DM中的高清数字视频显示接口设计.doc

DM6446中的高清数字视频显示接口设计 　　摘 要： DM6446在VENC标准模式下视频输出的分辨率有限，不适用于高清视频的显示和位图层控制界面的绘制，因此需要将其配置成非标准模式下的高清数字视频输出。这里通过直接对芯片内部PLL以及VENC时序发生器的配置，产生显示高清数字视频所需的像素时钟和同步控制时序信号，VENC的输出再经由TFP410提供的DVI显示接口，最终实现了720P，1080P以及WUXGA分辨率下的高清数字视频显示。此方法电路实现简单，系统配置灵活，且视频显示稳定，为基于DM6446的嵌入式多媒体系统高清数字视频显示接口提供了有效的参考方案。 　　关键词： DM6446； TFP410； DVI； 高清数字视频 　　中图分类号： TN919?34； TP391 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）16?0081?04 　　0 引 言 　　TI公司推出的DM6446芯片在视频处理领域被广泛的使用，其基于ARM+DSP双核架构，同时具备了通用处理器（GPP）和专用数字处理器（DSP）的功能[1]。它的视频处理子系统（VPSS）同时包含了视频采集的接口——视频处理前端（VPFE），以及视频显示的接口——视频处理后端（VPBE），这也是其能够在视频处理领域崭露头角的重要组成部分[2?3]。DM6446能够同时支持标准时序PAL/NSTC制式的数字和模拟视频输出，也支持非标准模拟VGA显示接口[4]，但这些模式的视频输出的分辨率都较低，不适用于需要大分辨率显示的场合。 　　要让其支持高清显示，就必须通过编程配置，实现高清显示所需的时序控制信号。DM6446支持并行的24位RGB888视频数据输出，经过外部芯片编码转换后送给显示器显示。这里采用的编码芯片是TFP410，它接收并行的图像数据以及同步控制信号，经过编码转换后，按照DVI标准传输给显示器进行显示[5]。 　　文中第1部分介绍了高清数字视频接口设计的整体结构；第2部分介绍了TFP410的配置和使用方法；第3部分介绍了实现高清数字显示所需的VENC的参数配置方法，同时结合OSD窗口配置给出了实际的高清数字视频显示结果。 　　在目标板上， 720P（1 280×720@60 Hz）、1 080P（1 920×1 080@60 Hz）以及WUXGA（1 920×1 200@60 Hz）分辨率的数字视频显示都能够稳定运行，说明这里提出的高清数字视频显示接口设计方案是正确、可行的，对基于DM6446高清数字视频显示应用具有重要参考意义。 　　1 高清数字视频显示接口整体结构 　　整个DVI高清数字视频显示接口的结构如图1所示，主要可分为DM6446的VPSS接口部分以及DVI驱动器TFP410接口两部分。 　　图1 DVI高清数字视频显示接口整体结构 　　VPFE从外部采集到视频数据后存储于DDR2中的指定位置，VPBE中的在屏显示模块（OSD）也在DDR2中有对应的缓冲区，这些模块与DDR2之间的数据传输都有专门的读写逻辑控制，以保证数据的传输带宽满足系统要求。对于高清显示的支持，主要是对VPBE中的视频编码模块（VENC）的时序控制部分的正确配置，包括VENC时钟、OSD时钟和输出给TFP410的像素时钟，以及视频的行同步、场同步信号等，这些在后面会有具体介绍。 　　TFP410主要起到视频数据编码的作用，将前面由VENC输出的图像数据以及同步控制信号经编码后用差分串行的方式（T.M.D.S）传输给显示器，这可以保证数据在传输过程中的抗干扰能力。同时，TFP410包含有一个I2C接口，使得DSP可以通过它配置DVI驱动器的工作模式。在系统上电后，TFP410能够检测到显示器是否连接，这样DSP便可以通过检查相应的状态位来决定是否发送视频数据。 　　2 TFP410的工作模式配置 　　TFP410支持的最高像素时钟为165 MHz，能够满足高清数字视频显示的需求，其总共有两种配置方法：引脚直接配置法和I2C配置法。采用引脚直接配置的方法，上电后芯片可以直接工作在既定模式下，但是功能比较单一，工作模式不够灵活。采用I2C配置的方法，便可以根据需要调整芯片的工作模式，包括数据采集的时钟沿、数据位宽、数据采集延时等。通过读取TFP410中的相关状态寄存器，DSP端的应用程序还能够获得图像传输的相关信息，包括水平、垂直全局分辨率，以及显示器是否连接等。 　　TFP410的I2C可访问寄存器共有256个，其中绝大多数是保留使用的，在实际使用中，需要操作的寄存器更是少数。在这里，只需配置寄存器CTL_1_MODE、CTL_2_MODE、CTL_3_MODE即可，其他的都可以按照默认配置，一般情况下无需改变。设置CTL_1