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HDMI设计4--HDMI 1.4/2.0 Receiver Subsystem IP

Reference:https://china.xilinx.com/content/dam/xilinx/support/documentation/ip_documentation/v_hdmi_rx_ss/v3_2/pg236-v-hdmi-rx-ss.pdf

 对于HDMI 1.4/2.0 Receiver Subsystem IP在不细究具体实现的情况，可以简单的把其当成就是HDMI 1.4/2.0 Transmitter Subsystem IP的各种信号方向由输入变成输出，由输出变成输入。HDMI 1.4/2.0 Receiver Subsystem IP支持的功能和不支持的功能和HDMI 1.4/2.0 Transmitter Subsystem IP相同。因为是接受端，HDMI1.4/2.0 Receiver Subsystem IP可以支持整型或者非整型帧率的视频。因此，HDMI1.4/2.0 Receiver Subsystem IP的细节可以直接参考HDMI 1.4/2.0 Transmitter Subsystem IP。

1. HDMI RX Subsystem Flow

与HDMI TX Subsystem相似的，HDMI RX Subsystem通常也会响应两种事件，一种是来自Source device的5V HDMI Cable Detect(我的理解，实质就是HPD,但是Flow来看，Cable Detect有自己独立的中断回调处理，用来使能PHY中RX的IO Buffer)，另一种是来自Source device的HDMI Video Stream发生了变化。

图 1 

 HDMI 1.4/2.0 RX Subsystem的软件flow如图1所示，细节图请参考pg236-v-hdmi-rx-ss.pdf

2. HDMI 1.4/2.0 RX Subsystem

和HDMI 1.4/2.0 TX Subsystem类似的，当硬件系统中集成了Subsystem IP后，需要在软件中对其进行配置。在软件中引入HDMI 1.4/2.0 RX Subsystem的方式流程如下。

(1) 包含xv_hdmirxss.h头文件

(2) 定义rx subsystem对象: XV_HdmiRxSs HdmiRxSs

(3) 定义配置rx subsystem的配置数据结构体指针: XV_HdmiRxSs_Config *XV_HdmiRxSs_ConfigPtr

(4) 给HDMI 1.4/2.0 RX Subsystem设置256 bytes的E-EDID数据

void XV_HdmiRxSs_SetEdidParam(XV_HdmiRxSs *InstancePtr,u8 *EdidDataPtr,u16 Length);

(5) 初始化HDMI 1.4/2.0 RX Subsystem

  1.  
    XV_HdmiRxSs_Config* XV_HdmiRxSs_LookupConfig(u32 DeviceId);
  2.  
    int XV_HdmiRxSs_CfgInitialize(XV_HdmiRxSs *InstancePtr,XV_HdmiRxSs_Config *CfgPtr,u32 EffectiveAddr);

(6) 连接中断控制器，使能中断

  1.  
    int XIntc_Connect(XIntc *InstancePtr,u8 Id, XInterruptHandler Handler,void *CallBackRef);
  2.  
    void XIntc_Enable(XIntc *InstancePtr,u8 Id);

这里要注意的是，EDID/E-EDID是以8 bit的一维数组定义在软件程序中，EDID/E-EDID在HDMI 1.4/2.0 RX Subsystem初始化的时候，由驱动直接将其加载到Subsystem中。

3. Video PHY Controller

在软件中集成Video PHY Controller的操作流程与HDMI 1.4/2.0 TX Subsystem相同。

(1) 包含xvphy.h的头文件

(2) 定义Video PHY Controller的对象: XVphy Vphy

(3) 定义Video PHY Controller对应配置数据结构的指针:XVphy_Config *XVphyCfgPtr

(4) 软件初始化Video PHY Controller

  1.  
    XVphy_Config *XVphy_LookupConfig(u16 DeviceId);
  2.  
    u32 XVphy_HdmiInitialize(XVphy *IntancePtr,u8 QuadId,XVphy_Config *CfgPtr,u32 SystemFrequency);

这里注意，建议在HDMI 1.4/2.0 RX Subsystem初始化完后再对Video PHY controller进行初始化。

4. HDMI 1.4/2.0 RX Subsystem Interrupts

关于HDMI 1.4/2.0 RX Subsystem的中断类型如下所示.

