アルテラのHigh-Definition Multimedia Interface （HDMI） IPコアのユーザー・ガイド

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ID 683798
日付 5/02/2016
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ドキュメント目次
ドキュメント目次 x
1. HDMIクイック・リファレンス 2. HDMI概要 3. HDMIの使用開始に際して 4. HDMIソース 5. HDMIシンク 6. HDMIハードウェアのデモンストレーション 7. HDMIシミ​​ュレーションの例 A. HDMI IPコアのユーザー・ガイドのアーカイブ B. エンベデッド・マルチプライヤ・ユーザー・ガイド改訂履歴
2. HDMI概要 x
2.1. リソースの使用率
3. HDMIの使用開始に際して x
3.1. IPコアのインストールとライセンス 3.2. IPコアのパラメータとオプションの指定
4. HDMIソース x
4.1. ソース機能の説明 4.2. ソース・パラメータ 4.3. ソース・インタフェース 4.4. ソース・クロック周期
4.1. ソース機能の説明 x
4.1.1. ソースTMDS/TERC4エンコーダ 4.1.2. ソース・ビデオ・リサンプラ 4.1.3. Window of Opportunityのジェネレータのソース 4.1.4. ソース補助パケット・エンコーダ 4.1.5. ソース補助パケット・ジェネレータ 4.1.6. ソース補助データパス・マルチプレクサ 4.1.7. ソース補助制御ポート 4.1.8. ソース・オーディオ・エンコーダ
4.1.2. ソース・ビデオ・リサンプラ x
4.1.2.1. マッピング・フォーマット
4.1.7. ソース補助制御ポート x
4.1.7.1. Source General Control Packet 4.1.7.2. Source Auxiliary Video Information (AVI) InfoFrame 4.1.7.3. Source HDMI Vendor Specific InfoFrame (VSI) 4.1.7.4. Source Audio InfoFrame (AI)
4.1.8. ソース・オーディオ・エンコーダ x
4.1.8.15.1.7.1. HDMIオーディオ・フォーマット
5. HDMIシンク x
5.1. シンクの機能説明 5.2. シンク・パラメータ 5.3. シンク・インタフェース 5.4. シンク・クロック・ツリー
5.1. シンクの機能説明 x
5.1.1. シンク・チャネルのワード・アライメントとデスキュー 5.1.2. シンクTMDS/TERC4デコーダ 5.1.3. ソース・ビデオ・リサンプラー 5.1.4. シンク補助デコーダ 5.1.5. シンク補助パケット・キャプチャ 5.1.6. シンク補助データ・ポート 5.1.7. シンク・オーディオ・デコーディング
5.1.5. シンク補助パケット・キャプチャ x
5.1.5.1. シンク一般制御パケット 5.1.5.2. シンクAuxiliary Video Information (AVI) InfoFrame 5.1.5.3. シンクHDMI Vendor Specific InfoFrame (VSI)
5.1.7. シンク・オーディオ・デコーディング x
5.1.7.1. HDMIオーディオ・フォーマット 5.1.7.2. Audio InfoFrame 5.1.7.3. Audio Metadata
5.3. シンク・インタフェース x
5.3.1. Avalon MM管理インタフェース 5.3.2. ステータスおよびコントロール・データ・チャネル・インタフェース
6. HDMIハードウェアのデモンストレーション x
6.1. ハードウェア・デモンストレーション・コンポーネント 6.2. HDMIハードウェア・デモンストレーションの要件 6.3. デモ・チュートリアル
6.1. ハードウェア・デモンストレーション・コンポーネント x
6.1.1. Arria V、Arria V GZおよびStratix VデバイスのトランシーバPLL 6.1.2. トランシーバ・ネイティブPHY (RX)—Arria 10デバイス 6.1.3. アルテラと AMPP パートナが提供しているIPコア 6.1.4. アルテラのPLL Reconfig IPコア 6.1.5. Multirate Reconfig Controller (RX) 6.1.6. オーバーサンプラ（RX） 6.1.7. DCFIFO 6.1.8. シンク・ディスプレイ・データ・チャネル（DDC）＆ステータスおよび制御データ・チャネル（SCDC） 6.1.9. トランシーバ・リコンフィギュレーション・コントローラ 6.1.10. VIPバイパスやオーディオ、補助およびInfoFrameバッファ 6.1.11. トランシーバ・ネイティブPHY（TX）— Arria VおとびStratix Vデバイス 6.1.12. トランシーバ・ネイティブPHY（RX）— Arria 10デバイス 6.1.13. トランシーバPHYのリセット・コントローラ 6.1.14. トランシーバPHY IPコア 6.1.15. オーバーサンプラ（TX） 6.1.16. クロック・イネーブル・ジェネレータ 6.1.17. Qsysシステム
6.1.17. Qsysシステム x
6.1.17.1. HDMIビデ​​オ・ストリームのVIPパススルー 6.1.17.2. ソースSCDCコントローラ 6.1.17.3. トランシーバ・リコンフィギュレーション・コントローラ
6.3. デモ・チュートリアル x
6.3.1. ハードウェアの設定 6.3.2. デザイン・ファイルのダウンロード 6.3.3. デザインの構築とコンパイル 6.3.4. 結果の確認
6.3.4. 結果の確認 x
6.3.4.1. ボタン、DIPスイッチおよびLEDの機能をプッシュ
7. HDMIシミ​​ュレーションの例 x
7.1. シミュレーション実習
1. HDMIクイック・リファレンス
2. HDMI概要
3. HDMIの使用開始に際して
4. HDMIソース
5. HDMIシンク
6. HDMIハードウェアのデモンストレーション
7. HDMIシミ​​ュレーションの例
A. HDMI IPコアのユーザー・ガイドのアーカイブ
B. エンベデッド・マルチプライヤ・ユーザー・ガイド改訂履歴

