TFP401A在高清數字視頻轉換系統中的應用

尚福洲

【關鍵詞】擴展顯示標識數據 高清視頻 單片機

1 簡介

隨著視頻顯示技術的發展，清晰度越來越高，近年來在各個領域都得到日趨廣泛的應用，而模擬信號在傳輸過程中，隨著距離的增加，失真度和衰減也隨之增加。傳統的模擬接口在應用時會造成大量視頻信息丟失。新型DVI和HDMI接口基于TMDS技術，顯著提高傳輸的穩定性和清晰度，更適合長距離傳輸和轉換。本設計利用TFP401A應用在數字視頻接口上，實現由個人電腦以數字格式向其他LCD面板傳送數據，并且實現分辨率的轉換。設計可以分為HDMI接口電路，TFP401A芯片為主的轉換電路，LCD接口，單片機驅動電路，電源電路幾個部分。主機中的視頻信號通過HDMI接口電路送到TFP401A中經過轉換送給LCD新的像素信號和時鐘信號，并探討實現接口傳輸的EDID編寫方法。

2 基本原理及結構

本設計采用TI公司的TMDS信號接收芯片TFP401A，具有更好的電磁兼容，可高質量低成本的傳輸視頻信號，噪聲低且功耗低。目前主要為LCD桌面顯示器提供視頻轉碼，也可應用于其他高速數字視頻傳輸系統。TFP401A芯片把并行RGB數據信號轉換碼串行數據，再由液晶面板TMDS接收器對串行數據解碼，將串行數據變成并行數據，系統框圖如圖1所示。

3 接口設計

視頻轉換和傳輸過程一般需要編寫EDID數據，它是有許多不同變量的數據結構，獨立于顯示器和主機的數據傳輸協議，其數據信息包括EDID版本信息、場頻、行頻、產品序列號、顯示器件分辨率、消隱信號的時序構成等參數。

編寫完成的EDID數據需要存儲在顯示器中專用的存儲器中，本設計采用AT24C02存儲器，并通過單片機驅動電路將程序寫入存儲器中。系統發送數據的主機和顯示器之間通過數據線訪問存儲器中的數據，以此來確認需要發送的數據格式

本設計采用了EDID專用編寫工具EDID Manager，簡化了對EDID的管理和控制，此工具向用戶提供了最完整的可用EDID管理工具集，大大提高了EDID的編寫效率。

本設計中的驅動板采用PIC系列單片機來實現個解碼器與顯示器的協調工作。預留編程端口，允許用戶重新編寫與控制軟件；預留I2C端口，允許用戶在線修改解碼器和顯示器配置。驅動板采用超低壓差、高精度、低噪聲線性穩壓器件，提供7～9V寬輸入電壓寬范圍。

在EDID的數據中，針對本設計中采用的LCD顯示器需要修改的是分辨率和屏幕尺寸，所需修改參數如表1所示。

本設計中EDID數據通過I2C傳輸形式存儲在24C02，并利用PIC單片機將數據寫入存儲器。

4 實驗結果

利用驅動板、計算機和LCD屏搭建的平臺進行多次實驗，系統工作穩定，實時傳輸效果好，圖像清晰，如圖2所示。本系統中采用TFP401A芯片的固有延遲量級為ns級別，延遲時間非常低人眼無法識別，因而存在較好的實時性。從實驗結果可以看出，通過TFP401A芯片可以清晰的將電腦畫面轉換到LCD面板上。

5 結束語

本系統具有廣闊的應用前景，如惡劣環境或者無法直接深入現場的監控領域；要求長距離傳輸的監控領域，如交通指揮、鐵路管理、邊海防監控等。現階段的主要工作是利用LCD進行傳輸實驗，未來可利用屏幕更小清晰度更高的OLED顯示屏進行實時顯示，并應用到更惡劣的工作環境中。

參考文獻

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