TFP401A在高清數(shù)字視頻轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的應(yīng)用

尚福洲

【關(guān)鍵詞】擴(kuò)展顯示標(biāo)識數(shù)據(jù) 高清視頻 單片機(jī)

1 簡介

隨著視頻顯示技術(shù)的發(fā)展，清晰度越來越高，近年來在各個領(lǐng)域都得到日趨廣泛的應(yīng)用，而模擬信號在傳輸過程中，隨著距離的增加，失真度和衰減也隨之增加。傳統(tǒng)的模擬接口在應(yīng)用時會造成大量視頻信息丟失。新型DVI和HDMI接口基于TMDS技術(shù)，顯著提高傳輸?shù)姆€(wěn)定性和清晰度，更適合長距離傳輸和轉(zhuǎn)換。本設(shè)計利用TFP401A應(yīng)用在數(shù)字視頻接口上，實現(xiàn)由個人電腦以數(shù)字格式向其他LCD面板傳送數(shù)據(jù)，并且實現(xiàn)分辨率的轉(zhuǎn)換。設(shè)計可以分為HDMI接口電路，TFP401A芯片為主的轉(zhuǎn)換電路，LCD接口，單片機(jī)驅(qū)動電路，電源電路幾個部分。主機(jī)中的視頻信號通過HDMI接口電路送到TFP401A中經(jīng)過轉(zhuǎn)換送給LCD新的像素信號和時鐘信號，并探討實現(xiàn)接口傳輸?shù)腅DID編寫方法。

2 基本原理及結(jié)構(gòu)

本設(shè)計采用TI公司的TMDS信號接收芯片TFP401A，具有更好的電磁兼容，可高質(zhì)量低成本的傳輸視頻信號，噪聲低且功耗低。目前主要為LCD桌面顯示器提供視頻轉(zhuǎn)碼，也可應(yīng)用于其他高速數(shù)字視頻傳輸系統(tǒng)。TFP401A芯片把并行RGB數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換碼串行數(shù)據(jù)，再由液晶面板TMDS接收器對串行數(shù)據(jù)解碼，將串行數(shù)據(jù)變成并行數(shù)據(jù)，系統(tǒng)框圖如圖1所示。

3 接口設(shè)計

視頻轉(zhuǎn)換和傳輸過程一般需要編寫EDID數(shù)據(jù)，它是有許多不同變量的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，獨立于顯示器和主機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，其數(shù)據(jù)信息包括EDID版本信息、場頻、行頻、產(chǎn)品序列號、顯示器件分辨率、消隱信號的時序構(gòu)成等參數(shù)。

編寫完成的EDID數(shù)據(jù)需要存儲在顯示器中專用的存儲器中，本設(shè)計采用AT24C02存儲器，并通過單片機(jī)驅(qū)動電路將程序?qū)懭氪鎯ζ髦小Ｏ到y(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)的主機(jī)和顯示器之間通過數(shù)據(jù)線訪問存儲器中的數(shù)據(jù)，以此來確認(rèn)需要發(fā)送的數(shù)據(jù)格式

本設(shè)計采用了EDID專用編寫工具EDID Manager，簡化了對EDID的管理和控制，此工具向用戶提供了最完整的可用EDID管理工具集，大大提高了EDID的編寫效率。

本設(shè)計中的驅(qū)動板采用PIC系列單片機(jī)來實現(xiàn)個解碼器與顯示器的協(xié)調(diào)工作。預(yù)留編程端口，允許用戶重新編寫與控制軟件；預(yù)留I2C端口，允許用戶在線修改解碼器和顯示器配置。驅(qū)動板采用超低壓差、高精度、低噪聲線性穩(wěn)壓器件，提供7～9V寬輸入電壓寬范圍。

在EDID的數(shù)據(jù)中，針對本設(shè)計中采用的LCD顯示器需要修改的是分辨率和屏幕尺寸，所需修改參數(shù)如表1所示。

本設(shè)計中EDID數(shù)據(jù)通過I2C傳輸形式存儲在24C02，并利用PIC單片機(jī)將數(shù)據(jù)寫入存儲器。

4 實驗結(jié)果

利用驅(qū)動板、計算機(jī)和LCD屏搭建的平臺進(jìn)行多次實驗，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，實時傳輸效果好，圖像清晰，如圖2所示。本系統(tǒng)中采用TFP401A芯片的固有延遲量級為ns級別，延遲時間非常低人眼無法識別，因而存在較好的實時性。從實驗結(jié)果可以看出，通過TFP401A芯片可以清晰的將電腦畫面轉(zhuǎn)換到LCD面板上。

5 結(jié)束語

本系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景，如惡劣環(huán)境或者無法直接深入現(xiàn)場的監(jiān)控領(lǐng)域；要求長距離傳輸?shù)谋O(jiān)控領(lǐng)域，如交通指揮、鐵路管理、邊海防監(jiān)控等。現(xiàn)階段的主要工作是利用LCD進(jìn)行傳輸實驗，未來可利用屏幕更小清晰度更高的OLED顯示屏進(jìn)行實時顯示，并應(yīng)用到更惡劣的工作環(huán)境中。

參考文獻(xiàn)

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