DVI/HDMI发送、接收接口结构

DVI采用了美国SiliconImage公司开发的最小化传输差分信令(TMDS)编码方式。TMDS具备了包括RGB/YPbPr色彩数据和给时钟频道在内的共计４个通道(称为１个连接)的系列传输回路。各通道采用50欧姆端接阻抗、0.15V电压差的低振幅差分方式。每个通道拥有最大1.65Gbps的传输速度，确保了１个连接拥有5Gbps左右的传输速度。显示数据信道(DDC)是用于读取表示接收侧清晰度等显示能力的扩展显示标识数据(EDID)的信号线。搭载HDCP的发送接收设备之间也利用DDC线进行密码键的认证。这是一个使用了硬件ID的加密系统，发送侧和接收侧以一定间隔相互确认(称为认证)进行传输。HDMI搭载了认证不成立或者是中途不成立时图像和音频信号传输立即被中断的强大内容保护技术。

图4：DVI接收器BU6854EKV的方框图。

图3所示的是HDMI发送接收系统。发送器首先分别将图像、声音信号变换并合成为可以在接收器侧接收的信号形式。然后，进行HDCP加密处理以及T.M.D.S.编码，将并行图像像素数据以及声音数据进行串行化处理。最后，以小振幅差分信号形式进行传输。在接收侧进行的处理与发送侧顺序相反。

动态高速采样技术

ROHM拥有专有的动态高速采样(DynamicOverSampling)技术，并使用先进的数字信号处理技术、编解码技术、数字纠错技术、高速色彩空间变换技术，在DVI发送接收的芯片开发的研究开发中已取得显著成果。

图4所示的是面向大型电视、电脑显示器的DVI接收芯片BU6854EKV架构，它搭载了上述ROHM的核心技术。首先由发送器发送出来的串行差分信号通过动态高速采样回路，被高速采样。因为信号按原来的振幅被采样，所以电路功耗可以大幅降低。其次是在数据再生和同步回路中，从被高速采样的信号中选出正确的数据组进行同步处理，使其成为像素数据。接着，被加密的像素数据在HDCP解码回路中被解码(因为TMDS解码之后的数据是被HDCP加密的)。

最后，包含同步信号在内的图像数据在规定的时间内由芯片输出接口输出。

BU6854EKV是符合行业标准规格DVI1.0和HDCP1.0的接收芯片。这一芯片采用0.25umCMOS工艺，其特点如下：
1．除了电脑的VGA～SXGA解析度外，还可以广泛适应用于数字电视的480i、480p、720p、1080i等动画制式；
2．内置数字内容保护HDCP核心部分，同时也内置了兼具使用方便和安全的ROHM专有密码保护回路；
3．内置与ITU-RBT.601及ITU-RBT.709兼容的色彩空间变换回路、可以将8位RGB像素信号变换为10位YPbPr色差信号进行输出；
4．通过各种用途相对应的外部EEPROM芯片实现对本芯片操作模式的控制，因此，不需要更改芯片的引脚；
5．内置去时钟抖动的PLL，即使使用20米的电缆也可以保证稳定的接收；
6．通过内部核心部分的最佳化设计，实现了低功耗、高速度；
7．内置可以与VESA的DDC线直接连接的5V输入输出单元，不需要任何的外部变压元器件。
8．因为内置具有良好线性度的无源终端电阻，所以不需要任何外部电阻。

表1：各种数字接口标准的比较。

图5所示为HDMI发送、接收信号系统的开发板。该系统是为了HDMI发送、接收信号的开发及系统设计而制作，可对应1080i、720p等多种图像信号形式以及最大可达8个192KHz数字声道。

未来展望

事实上，DVI/HDMI正如在压缩信号网络中所用的i.Link(IEEE1394)那样，将成为图像和声音数字视频传输的高速串行接口标准规格。距离普及化还有众多课题有待家电厂商和半导体厂商来研究和解决。主要的课题包括：

1．专利使用费及开发方面的成本和市场期望价格的差距；

2．与图像处理等高性能/多功能要求和低功耗的差距；

3．伴随着半导体工艺微细化的发展而带来的模拟电路物理层性能的劣化；

4．因电缆长度而带来的连接性能劣化的对策；

5．与电脑产品的融合所带来对系统安全的损害。