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4K HDMI FMC 开发模块简介(珍藏版)

发布时间:2019-12-16   作者:FPGA大神 浏览量:

4K HDMI FMC 开发模块简介



本文为明德扬原创文章,转载请注明出处!

明德扬 4K HDMI FMC开发模块是明德扬公司自主研发的一款支持4K 60帧的HDMI 输入输出开发模块,该模块采用IT68051作为HDMI接收器,接收到的数据通过FMC接口与FPGA相连;采用LT2611UX作为HDMI发送器,通过FMC接口接收FPGA发送到LT2611UXLVDS视频数据;FMC接口采用的是HPC(高针数)类型,对于市面上的具有FMC_HPC接口的开发板都兼容(例如Xilinx KC705官方开发板)。

IT68051是双端口HDMI2.0b接收器,支持6.0Gbps /通道的功能,每个端口的带宽高达18Gb/s。端口0还可以支持在HDMI2.0bMHL2.2双模式下运行,它与MHL2.2HDMI 1.4b/ HDMI2.0bHDCP 1.4 / HDCP2.2完全兼容,并向后兼容DVI 1.0规范。IT68051具有深色功能(最高36位),可确保可靠接收高质量的未压缩视频内容,以及数字格式的DTS-HDDolby TrueHD等最先进的未压缩和压缩数字音频内容电视和投影仪。IT68051还支持所有与HDMI 2.0 3D规范兼容的主要3D格式。

除了支持各种视频输出格式外,IT68051还接收并提供多达12个通道的I2S数字音频输出,采样率高达192kHz,采样大小高达24位,从而可以直接连接到行业标准的低成本音频DAC。此外,还提供了一个S / PDIF输出,以支持高达192kHz帧频的压缩音频。超级音频光盘(SACD)通过DSD(直接流数字端口)端口最多支持8个通道和88.2kHzIT68051还通过两个接口提供了高比特率(HBR)音频:四个I2S输出端口或S/PDIF输出端口。通过两个接口,最高可支持的HBR帧速率高达1536kHz

IT68051支持将4Kx2K @ 60/50Hz缩减至1080P @ 60/50Hz。它支持60LVTTL接口,以将各种视频内容传输到下一级视频处理器。通过输出接口,IT68051可以支持4K2K @ 60 UHD视频分辨率输出。IT68051还支持视频分离模式,该模式通过输出接口将一个18Gb/s 4Kx2K @ 50/60Hz HDMI2.0b流分离为两个9Gb/s 2Kx2K @ 50/60Hz流。每个IT68051都预编程有唯一的HDCP密钥,符合HDCP标准,从而可以安全传输高清内容。IT68051的用户无需购买任何HDCP密钥或ROM

以下是ITEIT68051 HDMI Receiver的参数:

l    双端口HDMI2.0b接收器

l    支持2HDMI1.4 / HDMI2.0b18Gb / s)输入端口(端口0,端口1

l    在输入端口0上支持HDMI1.4HDMI2.0b / MHL2.2双模

l    符合MHL2.2HDMI1.4bHDMI 2.0HDCP1.4HDCP 2.2DVI 1.0规范

l    使用高色深解决方案,支持4K2K @ 60hz1920x1200 @ 120hz的链接速度高达6.0Gbps(链接时钟速率为600MHz),在MHL压缩像素模式下支持高达1080p @ 60hz

l    支持所有与HDMI 1.4b 3D规格兼容的主要3D格式

a)       支持高达1080P @ 50/59.95/60/120Hz1080P @ 23.98/24/29.97/30Hz1080i @ 50 /59.94/60/Hz720P @ 23.98/24/29.97/30Hz720P @ 50/3D视频59.94/60赫兹

