HDMI接口在嵌入式视频监控系统中的应用

 图2 ANX9030 内部功能结构图
ANX9030基于 Wide Eye信号恢复技术，能够提供高性能的传输能力，其功能模块主要有音视频数据捕获、I2C从接口、像素格式处理和 TMDS发送等。其中视频处理模块最高可支持 24位，整个处理频宽接近4Gb/s；音频数据捕获模块支持 8通道共 24位高精度数字音频输出，提供 I2S和 S/PDIF标准输出接口;像素格式处理模块支持 RGB数字色度分量 4:4:4格式与多种模式 YCbCr数字色差分量 4:2:2之间的转换，支持 HDTV和 PC(最高支持

利用 EP9302的外围集成接口可大大简化接口电路的设计。EP9302与 ANX9030的连接包括控制部分、视频部分和音频部分等。控制部分用于 EP9302对 ANX9030进行访问控制，如寄存器设置，ANX9030向 EP9302发送中断控制信号，其访问方式可通过 I2C控制线进行;视频部分用于 EP9302将采集处理后的视频数据以及相应的同步、时钟等信号发送给ANX9030，本文采用 16位的 YCBCr 4:2:2方式进行连接;音频部分用于 EP9302将音频数据发送给ANX9030,其连接方式采用I2S。

3.驱动软件实现

软件设计包括音视频源的软件设计和 HDMI发送控制器 ANX9030的驱动设计。由于在EP9302微处理器的开发板上已完成了音视频的采集和输出设计，所以本文的软件设计主要是 HDMI控制器的驱动设计。利用开源的 ANX9030固件程序可简化驱动程序的开发，主要包括 ANX9030的初始化处理、状态机变化、音视频模式的设置及异常处理等。主循环程序如下：
void main(void){
Init_ANX9030();
while(1){ANX9030_Interrupt_Process();
ANX9030_Timer_Process ();
}}
ANX9030的工作模式及初始化流程如图4所示： 

ANX9030的初始化。在 ANX9030复位电路的上升沿，DEV_ADDR_SEL引脚的状态决定ANX9030的 I2C地址。假定此引脚为低，I2C地址为 0x72和 0x7A被选择。首先确认 ANX9030存在且能正常工作，部分代码如下：
while (1) {
ANX9030_Resetn_Pin = 0;
delay_ms(2);
ANX9030_Resetn_Pin = 1;
delay_ms(2);
c = ANX9030_i2c_read_p0_reg(ANX9030_DEV_IDL_REG, &c1);
if ((c == 0) && (c1 == 0x30)) {
c = ANX9030_i2c_read_p0_reg(ANX9030_DEV_IDH_REG, &c1);
if((c == 0) && (c1 == 0x90))
break;
}}
    ANX9030在上电复位后，设置 DE_GEN和 BT_656同步信号检测，然后进行像素格式和时钟路径的设置来配置视频信息。由于 HDMI兼容DVI，所以发送端可工作在 HDMI模式或 DVI模式，在此只需对 ANX9030的 HDMI_MODE位设置为 1(HDMI)或0(DVI)即可。检测到 HDMI模式后，设置 HDMI的音频格式及数据包，没有异常中断时，使能数据包发送即可把音视频数据包等信息发送出去，发送成功后返回。
    除了像素时钟检测(CKDT)和热插拔检测(HPDT)功能外，ANX9030的大部分功能都处于待机状态，软件需要正确的配置其他寄存器,这些寄存器的详细配置可参考 ANX9030的芯片资料。
    ANX9030的异常处理。由于 ANX9030提供了 16个中断触发源，包括软件触发中断、检测到显示器中断、接收端上电/断电检测中断、S/PDIF输入丢包中断及 CTS变化中断等，所以源端主控制器需要一个中断来管理 ANX9030所发出的中断。一般只需要热拔插检测、RI_128连接完整性检测及音频 FIFO溢出、CTS变化等中断即可。本设计利用 EP9302的中断引脚 INT0来捕获 ANX9030引发的中断，然后进行相应的中断处理。

4.结束语

HDMI是针对下一代多媒体影音设备所开发的传输接口，适用于数字电视、DVD播放机、DVD录放机、PVR、机顶盒及其他数字视听产品，现在已广泛应用于 PC机及平板显示器等消费类电子产品上。本文详细说明了 HDMI接口原理、源接口芯片特点、接口电路设计及在 ARM9嵌入式平台上系统软件的实现方法，该系统可用于安防监控和高清晰视频会议等领域。
本文作者创新观念：把高清多媒体接口 HDMI应用到视频监控系统中，和一般监控系统相比，具有监控场景更加清晰和使用灵活等优点。