(1) HPD - 热插拔，每次当HDMI线缆的插拔时产生该中断

a. Rising edge -- HDMI线缆连接上

b. Falling edge -- HDMI线缆未连接上

(2) Link Ready -- 和HDMI TX相似，在HDMI RX sub-core中的一个寄存器有1 bit(link status bit)用来记录link_clk的状态。当link_clk稳定时，该位被置为1；当link_clk不稳定时，该位被清为0。当这个link status bit发生变化时将会产生Link Ready中断。

a. Rising edge -- Link clock变为稳定

b.Falling edge -- Link clock变为不稳定

(3) Video Ready -- 该类型中断在HDMI RX sub-core检测到接受到的视频数据流(分辨率，帧率)发生变化时产生。

a. Rising edge -- 数据流变得稳定(StreamUp)

b.Falling edge -- 数据流变得不稳定(StreamDown)

(4) HDMI Receiver Auxiliary Infoframe Interrupt --当Auxiliary Infoframe被接受到时，产生该中断

(5) HDMI Receiver Audio Infoframe Interrupt -- 当Audio Infoframe被接受到时，产生该中断

(6) HDCP 1.4 Interrupt (需使能HDCP 1.4)

(7) HDCP 1.4 Timer Interrupt(需使能HDCP 1.4)

图 2 

5. HDMI 1.4/2.0 RX Subsystem Callback Functions

与HDMI 1.4/2.0 TX Subsystem相似，需要为HDMI 1.4/2.0 RX Subsystem设置各种对应的中断的中断处理回调函数，调用下面的API函数。

int XV_HdmiRxSs_SetCallback(XV_HdmiRxSs *InstancePtr,u32 HandlerType,void *CallbackFuncPtr,void *CallbackRef);

在xv_hdmirxss.h中定义好的能使用的中断句柄(handlers)如下:XV_HDMIRXSS_HANDLER_CONNECT, XV_HDMIRXSS_HANDLER_AUX, XV_HDMIRXSS_AUD, XV_HDMIRXSS_HANDLER_STREAM_UP, XV_HDMIRXSS_HANDLER_STREAM_DOWN, XV_HDMIRXSS_STREAM_INIT

(1) XV_HDMIRXSS_HANDLER_CONNECT

每当HDMI RX检测到HPD信号时，会产生该中断。

a. 当HDMI cable连接上时，使能Video PHY Controller中差分输入时钟buffer；没有连接时，无效Video PHY Controller中差分输入时钟Buffer.

void XVphy_IBufDsEnable(XVphy *InstancePtr,u8 QuadId,XVphy_DirectionType Dir,u8 Enable);

b. 当HDMI cable没有连接上时，清除Video PHY RX TMDS Clock ratio.

Vphy.HdmiRxTmdsClockRatio = 0;

(2) XV_HDMIRXSS_HANDLER_AUX

每当HDMI RX接受到Auxiliary InfoFrame时，该中断产生，回调函数可以使用该InfoFrame的数据对应用程序进行操作更新。

(3) XV_HDMIRXSS_HANDLER_AUD

每当有效的音频数据流被检测到或者有效的音频通道发生变化时，该中断产生。

(4) XV_HDMIRXSS_HANDLER_STREAM_UP

当HDMI视频流被锁定时，该中断产生。

(5) XV_HDMIRXSS_HANDLER_STREAM_DOWN

当HDMI视频流由锁定变成没有被锁定时，该中断产生。这里注意，如果HDMI 1.4/2.0 RX Subsystem在确定的时间延迟中，video stream remains unlocked，则应用程序可以将系统设置进入待机模式，同时启动一个定时器来唤醒。