b)       支持格式:框架包装,并排(半),上下

c)        支持3D帧打包转换为帧序列模式

l    支持HDMI2.0b 3D功能

a)       帧打包模式高达4Kx2K@23.98/24/30Hz1080P@59.94/60Hz

b)       顶部和底部最高4Kx2K@59.94/60Hz

c)        并排(半)最高4Kx2K@59.94/60Hz

d)       并排(全)最高1080P@59.94/60Hz

e)       支持3D帧打包转换为帧序列模式

l    数字音频输出接口支持

a)       多达六个I2S接口,支持最大12通道3D音频,采样率在32192 kHz,采样大小在1624

b)       S / PDIF接口以最高192kHz的帧速率支持PCM,杜比数字和DTS数字音频

c)        通过四个I2S接口或S/PDIF接口支持高比特率(HBR)音频,例如DTS-HDDolby TrueHD,帧速率高达1536kHz

d)       通过专用输入支持最大8通道3D DSD音频

e)       符合IEC 60958IEC 61937

f)        支持多流和一位多流音频数据包

g)       自动音频错误检测,用于可编程软静音,防止由于音频错误或热拔插时烦人的刺耳噪音输出

l    支持4Kx2K @ 60/50Hz 9Gb/s YCbCr 420转换为4Kx2K @ 60/50Hz 18Gb/s YCbCr444

-支持YCbCr 420RGB 444YCbCr 444YCbCr 422转换

l    支持4Kx2K @ 60 / 50Hz向下缩放至1080P @ 60 / 50Hz

a)       支持视频格式定时VIC(视频标识ID码)96/106,缩小至VIC 31/753840x2160 @ 50HZ缩小至1920x1080 @ 50Hz

b)       支持视频格式定时VIC(视频标识ID码)97/107,缩小至VIC 16/763840x2160 @ 60HZ缩小至1920x1080 @ 60Hz

c)        支持视频格式定时VIC(视频标识ID码)101,缩小至2048x1080 @ 50hz

d)       支持视频格式定时VIC(视频识别ID码)102,缩小为2048x1080 @ 60hz

l    支持单通道TTL输出,具有DDR模式的36位数据(12位色深),最高分辨率为4Kx2K@ 30Hz

l    支持双通道TTL输出,每个通道30位数据(10位色深),总计60

a)       在DDR模式下,最大时钟速率高达150Mhz,数据速率高达300Mhz

b)       最高分辨率高达8bpp时高达4Kx2K @ 60Hz,或1920x1200 @ 12010bpp

LT2611UX是一款适用于STB(机顶盒),DVD应用的高性能LVDSHDMI2.0转换器。LVDS输入可配置为具有1高速时钟通道和34个高速数据通道的单端口,双端口或四端口,最大速度为1.2Gbps/lane,可支持的总带宽高达19.2GbpsLT2611UX支持用于2D3D应用程序的灵活的视频数据映射路径。HDMI2.0输出支持高达6Gbps的数据速率,从而为4k @ 60Hz视频提供足够的带宽。 HDCP2.2还支持数据加密。

该芯片有两个数字音频输入接口:I2SSPDIFI2S接口支持8通道LPCM,而SPDIF接口支持2通道LPCM或压缩音频,两者的最大采样率均为192kHz

该器件具有自动操作能力,这由集成微处理器启用,该微处理器使用嵌入式SPI闪存存储固件。也可以通过配置I2C从接口来进行系统控制。

l    单//四端口LVDS视频接口接收器

a)       兼容VESAJEIDA标准

b)       1/2/4可配置端口

c)        每个端口1个时钟通道和3/4个可配置数据通道

d)       每个数据通道1.2Gbps

e)       可编程接收器均衡

f)        支持数据通道交换(任意)和极性

g)       反转(独立)

h)       支持DeSSC+/- 5@ 3080kHz

i)         6位和8位色深

j)         3D支持:直接3D输入,22D L / R输入

l    数字音频输入

a)       I2S接口支持8声道音频,带有示例

b)       频率为32192 kHz,样本大小为1624

c)        SPDIF接口,支持PCMDolby DigitalDTS

d)       高达192kHz帧频的数字音频

e)       兼容IEC60958IEC61937

l    HDMI2.0发送器

a)       符合HDMI2.0bHDMI1.4DVI1.0

b)       符合HDCP2.2HDCP1.4

c)        数据速率高达6Gbps

d)       裸片上端接

e)       可编程发送摆幅和预加重

f)        交流耦合能力

g)       支持通道交换(任意)和极性

h)       反转(独立)

i)         支持4k @ 60Hz

j)         支持的3D格式:

k)       直接3D输入:帧打包(逐行)

l)         2路2D L / R输入:并排(半/全),线路可选

l    支持的视频格式:

a)       禁用CSC24RGB

b)       启用CSC24YCbCr44416YCbCr422

c)        支持TMDS加扰以降低EMI / RFI

d)       支持SCDC

e)       5V宽容DDC / HPDI / O

                                                                  上图就是明德扬 4K HDMI FMC开发模块架构简图

值得一提的是,IT68051芯片内部没有集成MCU,所以上面列出的各功能,需要外挂一个MCU来对该芯片进行配置,我司已经使用STM32f103开发好全部功能的代码,购买该开发模块可以直接使用,且提供源码,STM32模块也要外设接口供客户二次开发调试时使用。感兴趣的朋友可以联系明德扬进行合作学习,也可以在留言中与我进行讨论!

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