一种基于FPGA的HDMI Source测试设备与方法技术

本发明专利技术提供一种基于FPGA的HDMI Source测试设备和方法，直接将FPGA与HDMI Source通过管脚对应连接；所述FPGA直接接收来自HDMI Source的信号，根据HDMI协议来解析视频信号和音频信号，并根据预先定义的时序参数和数据判断HDMI信号是否正确，得到测试结果。本发明专利技术去掉了HDMI转换芯片，直接用FPGA根据HDMI协议来解析信号，这样可以更加直接的测试和观察HDMI信号，从中找出问题所在，并且不需要配置寄存器，只需要将预先定义的时序参数和数据设置好，FPGA就可以一直判断HDMI信号是否正确。

An HDMI source test equipment and method based on FPGA

The invention provides an HDMI source test device and method based on FPGA, which directly connects FPGA and HDMI source through pins; the FPGA directly receives signals from HDMI source, analyzes video signals and audio signals according to HDMI protocol, and judges whether the HDMI signal is correct according to predefined timing parameters and data to obtain test results. The HDMI conversion chip is removed in the invention, and the signal is directly parsed by FPGA according to the HDMI protocol, so that the HDMI signal can be tested and observed more directly, from which the problem can be found out, and the register does not need to be configured, only the predefined timing parameters and data need to be set, the FPGA can always judge whether the HDMI signal is correct.

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的HDMISource测试设备与方法
本专利技术涉及一种数字化视频/音频接口的测试设备与方法，特别涉及数字化视频/音频接口中的高清晰度多媒体接口的测试设备与方法。
技术介绍
HDMI是(HighDefinitionMultimediaInterface)的缩写，意思是高清晰度多媒体接口，是一种数字化视频/音频接口，可同时传输音频和视频信号。HDMI采用TMDS信号传输技术进行音视频传输，TMDS(TransitionMinimizedDifferentialSignaling)也被称为最小化传输差分信号，是指通过异或及异或非等逻辑算法将原始信号数据转换成10位，前8为数据由原始信号经运算后获得，第9位指示运算的方式，第10位用来对应直流平衡(DC-balanced，就是指在编码过程中保证信道中直流偏移为零，电平转化实现不同逻辑接口间的匹配)，转换后的数据以差分传动方式传送。这种算法使得被传输信号过渡过程的上冲和下冲减小，传输的数据趋于直流平衡，使信号对传输线的电磁干扰减少，提高信号传输的速度和可靠性。当前的SOC(SystemOnChip)处理器几乎都带有HDMI作为显示接口，所以在SOC处理器出厂前的HDMI接口测试就显得十分重要，因为显示直接影响用户体验。现有的测试方式是将HDMI信号通过一个转换芯片，转换芯片输出I2S接口的音频，24bit的视频数据线和4条行场信号，将转换后的音视频信号连接到FPGA(Field-ProgrammableGateArray，即现场可编程门阵列)判断音视频数据是否与预设的一致，如果一致，说明接口正常，不一致，则说明接口异常。这样的测试方法，不仅需要转换芯片，而且还需要去配置寄存器，效率低，并且延长了测试时间。对于测试设备来说，转换芯片的引入也有可能带来新的问题，这不利问题的分析。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种基于FPGA的HDMISource测试设备与方法，使用FPGA直接接收来自HDMISource的信号，去掉了HDMI转换芯片，这样可以更加直接的测试和观察HDMI信号，从中找出问题所在。一方面，本专利技术测试设备是这样实现的：一种基于FPGA的HDMISource测试设备，包括FPGA但不包括HDMI转换芯片，且所述FPGA与HDMISource通过管脚对应连接；所述FPGA直接接收来自HDMISource的信号，根据HDMI协议来解析视频信号和音频信号，并根据预先定义的时序参数和数据判断HDMI信号是否正确，得到测试结果。进一步的，所述FPGA包括CEC测试模块、串转并模块、TMDS解码器模块、相位对齐模块、音视频分离模块、视频测试模块和音频测试模块；所述CEC测试模块通过管脚hdmi_cec对应连接所述HDMISource，通过接收一串预定义好的数据来判断所述HDMISource的hdmi_cec信号是否正确；所述串转并模块、所述TMDS解码器模块、所述相位对齐模块、所述音视频分离模块依次连接，且所述相位对齐模块还连接所述串转并模块，所述串转并模块分别通过管脚hdmi_clk_p、hdmi_clk_n、hdmi_data_p和hdmi_data_n对应连接所述HDMISource，所述音视频分离模块分别连接所述视频测试模块和所述音频测试模块；所述串转并模块使用HDMIsource的时钟作为参考时钟源，将1bit的信号转换成10bit信号，并调整10bit信号的排序和延时；所述TMDS解码器模块列出了所有的TMDS字符，如果是有效的TMDS字符就进行解码，如果是无效字符就通知所述相位对齐模块进行调整；所述相位对齐模块通过判断是否有效TMDS字符，来调整所述串转并模块的信号排序和延时，以寻找到有效的TMDS字符，并确定下来；所述音视频分离模块根据DataIsland周期分离出音频信号，并根据视频周期分离出视频信号；所述音频测试模块对音频信号重新处理，得到音频时钟恢复的参数和音频数据流，将参数与预定义音频数据比较，得到音频数据的测试结果值；所述视频测试模块对恢复出来的行场信号进行计数，同时接收有效视频数据，两者与预定义的时序与数据相比较，得到视频数据的测试结果值。进一步的，所述FPGA还包括EDID模块，所述EDID模块通过管脚hdmi_scl和hdmi_sda对应连接所述HDMISource；且所述EDID模块有256个用于选择要输出的分辨率的已经确定好数据的字节。进一步的，所述FPGA还包括HPD模块，所述HPD模块通过管脚hdmi_hpd对应连接所述HDMISource，当所述FPGA内部的HDMI测试使能时，所述HPD模块会拉高hdmi_hpd信号的电平，以提示HDMISource识别到有外部设备接入。另一方面，本专利技术测试方法是这样实现的：一种基于FPGA的HDMISource测试方法，不使用HDMI转换芯片，而是将FPGA与HDMISource通过管脚对应连接；通过所述FPGA直接接收来自HDMISource的信号，根据HDMI协议来解析视频信号和音频信号，并根据预先定义的时序参数和数据判断HDMI信号是否正确，得到测试结果。进一步的，所述FPGA的测试过程是：第一方面，通过一CEC测试模块接收一串预定义好的数据来判断所述HDMISource的hdmi_cec信号是否正确；第二方面，通过一串转并模块使用HDMIsource的时钟作为参考时钟源，将1bit的信号转换成10bit信号，并调整10bit信号的排序和延时；通过一TMDS解码器模块列出了所有的TMDS字符，如果是有效的TMDS字符就进行解码，如果是无效字符就通知一相位对齐模块进行调整；所述相位对齐模块通过判断是否有效TMDS字符，来调整所述串转并模块的信号排序和延时，以寻找到有效的TMDS字符，并确定下来；然后通过一音视频分离模块根据DataIsland周期分离出音频信号送给一音频测试模块，并根据视频周期分离出视频信号送给一视频测试模块；所述音频测试模块对音频信号重新处理，得到音频时钟恢复的参数和音频数据流，将参数与预定义音频数据比较，得到音频数据的测试结果值；所述视频测试模块对恢复出来的行场信号进行计数，同时接收有效视频数据，两者与预定义的时序与数据相比较，得到视频数据的测试结果值。进一步的，所述FPGA的测试过程中，还通过一EDID模块来实现选择HDMISource要输出的分辨率。进一步的，所述FPGA的测试过程中，当所述FPGA内部的HDMI测试使能时，通过一HPD模块会拉高hdmi_hpd信号的电平，以提示HDMISource识别到有外部设备接入。本专利技术具有如下优点：本专利技术使用FPGA直接接收来自HDMISource的信号，去掉了HDMI转换芯片，用FPGA根据HDMI协议来解析信号，这样可以更加直接的测试和观察HDMI信号，从中找出问题所在，并且不需要配置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于FPGA的HDMI Source测试设备，其特征在于：包括FPGA但不包括HDMI转换芯片，且所述FPGA与HDMI Source通过管脚对应连接；/n所述FPGA直接接收来自HDMI Source的信号，根据HDMI协议来解析视频信号和音频信号，并根据预先定义的时序参数和数据判断HDMI信号是否正确，得到测试结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的HDMISource测试设备，其特征在于：包括FPGA但不包括HDMI转换芯片，且所述FPGA与HDMISource通过管脚对应连接；
所述FPGA直接接收来自HDMISource的信号，根据HDMI协议来解析视频信号和音频信号，并根据预先定义的时序参数和数据判断HDMI信号是否正确，得到测试结果。


