线电视系统业者的支持。

HDMI传输在发送时，各种视频数据将被HDMI收发芯片以“最小化传输差分信号”（TMDS）技术编码成数据数据包。虽然FPGA支持各类标准的LVDS信号，但并不与TMDS完全兼容，因此我们通常使用HDMI收发芯片实现HDMI的传输，这类HDMI芯片与FPGA端的接口通常是一组并行总线。本实例需要SF-HDMI外设子板的支持，该子板板载AD公司的HDMI发送器ADV7513。

ADV7513是一款165 MHz高清多媒体接口(HDMI?)发送器，特别适合DVD播放机/录像机、数字机顶盒、影音接收机、游戏机和个人计算机。ADV7513包含一个兼容HDMIv1.4/DVI v1.0的发送器，支持所有高清电视格式。除包括3D视频在内的HDMI v1.4特有特性之外，ADV7513还支持x.v.Color?、高比特率(HBR)音频和可编程辅助视频信息(AVI) InfoFrame特性。ADV7513内置HDCP支持功能，可以安全传输HDCP v1.4协议规定的受保护内容。

ADV7513芯片的内部功能框图以及接口定义如图所示。AD公司官网提供了关于ADV7513芯片非常丰富的开发资源，网址如下：

http://www.analog.com/cn/products/audio-video/analoghdmidvi-interfaces/analog-hdmidvi-display-interfaces/adv7513.html#product-overview

图18.1 HDMI驱动芯片ADV7513内部功能框图

         FPGA与ADV7513芯片之间的接口示意如图18.2所示。RGB565总线用于显示图像的传输；HDMI_DE/HDMI_HSY/HDMI_VSY/HDMI_CLK产生时序配合RGB565总线完成图像的传输；IIC总线用于FPGA对ADV7513的寄存器配置，实现ADV7513接口模式和工作模式的初始化配置。

图18.2 FPGA与ADV7513接口示意图

         如图18.3所示，本实例实现多分辨率的HDMI显示驱动。NIOS II处理器负责SF-HDMI子板板载的HDMI传输芯片ADV7513的IIC初始化配置；逻辑部分实现显示图像的实时传输。

图18.3 工程实例16功能框图