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基于SD1502/SD1512/SD1503/SD1513的HDMI/DVI迷你视频光输方案

2018-01-30
类别:通信与网络
eye 1013
文章创建人 拍明


方案描述:

利用SD1502/SD1512/SD1503/SD1513实现高速编码器、自适应扰码器,对HDMI信号进行编码打包,形成高速串形信号,将处理好的信号与SFP+光模块进行对接,实现光纤信号对HDMI/DVI视频信号的完整传输,方案支持的传输速率10Gbps,支持1080p和4K高清视频实时传输,最远可以达到300米。

基于SD1502/SD1512/SD1503/SD1513的HDMI/DVI迷你视频光输方案.jpg

方案详情

方案特点:

1,利用高速编码器、自适应扰码器,对HDMI信号进行编码打包,形成高速串形信号,将处理好的信号与SFP+光模块进行对接,实现光纤信号对HDMI信号的完整传输。

2,因为高速编码打包,所以能实现所有像素的完整传输,无任何像素点损失。

3,支持HDMI1.4信号的无压缩、无损耗传输,支持HDCP,EDID,CEC信号实时回传。

4,支持所有HDMI1.4分辨率格式,最高可支持4Kx2K/30Hz/24bit(或4Kx2K/60Hz/12bit)

5,支持HDMI或DVI接口,支持热插拨,优质的兼容能力

6,支持单纤光纤或双芯光纤传输,最长可达100KM(对应同的光模块)

7,可支持RS232串口功能,可进行KVM等设计(SD1503/13)

8,传输无EMI,EMC干扰

9,设计简单,完整方案提供

方案图:

基于SD1502/SD1512/SD1503/SD1513的HDMI/DVI迷你视频光输方案.png

根据需要,可以支持单纤和双纤传输;

基于SD1502/SD1512/SD1503/SD1513的HDMI/DVI迷你视频光输方案.png

HDMI

HDMI是(High Definition Multimedia Interface)的缩写,意思是高清晰度多媒体接口,是一种数字化视频/音频接口技术,适合影像传输的专用型数字化接口,可同时传送音频和影像信号,最高数据传输速度为48Gbps(2.1版)。

同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换。HDMI可搭配宽带数字内容保护(HDCP),以防止具有著作权的影音内容遭到未经授权的复制。

HDMI所具备的额外空间可应用在日后升级的音视频格式中。

而因为一个1080p的视频和一个8声道的音频信号需求少于0.5GB/s,因此HDMI还有很大余量。这允许它可以用一个电缆分别连接DVD播放器,接收器和PRR。

标识方式

HDMI Licensing, LLC于2010年3月4日代表HDMI原始开发成员发布HDMI规格版本1.4a,其中特色包括3D应用的关键增强功能,加入了用于广播内容的强制3D格式,以及称为Top-and-Bottom的3D格式。

由于“HDMI 1.4”的说法过于宽泛,无法显示该设备的具体支持技术,因此在此次的规范中完全禁止使用“HDMI 1.4版”这样的版本号标识方法。根据发布的新版“商标和Logo使用规范”,HDMI线缆制造商在销售和宣传HDMI 1.4版标准线缆时,禁止使用版本号标识,旧版线缆则应在一年内去除所有用版本号标识的标签、说明、包装等。

除线缆以外的其他HDMI设备,应在2012年1月1日前去除所有版本号标识。在此之前,厂商应在明确显示所使用技术的前提下应用版本号标识,如“"HDMI v.1.4 with Audio Return Channel and HDMI Ethernet Channel”(HDMI 1.4版支持ARC音频回授通道和HEC以太网通道),但严禁使用笼统的“HDMI v.1.4 compliant”(兼容HDMI 1.4)。

HDMI 1.4版线缆共有5种类型,规范的标识方式分别为:

Standard HDMI Cable 中文规范名称:标准HDMI线最高支持2160p(3840x2160,也就是4K)/30HZ

Standard HDMI Cable with Ethernet 标准以太网HDMI线

Standard Automotive HDMI Cable 标准车用HDMI线

High Speed HDMI Cable 高速HDMI线 支持1080p、DeepColor、3D

High Speed HDMI Cable with Ethernet 高速以太网HDMI线

技术优势

HDMI不仅可以满足1080P的分辨率,还能支持DVD Audio等数字音频格式,支持八声道96kHz或立体声192kHz数码音频传送,可以传送无压缩的音频信号及视频信号。HDMI可用于机顶盒、DVD播放机、个人电脑、电视游乐器、综合扩大机、数字音响与电视机。HDMI可以同时传送音频和影像信号。

