HDMI接口介绍及TMDS编码

HDMI的A型引脚解析

引脚	1		3		5		7		9		11		13		15		17		19
	数据2+		数据2-		数据1屏蔽		数据0+		数据0-		时钟屏蔽		CEC		SCL		DDC/CEC地		热插拔检测
引脚		2		4		6		8		10		12		14		16		18
		数据2屏蔽		数据1+		数据1-		数据0屏蔽		时钟+		时钟-		保留		SDA		+5V

HDMI数据传输解析

将BGR888格式的原来8位并行颜色数据，通过TMDS编码为10位的串行颜色数据进行输出

TMDS编码

D[0:7] ：8位原始数据

q_m[0:7] ：8位原始数据进行XNOR编码或XOR编码后的结果

q_out[0:9]：TMDS编码最后的输出结果，其中q_out[0:7]为8位原始数据最后的编码结果

q_out[8]为编码方式标志位 1：异或编码方式 0：同或编码方式

q_out[9]平衡编码中0和1的个数

C1 ：场同步信号，低电平有效
C0 ：行同步信号，低电平有效

Cnt(t-1) ：前t-1个数据当中，前8bit数据1的个数 - 前8bit数据0的个数，数值只在数据有效区变化，消隐区会被置0

N1{q_m[0:7]} ：q_m[0:7]的8位数据中1的个数，N0{q_m[0:7]}同理

一、对原始数据D[0:7] 进行编码

判断条件：( N1{D} > 4 ) || ( N1{D} == 4 && D[0] == 0 )

如果数据D[0:7]中1的个数大于4或者1的个数等于4且D[0]等于0，进入同或(XNOR)编码方式，否则进入异或(XOR)编码方式

• 判断成立：

// 同或(XNOR)编码方式						
											
q_m[0] = D[0];    							
											
q_m[1] = q_m[0] XNOR D[1];  				
											
q_m[2] = q_m[1] XNOR D[2];							
											
q_m[3] = q_m[2] XNOR D[3];						
											
q_m[4] = q_m[3] XNOR D[4];						
											
q_m[5] = q_m[4] XNOR D[5];						
											
q_m[6] = q_m[5] XNOR D[6];						
											
q_m[7] = q_m[6] XNOR D[7];						
											
q_m[8] = 0; /* D[0:7]中1多 */						

• 判断不成立：

// 异或(XOR)编码方式

q_m[0] = D[0];           

q_m[1] = q_m[0] XOR D[1];

q_m[2] = q_m[1] XOR D[2];	
				
q_m[3] = q_m[2] XOR D[3];	
			
q_m[4] = q_m[3] XOR D[4];	
		
q_m[5] = q_m[4] XOR D[5];	
		
q_m[6] = q_m[5] XOR D[6];	
			
q_m[7] = q_m[6] XOR D[7];	
				
q_m[8] = 1; /* D[0:7]中0多 */	

二、判断是否对行场同步信号进行编码

判断条件：( DE == LOW )

• 判断成立：如果DE为低通过判断C1,C0从而对行场同步信号(控制信号)进行编码，输出数据为q_out[0:9]

Cnt(t) = 0;

case(C1,C0)

    ​    00: q_out[0:9] = 0010101011; // 消隐区C1,C0都为00

    ​    01: q_out[0:9] = 1101010100;

    ​    10: q_out[0:9] = 0010101010;

    ​    11: q_out[0:9] = 1101010101;

endcase

• 判断不成立：如果DE为高进入第三步对q_m[0:7]进行编码生成输出编码q_out[0:9]

三、对q_m[0:7]进行编码生成输出编码q_out[0:9]

判断条件：( Cnt(t-1) == 0 ) || ( N1{q_m[0:7]} == N0{q_m[0:7]} )

• 判断成立：如果编码过程中1和0的总数量相等或者当前编码的1和0的数量相等

q_out[9]   = ~q_m[8];   

q_out[8]   =  q_m[8];   // 编码方式标志位不变

q_out[0:7] = q_m[8] ? q_m[0:7] : ~q_m[0:7];

// q_m[8]=0时，上一步对q_out取反了，所以是q_m[0:7]中0的个数减去1的个数，相当于现在q_out[0:7]中1的个数减去0的个数；q_m[8]=1时，同理
Cnt(t)     = q_m[8] ? ( Cnt(t-1) + (N1{q_m[0:7]} - N0{q_m[0:7]}) ) : ( Cnt(t-1) + (N0{q_m[0:7]} - N1{q_m[0:7]}) );

• 判断不成立：如果每次编码的1和0的数量不相等且当前编码的1和0的数量不相等

1. 如果( Cnt(t-1) > 0 && N1{q_m[0:7]} > N0{q_m[0:7]} ) || ( Cnt(t-1) < 0 && N0{q_m[0:7]} > N1{q_m[0:7]} )成立，既**( 编码过程中1的总数量大于0的总数量且当前编码的1的数量大于0的数量 )** 或者 ( 编码过程中1的总数量小于0的总数量且当前编码的1的数量小于0的数量 )

q_out[9] = 1;

q_out[8] = q_m[8];

q_out[0:7] = ~q_m[0:7];

Cnt(t) = Cnt(t-1) + 2*q_m[8] + ( N0{q_m[0:7]} - N1{q_m[0:7]} );

2. 如果( Cnt(t-1) > 0 && N1{q_m[0:7]} > N0{q_m[0:7]} ) || ( Cnt(t-1) < 0 && N0{q_m[0:7]} > N1{q_m[0:7]} )不成立

q_out[9] = 0;

q_out[8] = q_m[8];

q_out[0:7] = q_m[0:7];

Cnt(t) = Cnt(t-1) + 2*(~q_m[8]) + ( N1{q_m[0:7]} - N0{q_m[0:7]} );