采用全数字化视频和声音发送接口HDMI的视频流输入输出实验
elecfans 2023-02-08

本实验基于ECE-CV K7-75T 开发板实现。

软件使用Vivado 2018.1。

基于的视频流输入输出实验

1 HDMI概述

HDMI高清多媒体界面(英语:High Definion Mulmedia Inrface)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可用于机顶盒、DVD播放机、个人计算机、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视频信号,由于音频和视频信号采用同一条线材,大大简化系统线路的安装难度。

采用全数字化视频和声音发送接口HDMI的视频流输入输出实验

图1 HDMI硬件实物

如图1,红框为ECE-CV板的HDMI输入输出接口,最高支持到1080P@60HZ的图像输入和输出功能。

采用全数字化视频和声音发送接口HDMI的视频流输入输出实验

图2 HDMI_IN 和HDMI_OUT原理图

如图2所示为ECE底板的HDMI_IN和HDMI_OUT的原理图,下面对ECE-EDA和ECE-CV的HDMI接口的引脚介绍如表1所示:

表1 ECE-CV板HDMI接口引脚介绍

信号名称 Kintex7引脚标号 电平 备注
HDMI_RX0_P R25 TMDS_33 HDMI接收数据0正
HDMI_RX1_P T24 TMDS_33 HDMI接收数据1正
HDMI_RX2_P T22 TMDS_33 HDMI接收数据2正
HDMI_RX_CLK_P N21 TMDS_33 HDMI接收正
HDMI_RX_CEC P24 LVCMOS33 HDMI信号
HDMI_RX_HPD N24 LVCMOS33 HDMI热插拔检测信号
HDMI_RX_SDA M25 LVCMOS33 HDMI IIC数据
HDMI_RX_SCL L25 LVCMOS33 HDMI IIC时钟
HDMI_TX0_P M21 TMDS_33 HDMI发送数据0正
HDMI_TX1_P N19 TMDS_33 HDMI发送数据1正
HDMI_TX2_P P16 TMDS_33 HDMI发送数据2正
HDMI_TX_CLK_P P23 TMDS_33 HDMI发送时钟正
HDMI_TX_CEC L24 LVCMOS33 HDMI遥控器信号
HDMI_TX_HPD M24 LVCMOS33 HDMI热插拔检测信号
HDMI_TX_SDA U16 LVCMOS33 HDMI IIC数据
HDMI_TX_SCL N16 LVCMOS33 HDMI IIC时钟

2 HDMI IP介绍

如图3所示,rgb2 IP 实现RGB并行图像数据信号转换成串行差分信号输出。1920*1080P@60HZ的像素时钟为148.5MHZ。

采用全数字化视频和声音发送接口HDMI的视频流输入输出实验

图3 rgb2dvi IP

采用全数字化视频和声音发送接口HDMI的视频流输入输出实验

图4 rgb2dvi IP设置

如图4所示,其他项均默认,TMDS clock range 选择大于120MHZ。

如图5 Dvi2rgb IP实现串行视频差分信号转RGB并行图像数据。参考时钟为200MHZ。

采用全数字化视频和声音发送接口HDMI的视频流输入输出实验

图5 dvi2rgb IP

采用全数字化视频和声音发送接口HDMI的视频流输入输出实验

图6 dvi2rgb IP设置

如图6所示,TMDS clock range 选择大于120MHZ,Preferred resoluon选择1920*1080。

3 HDMI输入输出实验系统搭建

笔记本电脑的HDMI输出1080P@60HZ的视频ECE-CV平台,经过HDMI_IN到核心板再到HDMI_OUT再到显示屏,显示屏正常输出视频。整个硬件平台如图7所示。

采用全数字化视频和声音发送接口HDMI的视频流输入输出实验

图7 ECE-CV数字图像处理硬件平台

如图8,为HDMI_IN_OUT最终系统连接图。

HDMI_IN_OUT系统由外部OSC输入100MHZ时钟,经过Clock Wizard IP的倍频输出200MHZ时钟到Dvi2rgb IP作为参考时钟,同时输出reset_n(locked )信号为全局复位信号。复位信号(reset_n)经过Ulity Vector Logic IP取反输出‘1’复位‘0’有效t信号。Dvi2rgb IP的参考时钟(Refclk)为200MHZ,差分数据信号输入为TMDS_IN,经过Dvi2rgb IP转换为RBG888的VGA时序信号以及输出像素时钟(xelclk)。Rgb2dvi IP接收RBG888的VGA时序信号输出TMDS_OUT的差分数据信号。xlconstant IP为HDMI的输入和输出提供热插拔信号输出为‘1’。

采用全数字化视频和声音发送接口HDMI的视频流输入输出实验

图8 HDMI输入输出实验系统连接图

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