HDMI支持EDID、DDC2B,因此具有HDMI的设备具有“即插即用”的特点,信号源和显示设备之间会自动进行“协商”,自动选择最合适的视频/音频格式。

与DVI相比HDMI接口的体积更小,HDMI/DVI的线缆长度最佳距离均不超过8米。只要一条HDMI缆线,就可以取代最多13条模拟传输线,能有效解决家庭娱乐系统背后连线杂乱纠结的问题。

应用

HDMI接口的应用,现在来说是非常广泛:1、高清信号源:蓝光机、高清播放机、PS3、独显电脑、高端监控设备;2、显示设备:液晶电视、电脑显示器(比较少见)、监控显示设备等。液晶电视带HDMI接口是目前最为常见的:一般至少一个,多的可达3-6个HDMI接口。

HDMI电缆

HDMI最早是在2002年,以获得更高质量的视频和音频数字系统,以满足用户的需求。许多不同的电视,电脑和电子产品制造商已采用HDMI规格。这些标准分别介绍了协会的电子制造企业,在与主要的音乐和电影发行公司合作。 HDMI使用的EIA/CEA-861标准定义视频波形和格式,辅助数据,运输的压缩和未压缩的音频,并且LPCM音频。

在市场上有两种不同类型的引线,即类别1和2。这些类别只适用于1.3及更高版本,这是在2008年。类别1电缆承受标准HDMI电缆标签,以及适合用于发送720p或1080i的视频和音频信号。在第二类的信息也算快的速度线索,并可以进行视频和音频信号,720p和1080i和1600P。分类两个HDMI电缆是保证工作与大于16英尺长的电缆是唯一的类型。

由于信号的衰减,长的引线应是有一定限度。太长的电缆传输数字信号非常弱,导致在屏幕上闪烁的图像。使用HDMI延长器,均衡器或中继器,可以避免信号丢失的问题。这些设备可以用电缆连接到彼此,从而延伸电缆的长度,而不会失去信号强度。

可以使用的最大长度取决于电缆的类别。在五,六类电缆可以提高电缆总长度为164英尺。如果扩展使用的是基于光纤,电缆总长度增加至328英尺。

DVI(数字视频接口)

基本含义

DVI接口是以Silicon Image公司的PanalLink接口技术为基础,基于TMDS(Transition Minimized Differential Signaling,最小化传输差分信号)电子协议作为基本电气连接。TMDS是一种差分信号机制,可以将像素数据编码,并通过串行连接传递。显卡产生的数字信号由发送器按照TMDS协议编码后通过TMDS通道发送给接收器,经过解码送给数字显示设备。

一个DVI显示系统包括一个传送器和一个接收器。传送器是信号的来源,可以内建在显卡芯片中,也可以以附加芯片的形式出现在显卡PCB上;而接收器则是显示器上的一块电路,它可以接收数字信号,将其解码并传递到数字显示电路中,通过这两者,显卡发出的信号成为显示器上的图象。

接口分类

一个是DVI-D接口,只能接收数字信号,接口上只有3排8列共24个针脚,其中右上角的一个针脚为空。不兼容模拟信号。

另外一种则是DVI-I接口,可同时兼容模拟和数字信号。兼容模拟信号并不意味着模拟信号的接口D-Sub接口可以连接在DVI-I接口上,而是必须通过一个转换接头才能使用,一般采用这种接口的显卡都会带有相关的转换接头。

DVI信号,HDCP信号和HDMI 信号针对VGA信号而言,如果排除各种协议的话,信号通道本质是一致的,都是DVI信号。因此先介绍DVI信号的特点。

在模拟显示方式中,将待显示的数字R.G.B信号(8bit并行信号)在显卡中经过D/A转换成模拟信号,传输后进入显示器,经处理后驱动R.G.B电子枪,显示到荧光屏上,整个过程是模拟的。而数字显示方式不同,模拟的R.G.B信号到达显示设备后(LCD 或DLP,PDP等)经过A/D处理,转换为数字信号,随后由数字信号在TFT LCD source driver中通过DAC转换变成模拟信号控制液晶板透射或反射光线或DMD晶片反射光线或由等离子体发光,达到显示的效果。在这个过程中明显地存在一个由数字→模拟→数字→模拟的转换过程,信号损失较大(一次A/D,D/A过程将在频谱上损失6dB,带宽最大保留为像素时钟的1/2),并且会存在诸如拖尾,模糊,重影等传输问题。 当前带有数字接口的计算机显卡已经相当普遍,甚至笔记本电脑也配备了DVI接口,显示设备中也是越来越多的设备带有数字信号接口,因此数字→数字方式的应用环境已经成熟。

