高清晰度多媒體接口(HDMI)在雷達中的運用研究

摘要：由于HDMI是數字方式傳輸，它可以從根本上解決現行的機載雷達采用電視體制的PAL制或VGA制式的模擬信號在用于液晶顯示時(shí)的要經(jīng)歷先D／A后A／D的變換所帶來(lái)的損失，因此，提出用該種顯示方式用于機載雷達的顯示，此方法可大幅度地提高分辨率且無(wú)傳輸和變換損耗，本設計使用SiI9134為接口器件，數字視頻形成電路由FPGA構成，實(shí)驗證明此設計穩定可靠，完全可以達到產(chǎn)品要求。
關(guān)鍵詞：HDMI接口；VGA；機載雷達；FPGA；最小化傳輸差分信號(TMDS)

本世紀以來(lái)，LCD、LED等數字顯示設備，由于它具備了許多不可多得的優(yōu)點(diǎn)，因此在國民經(jīng)濟的諸多方面有了全面的應用，在軍用雷達方面，這方面的需求尤為突出，由于雷達與顯示設備之間都是通過(guò)PAL制視頻信號或類(lèi)似于計算機的模擬VGA接口形式進(jìn)行視頻圖像傳輸，而雷達內部以數字方式生成的顯示圖像信息，模擬信號通過(guò)電纜傳輸到數字顯示設備中時(shí)，在經(jīng)過(guò)D／A和A／D兩次轉換后，不可避免地造成了一些圖像細節的損失。所以為了減少不必要的信息損失，高清晰度多媒體接口(HDMI)由于具有更高的顯示分辯率和音頻傳送功能等特性也被陸續運用到某些雷達中。

1 高清晰度多媒體接口(HDMI)簡(jiǎn)介
HDMI(High-Definition Multimedia Interface)是高清晰度多媒體接口的英文縮寫(xiě)。HDMI規范可以傳輸和接收未壓縮的數字流的音頻／視頻標準。它可以將視頻和多聲道音頻組合至單一的數字連接，節省了多條線(xiàn)路連接及相關(guān)成本。對于沒(méi)有音頻要求的1080i分辨率顯示，HDMI信號傳輸與DVI是向下兼容的。
HDMI端子可向下兼容DVI，它不但體積更小，傳輸率高達5 GB／s，并且還符合家用器材影音結合的需求，可以同時(shí)傳輸數字影像與聲音信號。在數字影像的部分，HDMI接口支持數字RGB與數字色差兩種模式，并且比DVI有更高的畫(huà)質(zhì)(12 bit)；在數字聲音信號方面，HDMI還可以用來(lái)傳輸包括CD、DVD-Video甚至是DVD-Audi0的兩聲道、多聲道信號(包括192 kHz／24 bit)。
HDMI是基于稱(chēng)為最小化傳輸差分信號(TMDS)的信號傳輸技術(shù)。TMDS也有類(lèi)似CML的物理信號傳輸電平(電流模式邏輯)。圖1給出了簡(jiǎn)化的HDMI鏈路框圖。

HDMI接口是一種帶有三個(gè)TMDS通道的屏蔽電纜。默認配置是RGB，每個(gè)通道傳送一種顏色。與DVI不同，HDMI支持亮度及色度的分量(YCbCr 4：4：4和4：2：2)，并通過(guò)3個(gè)TMDS鏈路，支持8個(gè)音頻通道。

2 雷達HDMI輸出接口的硬件設計
過(guò)去的機載雷達多用PAL制的視頻信號或VGA信號作為顯示輸出信號，在本設計中根據HDMI的有關(guān)特性，結合機載雷達的具體需求，設計了如圖2所示的HDMI顯示系統，其中的HDMI發(fā)射芯片是SiI9134。

在本設計中，除了SiI9134和濾波電容和去偶電感外的所有電路都由FPGA構成。本設計選用XILINX公司Virtex-Ⅱ系列的FPGA XC2VP50實(shí)現控制和數字邏輯功能。XC2VP50具有16個(gè)RocketlO Blocks、2個(gè)PowerPC硬核、738 kbits的RAM空間、852個(gè)輸入輸出口的豐富的資源。用其中一個(gè)PowerPC硬核(PowerPC405)用來(lái)實(shí)現視頻處理和控制功能。