2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的HDMISource测试设备，其特征在于：所述FPGA包括CEC测试模块、串转并模块、TMDS解码器模块、相位对齐模块、音视频分离模块、视频测试模块和音频测试模块；
所述CEC测试模块通过管脚hdmi_cec对应连接所述HDMISource，通过接收一串预定义好的数据来判断所述HDMISource的hdmi_cec信号是否正确；
所述串转并模块、所述TMDS解码器模块、所述相位对齐模块、所述音视频分离模块依次连接，且所述相位对齐模块还连接所述串转并模块，所述串转并模块分别通过管脚hdmi_clk_p、hdmi_clk_n、hdmi_data_p和hdmi_data_n对应连接所述HDMISource，所述音视频分离模块分别连接所述视频测试模块和所述音频测试模块；
所述串转并模块使用HDMIsource的时钟作为参考时钟源，将1bit的信号转换成10bit信号，并调整10bit信号的排序和延时；
所述TMDS解码器模块列出了所有的TMDS字符，如果是有效的TMDS字符就进行解码，如果是无效字符就通知所述相位对齐模块进行调整；
所述相位对齐模块通过判断是否有效TMDS字符，来调整所述串转并模块的信号排序和延时，以寻找到有效的TMDS字符，并确定下来；
所述音视频分离模块根据DataIsland周期分离出音频信号，并根据视频周期分离出视频信号；
所述音频测试模块对音频信号重新处理，得到音频时钟恢复的参数和音频数据流，将参数与预定义音频数据比较，得到音频数据的测试结果值；
所述视频测试模块对恢复出来的行场信号进行计数，同时接收有效视频数据，两者与预定义的时序与数据相比较，得到视频数据的测试结果值。


3.根据权利要求2所述的一种基于FPGA的HDMISource测试设备，其特征在于：所述FPGA还包括EDID模块，所述EDID模块通过管脚hdmi_scl和hdmi_sda对应连接所述HDMISource；且所述EDID模块有256个用于选择要输出的分辨率的已经确定好数据的字节。


4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄世凯，林兆强，周敏心，
申请(专利权)人：福州瑞芯微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35