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數字視頻接口——DVI 1.0

作者: 時(shí)間:2012-03-21 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏

2.2 T.M.D.S.協(xié)議詳解

DVI接口的先進(jìn)性體現在它可以將海量的顯示信息高速地傳送到顯示器中去,T.M.D.S.先進(jìn)的編碼算法是其強大能力得以實(shí)現的根本。下面將詳細解釋?zhuān)裕停模樱畢f(xié)議中與實(shí)際應用緊密相關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題。為了便于理解作以下規定:輸入到編碼器或由解碼器輸出的象素數據稱(chēng)為象素數據Pixel Data;由發(fā)送器送出的或輸入到接收器的編碼數據稱(chēng)為碼元Character。

請注意:在DVI接口協(xié)議中并沒(méi)有規定輸入或輸出的象素數據是串行的還是并行的,輸入輸出的數據格式留給芯片制造廠(chǎng)商靈活掌握,用戶(hù)應根據自己的實(shí)際情況選用芯片型號。

2.2.1 鏈路結構

T.M.D.S.鏈路結構見(jiàn)圖2。圖3是單鏈路T.M.D.S.結構圖。雙鏈路結構與單鏈路很相似。每個(gè)鏈路的發(fā)送器(Transmitter)中包含三個(gè)完全相同編碼器(Encoder),每個(gè)編碼器驅動(dòng)一條串行T.M.D.S.通道(Channel)。輸入到每個(gè)編碼器的數據包括8bit象素數據和2bit控制信號(見(jiàn)圖3)。

在DE(Data Enable)信號的控制下,編碼器在任何合法時(shí)鐘驅動(dòng)下,分別將象素數據和控制數據編碼并由發(fā)送器將編碼后的碼元串行發(fā)送到T.M.D.S.鏈路上。在DE有效期間(DE=1)對象素數據進(jìn)行編碼發(fā)送,在DE無(wú)效期間(DE=0)對控制數據進(jìn)行編碼發(fā)送。無(wú)論是對二者中的哪一項進(jìn)行編碼,由編碼器輸出的都是串行的10bit碼元,并且最低有效位先送出。


2.2.2 時(shí)鐘與同步問(wèn)題

時(shí)鐘與同步是DVI信號處理過(guò)程中至關(guān)重要的一環(huán)。以顯卡中圖形處理器提供的象素時(shí)鐘(Pixel Clock)為參考時(shí)鐘,在整個(gè)信號收發(fā)過(guò)程中,會(huì )存在三組不同頻率的時(shí)鐘信號,這三組時(shí)鐘信號通過(guò)電路(PLL)進(jìn)行同步控制。

從圖3可知,以象素時(shí)鐘的速度輸入到編碼器的8bit象素數據被變換成10bit的T.M.D.S.碼元,在T.M.D.S.通道內串行傳輸。所以T.M.D.S. 碼元要以10倍象素的時(shí)鐘頻率進(jìn)行碼元傳輸。在接收端,若要正確判斷所接收的碼元就需要用高于碼時(shí)鐘Character Clock的頻率對輸入信號進(jìn)行采樣,所以又存在一個(gè)采樣時(shí)鐘Sampling Clock。例如:TI公司提供的DVI接收芯片6采用4倍過(guò)采樣技術(shù)對輸入信號采樣,在XGA分辨率(1024×768)、60Hz刷新率的情況下,象素時(shí)鐘為65MHz,則T.M.D.S.碼元時(shí)鐘將為650MHz,采樣時(shí)鐘將達到2.6GHz。

T.M.D.S.的先進(jìn)編碼算法使得串行輸出的碼元流中包含了碼元同步信息,利用PLL技術(shù)使接收器和解碼器可以在串行的碼元流中正確測定碼元邊界、解碼象素數據。在T.M.D.S.輸出的編碼中,代表象素數據的編碼包含了5次或5次以下的變化信息,而代表控制信號的編碼包含了7次以上的變換信息。這些含有高變化信息的編碼在顯示的消隱時(shí)期內被送出。解碼器可以唯一確定地識別這些高變換碼,PLL可以利用這些確定的信號作為相位校正的參考信號。

2.2.3 T.M.D.S.編碼與解碼算法

深入理解、靈活運用并實(shí)現這些先進(jìn)的算法是芯片制造廠(chǎng)商最關(guān)心的問(wèn)題。本文從使用者的角度出發(fā),以實(shí)用為原則對編碼及解碼算法進(jìn)行分析。

從圖3中可以看出,實(shí)際應用時(shí)最關(guān)心的行同步、場(chǎng)同步信號作為控制信息在藍基色Blue70被編碼器編碼發(fā)送;其他通道的控制信號CTL03或CTL09都應接邏輯0,其中CTL0可以提供用戶(hù)使用,但有嚴格使用條件,非不得不用的情況下推薦接邏輯0。

T.M.D.S.的每一條通道都由連續輸出的10bit串行編碼驅動(dòng)。在顯示的消隱5DE=0時(shí)間段內編碼器輸出四個(gè)特定編碼,詳見(jiàn)圖4,也就是前面所說(shuō)的可被解碼器唯一確定識別的四個(gè)編碼。在DE=1時(shí)編碼過(guò)程分為兩個(gè)階段,第一階段對8bit的象素數據進(jìn)行最小變換生成9bit的最小變化碼,其中最低有效位與象素數據的最低有效位相同,第9位為變換方式標志位:0表示對象素數據進(jìn)行異或非XNOR變換,1表示進(jìn)行異或XOR變換;第二階段生成10bit的直流平衡碼:如果上一次編碼傳輸了過(guò)多的1且將要傳輸編碼中1比0多,則將此次編碼的低8位取反并在第10位置1,否則,將不作處理,直接傳輸。

每一條T.M.D.S.鏈路中含有與3個(gè)編碼器對應的3個(gè)解碼器。T.M.D.S.的解碼算法相對簡(jiǎn)單一些。由于在消隱時(shí)間內傳輸了特定的四個(gè)編碼,解碼器可以判斷DE的邏輯狀態(tài),若DE=0,則直接將對應的控制信號組合狀態(tài)送出。若DE=1,則根據第10位的情況決定低8位是否進(jìn)行取反,根據第9位的信息決定對編碼進(jìn)行的變化方式:為1,進(jìn)行XOR(異或)變換為0,進(jìn)行XNOR(異或非)變換。在象素數據有效期間,行、場(chǎng)同步以及控制信息CTLX均保持恒定。通過(guò)上述解碼過(guò)程,行同步和場(chǎng)同步信號由藍基色通道解調出來(lái),結合另外兩個(gè)通道解調出來(lái)的綠基色和紅基色,就可以進(jìn)行視頻信息的數字方式顯示了。



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