DVI原理上是将待显示的R.G.B数字信号与H.V信号进行组合编码,每个像素点按10bit的数字信号按最小非归零编码方式进行并→串转换,把编码后的R.G..B数字串行码流与像素时钟等4个信号按照平衡方式进行传输,其每路码流速率为原像素点时钟的10倍,以1024×768×70的分辨率为例,码流时钟为70Mbps×10,折合为0.7Gbps。一般DVI1.0的码流在0.24Gbps到1.65Gbps之间。

DVI有DVI1.0和DVI2.0两种标准,其中DVI1.0仅用了其中的一组信号传输信道,传输图像的最高像素时钟为165M(1600RGB*1200@60Hz,UXGA),信道中的最高信号传输码流为1.65Gbps。DVI2.0则用了全部的两组信号传输信道,传输图像的最高像素时钟为330M,每组信道中的最高信号传输码流也为1.65Gbps。在显示设备中,还没有DVI2.0的应用,因此本文所讨论的DVI都是指DVI1.0标准。

接口优点

考虑到兼容性问题,显卡一般会采用DVI-I接口,这样可以通过转换接头连接到普通的VGA接口。而带有DVI接口的显示器一般使用DVI-D接口,因为这样的显示器一般也带有VGA接口,因此不需要带有模拟信号的DVI-I接口。当然也有少数例外,有些显示器只有DVI-I接口而没有VGA接口。显示设备采用DVI接口具有主要有以下几大优点:

一 速度快

DVI传输的是数字信号,数字图像信息不需经过任何转换,就会直接被传送到显示设备上,因此减少了数字→模拟→数字繁琐的转换过程,大大节省了时间,因此它的速度更快,有效消除拖影现象,而且使用DVI进行数据传输,信号没有衰减,色彩更纯净,更逼真。

二 画面清晰   计算机内部传输的是二进制的数字信号,使用VGA接口连接液晶显示器的话就需要先把信号通过显卡中的D/A(数字/模拟)转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号,这些信号通过模拟信号线传输到液晶内部还需要相应的A/D(模拟/数字)转换器将模拟信号再一次转变成数字信号才能在液晶上显示出图像来。在上述的D/A、A/D转换和信号传输过程中不可避免会出现信号的损失和受到干扰,导致图像出现失真甚至显示错误,而DVI接口无需进行这些转换,避免了信号的损失,使图像的清晰度和细节表现力都得到了大大提高。

三 支持HDCP协议

DVI接口可以支持HDCP协议,为将来看带版权的高清视频打下基础。不过要想让显卡支持HDCP,光有DVI接口是不行的,需要加装专用的芯片,还要交纳不菲的HDCP认证费,因此真正支持HDCP协议的显卡还不多。

HDCP信号从接口形式,管脚定义,数据格式等都与DVI相同,只是考虑保密的原因,对数据进行了加密,要符合HDCP的协议要求。考虑到这只是协议层面的不同,我们可将此两者等同考虑。

接口标准

DVI接口和VGA接口不同,DVI接口存在很多标准,使用显示器时一定要搞明白。DVI一共分为5种标准。其中DVI-D和DVI-I分为“双通道”和“单通道”两种类型,我们平时见到的都是单通道版的,双通道版的成本很高,因此只有部分专业设备才具备,普通消费者很难见到。

DVI-A是一种模拟传输标准,晚期的大屏幕专业CRT中能看见。不过由于和VGA没有本质区别,性能也不高,因此DVI-A事实上已经被废弃了。至于DFP接口,这是一种已经被废弃的早期的数字规范。

关于DVI信号的各种特性,可以参考下表:

规格 信号 备注

DVI-I双通道 数字/模拟 可转换VGA

DVI-I单通道 数字/模拟 可转换VGA

DVI-D双通道 数字 不可转换VGA

DVI-D单通道 数字 不可转换VGA

DVI-A 模拟 已废弃


责任编辑:Davia

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标签: HDMI DVI

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