2. HDMI概要

アルテラのHigh-Definition Multimedia Interface（HDMI）IPコアは、次世代ビデオ・ディスプレイ・インタフェース技術のためのサポートを提供します。
HDMI規格は、内部と外部の両方の接続で使用するためのデジタル通信インタフェースを指定します。
  • 内部接続—PCとモニタ内のインタフェース
  • 外部ディスプレイ接続—PCとモニタやプロジェクタとの間のインタフェース、PCとテレビの間のインタフェース、またはDVDプレーヤーとテレビ・ディスプレイなどのデバイスの間のインタフェース。

HDMIのシステム・アーキテクチャは、シンクとソースで構成されています。デバイスは、1つまたは複数のHDMI入力と出力を有してもよいです。

HDMIケーブルとコネクタは、遷移最短差動信号方式（TMDS）データとクロック・チャネルを構成する4つの差動ペアを運びます。ビデオ、オーディオ、および補助データを運ぶためにこれらのチャネルを使用することができます。

また、HDMIでは、Video Electronics Standards Association（VESA）Display Data Channel（DDC）とStatus and Control Data Channel（SCDC）があります。 DDCは、単一のソースと単一シンクの間の状態を構成と交換します。ソースは、シンクのコンフィギュレーションや能力を発見するために、シンクのEnhanced Extended Display Identification Data（E-EDID）を読み出すためにDDCを使用しています。 SCDCは、シンクのリード要求をサポートしています。

オプションのConsumer Electronics Control（CEC）プロトコルは、お使いの環境でさまざまなオーディオ・ビジュアル製品間のハイレベルの制御機能を提供します。

オプションのHDMI Ethernet and Audio Return Channel（HEAC）は、TMDSの反対方向に接続されたデバイスとオーディオ・リターン・チャネル間のネットワーク・イーサネット互換性のあるデータを提供します。 HEACは、信号伝送のためのホットプラグ検出（HPD）ラインを使用しています。

図 1. Altera HDMIのブロック図下の図は、アルテラのHDMI IPコア内のブロックを示しています。

TMDS符号化に基づいて、HDMIプロトコルは、ソースとシンク・デバイスとの間のオーディオとビデオの両方のデータの伝送を可能にします。

HDMIインタフェースは、単一のクロック・チャネルを伴う3つのカラー・チャネルで構成されています。個々のRGBカラーと補助データの両方を転送するために、各色のラインを使用することができます。

受信機は、3つのTMDSデータ・チャネル上のデータ回復のための周波数基準としてのTMDSクロックを使用します。このクロックは通常、ビデオのピクセル・レートで動作します。

TMDS符号化は、8ビットから10ビットのアルゴリズムに基づいています。このプロトコルは、シンク・デバイスがデータ・ストリームに確実にロックすることができるように、データ・チャネル送信を最小化し、まだ十分な帯域幅を維持することを試みます。

図 2. HDMIビデ​​オのストリーム・データ
上の図は、2つのデータ・ストリームを示しています。
  • 緑のデータ・ストリーム—カラー・データを搬送する
  • 濃紺のデータ・ストリーム—補助データを転送する
表 1.  ビデオ・データおよび補助データ以下の表は、映像データおよび補助データの関数を記述しています。
データ 説明
ビデオ・データ
  • ビデオ・ピクセルのパックされた表現は、ソース・ピクセル・クロックでクロックされます。
  • 10ビットのアルゴリズムにTMDS 8ビットを使用してエンコードされます。
補助データ
  • 補助データ・パケットの範囲とオーディオ・データを一緒転送します。
  • シンク・デバイスはビデオ・データおよびオーディオ・データを正しく再構成するために補助データ・パケットを使用します。
  • TMDS Error Reduction Coding 4ビット（TERC4）符号化アルゴリズムを使用してエンコードされます。

各データ・ストリームの部分は、ガードバンドとプレアンブルが先行します。ガードバンドとプレアンブルは、受信したデータ・ストリームとの正確な同期を可能にします。

以下の図に、クロック当たり1、2、4シンボルのビデオ・データ、ビデオ・データ有効、ビデオH-SYNC、ビデオV-SYNC示します。

図 3. ビデオ・データ、ビデオ・データ有効、ビデオH-SYNC、ビデオV-SYNC—クロック当たり1シンボル
図 4. ビデオ・データ、ビデオ・データ有効、ビデオH-SYNC、ビデオV-SYNC—クロック当たり2シンボル
図 5. ビデオ・データ、ビデオ・データ有効、ビデオH-SYNC、ビデオV-SYNC—クロック当たり4シンボル
レベル 2 の表題