HDMI分配器的設計與實現

  　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組織制定的專用數字視頻/音頻傳輸標準。HDMI是針對下一代多媒體影音設備所開發的傳輸接口，適用于數字家電的數字電視、DVD播放機、DVD錄放機、PVR、機頂盒及其他數字視聽產品。其最大特色是該接口可以在一根傳輸電纜內傳送無壓縮的音頻信號及高分辨率視頻信號。隨著帶HDMI接口的終端產品的增加，在酒吧和賣場等一些公共場合需要類似以前AV格式的音視頻分配器產品。本文中詳細介紹了如何利用ANX9011和ANX9030來設計一進四出的HDMI分配器。

　　HDMI接口及系統概述

　　目前消費者正受到各種AV連接數過于龐大的困擾。HDMI接口可以用單一的連線取代眾多的影音連線，簡潔又方便。目前HDMI接口已經有成為數字影音產品的必配接口之一的趨勢。

　　HDMI接口主要有三個通信通道，接口示意圖如圖1所示。TMDS通道：負責所有音頻和視頻數據的傳輸。輔助數據，如AVI InfoFrame、Audio InfoFrame等也是通過TMDS通道。DDC通道：HDMI源端
，通過這個通道來讀取接收端（Sink）的E-EDID數據結構，進而得知接收端內含的機能與特性。CEC通道：這是一個可選項（Option），它提供更高層次的使用方式讓消費者使用，例如自動設定的細節、單鍵播放或是遙控相關的事。

　　　　　　　　　　圖1  HDMI接口示意圖

　　在某些情況下，HDMI的源端會使用到AVI InfoFrame與Audio InfoFrame。AVI InfoFrame所包含的信息是為了實現與達成顯示模式自動化（Display Mode Automation）而規劃的一種方法或機制，如比色法、顯示比例、像數重復因數等。Audio InfoFrame信息包含通道數、代碼類型、采樣尺寸、采樣頻率等信息。

　　E-EDID是增強型擴充顯示器識別數據(Enhanced Extended Display Identification Data Standard)的簡稱。源裝置使用DDC(Display Data Channel)來讀取終端接收顯示裝置的E-EDID，以確認終端顯示裝置的設定與功能。

　　HDCP數字內容保護則是英特爾開發的為HDMI提供高帶寬數字內容保護的解碼技術。配備了HDCP解碼技術的HDMI就不會受到信號加密的限制，可以接受全部格式的高清信號。

　　HDMI分配器系統結構及芯片特點

　　HDMI分配器系統結構如圖2所示。

　　圖2  HDMI分配器系統框圖

　　HDMI分配器工作原理如下：當HDMI輸入端口接收到HDMI的視頻輸入信號后，轉換為內嵌行場同步的Y/Cb/Cr信號，送到HDMI的發送芯片。HDMI的發送芯片把Y/Cb/Cr信號轉換為HDMI發送出去。這時四個HDMI端口同時有信號輸出，同時帶有信號的復制和增強功能。單片機通過I2C總線控制各個芯片的初始化以及狀態機的變化，完成EDID的讀取和HDCP的校驗等工作。

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　　HDMI的收發IC目前有很多。在本方案中選擇ANALOGIX公司的ANX90xx系列IC是因為該產品基于Wide Eye信號恢復技術，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大于HDMI標準定義的15m的HDMI線纜高速信號傳輸。其實際的支持距離已經超過了50m。超強的驅動傳輸能力允許客戶使用廉價的線纜（如UTP等）來進行高速多媒體信號的傳輸，同時還保證了極低的誤碼率。ANX90xx系列芯片具有很強的音視頻處理能力。該系列芯片能以最高165Mpix/s的速率傳輸高達24位信息數據，使整個處理頻寬接近4Gb/s。它支持RGB與多種模式YCbCr之間的轉換，支持HDTV（最高支持1080p）和PC（最高支持