TFP401A在高清数字视频转换系统中的应用

【关键词】扩展显示标识数据 高清视频 单片机

1 简介

随着视频显示技术的发展，清晰度越来越高，近年来在各个领域都得到日趋广泛的应用，而模拟信号在传输过程中，随着距离的增加，失真度和衰减也随之增加。传统的模拟接口在应用时会造成大量视频信息丢失。新型DVI和HDMI接口基于TMDS技术，显著提高传输的稳定性和清晰度，更适合长距离传输和转换。本设计利用TFP401A应用在数字视频接口上，实现由个人电脑以数字格式向其他LCD面板传送数据，并且实现分辨率的转换。设计可以分为HDMI接口电路，TFP401A芯片为主的转换电路，LCD接口，单片机驱动电路，电源电路几个部分。主机中的视频信号通过HDMI接口电路送到TFP401A中经过转换送给LCD新的像素信号和时钟信号，并探讨实现接口传输的EDID编写方法。

2 基本原理及结构

本设计采用TI公司的TMDS信号接收芯片TFP401A，具有更好的电磁兼容，可高质量低成本的传输视频信号，噪声低且功耗低。目前主要为LCD桌面显示器提供视频转码，也可应用于其他高速数字视频传输系统。TFP401A芯片把并行RGB数据信号转换码串行数据，再由液晶面板TMDS接收器对串行数据解码，将串行数据变成并行数据，系统框图如图1所示。

3 接口设计

视频转换和传输过程一般需要编写EDID数据，它是有许多不同变量的数据结构，独立于显示器和主机的数据传输协议，其数据信息包括EDID版本信息、场频、行频、产品序列号、显示器件分辨率、消隐信号的时序构成等参数。

编写完成的EDID数据需要存储在显示器中专用的存储器中，本设计采用AT24C02存储器，并通过单片机驱动电路将程序写入存储器中。系统发送数据的主机和显示器之间通过数据线访问存储器中的数据，以此来确认需要发送的数据格式

本设计采用了EDID专用编写工具EDID Manager，简化了对EDID的管理和控制，此工具向用户提供了最完整的可用EDID管理工具集，大大提高了EDID的编写效率。

本设计中的驱动板采用PIC系列单片机来实现个解码器与显示器的协调工作。预留编程端口，允许用户重新编写与控制软件；预留I2C端口，允许用户在线修改解码器和显示器配置。驱动板采用超低压差、高精度、低噪声线性稳压器件，提供7～9V宽输入电压宽范围。

在EDID的数据中，针对本设计中采用的LCD显示器需要修改的是分辨率和屏幕尺寸，所需修改参数如表1所示。

本设计中EDID数据通过I2C传输形式存储在24C02，并利用PIC单片机将数据写入存储器。

4 实验结果

利用驱动板、计算机和LCD屏搭建的平台进行多次实验，系统工作稳定，实时传输效果好，图像清晰，如图2所示。本系统中采用TFP401A芯片的固有延迟量级为ns级别，延迟时间非常低人眼无法识别，因而存在较好的实时性。从实验结果可以看出，通过TFP401A芯片可以清晰的将电脑画面转换到LCD面板上。

5 结束语

本系统具有广阔的应用前景，如恶劣环境或者无法直接深入现场的监控领域；要求长距离传输的监控领域，如交通指挥、铁路管理、边海防监控等。现阶段的主要工作是利用LCD进行传输实验，未来可利用屏幕更小清晰度更高的OLED显示屏进行实时显示，并应用到更恶劣的工作环境中。

参考文献

[1]高清数字媒体接口规范-HDMI 1.4规范[S].2010.

[2]顾乐琳，李志刚.EDID在数字电视HDMI接口中的应用[J].通信与广播电视，2009（04）：5-12.

[3]向守坤，黄启俊，汪冠群，等.基于FPGA的ITU-R BT.656数字视频转换接口系统[J].电子测量技术，2009（04）：113-117.