VR头显设备相关接口详解

VR接口技术标准报告

名 称 ： VR头显设备相关接口详解
姓 名 ： 殷松
时 间 ： 2017年5月31日

目 录

一、HTCvive头盔本体以及相关接口
二、Oculus Rift DK2头盔本体以及相关接口
三、总结

VR技术报告
一. HTCvive头盔本体以及相关接口
首先我们来看看整个套装里最大的的组件 - HTC Vive头盔。在头盔的顶部，我们看到几个数字接口，分别是电源线、音频线、USB线和HDMI线接口，同时还预留了一个USB口供以后的扩展使用。

拆卸掉32个红外传感器（如下图）之后，便是核心部件。

主电路板焊接了许多集成电路，分别有红色框的意法半导体32F072R8 ARM Cortex-M0微处理器；橙色框的东芝TC358870XBG 4K HDMI至MIPI双DSI转换器；黄色框的SMSC USB537B USB集线器控制器；绿色框的阿尔法成像公司AIT8328的图像信号处理芯片；天蓝色框的晔讯CM108B USB音频解码芯片；深蓝色框的镁光M25P40 4MB闪存及紫色框的镁光 N25Q032A13ESE40E 32MB闪存。

我们把这块电路板反过来，背面也有好些芯片，分别有红色框的 Nordic半导体nRF4LU1P 2.4G信号芯片；橙色框的恩智浦11U35F ARM Cortex-M0微处理器；来迪恩ICE40HX8K-CB132低功耗芯片；Invensense MPU-6500六轴陀螺仪加速器芯片；天蓝色框的镁光N25Q032A13ESE40E 32MB闪存和深蓝色框的国家半导体61AE81UL00075B芯片。


下面我们详细介绍橙色框的东芝TC358870XBG 4K HDMI至MIPI双DSI转换器：
MCU通过I2C总线控制TC358870XBG，来完成“HDMI -> MIPI-DSI”的信号转换。同时MCU可以通过中断检测TC358870XBG的工作状态。
　　上电复位后，MCU根据系统要求，配置TC358870XBG的寄存器和EDID参数。MCU完成初始化后，通常就可以不再干预TC358870XBG的工作。
　　这时连接HDMI信号源，发送端就可以根据需要读取EDID参数，并以此来选择合适的音视频格式。
TC358870XBG能够自动检测HDMI端的信号，然后根据寄存器配置参数，实时地将信号转换后输出。
3D影像通过HDMI接口输入，经过转换将左右眼的内容通过两路MIPI信号分别驱动两个屏幕。同时，HDMI输入的音频信号，通过I2S输出。
方案中选择了两个MIPI（移动产业处理器接口）接口的显示屏;每个屏分辨率为1080P，各采用4 lane驱动。两个屏幕可以分别显示左右眼的内容，通过适当的光学调校，呈现逼真的3D场景。
主要特性
支持HDMI® 1.4 RX
• 4K超高清（3840 x 2160@30fps，4096 x 2160@24fps）、WQXGA（2560 x 1600）@ 60fps、全高清（1920 x 1080）@ 120fp （RGB, YCbCr444：24bpp, YCbCr422： 24bpp）
• HDCP 1.3
• 支持3D
可用以下三种音频接口中的任何一种： I2S, TDM 或SLIMbus®（串行低功耗芯片间媒体总线）
最高1Gbps/通道链接速度MIPI® DSI-2接口
最高297MHz HDMI®时钟速率
应用
带有高分辨率LCD显示器的消费产品和工业产品，包括头盔显示器（HMD）、移动设备、游戏机配件和可穿戴式计算机显示器。

二. Oculus Rift DK2头盔本体以及相关接口
　Oculus Rift DK2拥有100度的FOV(视域范围)，配备5.7英寸AMOLED显示屏，单眼分辨率为960×1080，感应器刷新率为1000HZ，延迟在2ms-3ms之间，不算线材重量为453g。
　
首先看到的是 Oculus Rift DK2 的主板，以及外壳的背面，可以看到外壳的背面部门 40 颗 LED 小灯泡。

和 Oculus Rift DK1 相比，DK2 主板的集成度更高，所以元器件都集中在一块主板上，再也不必拖着多出来的 control box。

芯片介绍：
• 红框是东芝 358779XBG HDMI 芯片；
• 橙框是意法半导体 STP16CPC26 低压 16 位 LED 驱动器；
• 黄框是意法半导体 STM32L100RB 超低压 32 位 ARM Cortex M3 MCU，运行频率 32 MHz；
• 绿框是 Cypress 半导体 CY7C65632 USB 2.0 集线控制器；
• 蓝框是 Y405 1S31
• 洋红框是 Invensense MP65 六轴惯性测量单元；
德州仪器 SEM TI 39 CF5I 单路施密特触发反向器
三. 总结
两款产品的硬件差别不大，并且技术平台也相差不多，不过主体芯片上来看，这两个产品差异并不是很大。同样拥有相同的核心芯片，图传芯片等，其余板载芯片也包括了不同品牌的 USB 控制器、闪存、音频控制器蓝牙芯片等。 Rift 同样拥有六轴 MEMS 动作追踪传感器芯片。从芯片的配置来看，视频的编解码是通过计算机来完成的，而头显设备具有音频解码芯片，所以头显设备可以完成音频的编解码也可通过HDMI进行传输。