(6) XV_HDMIRXSS_HANDLER_STREAM_INIT

每当Video PHY Controller给HDMI 1.4/2.0 RX Subsystem的时钟稳定，且HDMI 1.4/2.0 RX Subsystem开始锁定数据流时，该中断产生。

a. 检测HDMI cable是否连接（1 - Connected; 0 - Disconnected）

  1.  
    XV_HdmiRxSs *HdmiRxSsPtr = (XV_HdmiRxSs *)CallbackRef;
  2.  
    HdmiRxSsPtr->IsStreamConnected

b. 从HDMI RX中获得视频流信息

XVidC_VideoStream *XV_HdmiRxSs_GetVideoStream(XV_HdmiRxSs *InstancePtr);

c. 基于HDMI RX收到的视频流信息，计算HDMI MMCM的参数

u32 XVphy_HdmiCfgCalcMmcmParam(XVphy *InstancePtr,u8 QuadId,XVphy_ChannelId ChId,XVphy_DirectionType Dir,XVidC_PixelsPerClock Ppc,XVidC_ColorDepth Bpc);

d. 使能Video PHY Controller中的MMCM

void XVphy_MmcmStart(XVphy *InstancePtr,u8 QuadId,XVphy_DirectionType Dir);

这里要注意，QuadId并没有使用需要设置为0.

XVphy_MmcmStart(&Vphy,0,XVPHY_DIR_RX);

(7) XV_HDMIRXSS_HANDLER_HDCP_AUTHENTICATE

当HDMI RX Subsystem使能了HDCP 1.4或者HDCP 2.3后，在HDCP通过了认证后产生。

6. Video PHY Controller Interrupt Handlers for HDMI 1.4/2.0 RX Subsystem

-> XVPHY_HDMI_HANDLER_RXINT

-> XVPHY_HDMI_HANDLER_RXREADY

使用如下API进行挂起(hooked up)中断

void XVphy_SetHdmiCallback(XVphy *InstancePtr,XVphy_HdmiHandlerType HandlerType,void *CallbackFunc,void *CallbackRef);

(1) XVPHY_HDMI_HANDLER_RXINIT

每当Video Controller检测到HDMI RX的参考时钟发生变化时产生。

a. 为HDMI 1.4/2.0 RX Subsystem初始化一个参考时钟变化处理.

void XV_HdmiRxSs_RefClockChangeInit(XV_HdmiRxSs *InstancePtr);

b. 将HDMI RX Subsystem获得的参考TMDS clock设置给Video PHY Controller

VphyPtr->HdmiRxTmdsClockRatio = HdmiRxSs.TMDSClockRatio;

(2) VPHY_HDMI_HANDLER_RXREADY

每次Video PHY Controller对于RX的reset完成时，该中断产生。

a. 检查Video PHY Controller中PLL的类型

XVphy_PllType XVphy_GetPllType(XVphy *InstancePtr,u8 QuadId,XVphy_DirectionType Dir,XVphy_ChannelId ChId);

b. 根据获得的PLL类型来设置HDMI 1.4/2.0 RX Subsystem的视频流信息。

XV_HdmiRxSs_SetStream(XV_HdmiRxSs *InstancePtr,u32 Clock, u32 LineRate)

这里的Clock和LineRate的值都来自于Video PHY Controller.

7. Example Use Cases

(1) Cable Plug in

当HDMI线缆连接时，HPD中断产生。调用的中断回调函数的中断类型为XV_HDMIRXSS_HANDLER_CONNECT

(2) Cable Plug out

用HDMI TX不同，HDMI RX收到Cable Plug out中断源时,首先调用的中断回调函数的中断类型是XV_HDMIRXSS_HANDLER_STREAM_DOW，此时是处理RX Stream Down中断；接着调用XV_HDMIRXSS_HANDLER_CONNECT中断回调函数处理HPD中断。

(3) Received Video Stream

a. Video PHY Controller的HDMI RX Init中断被接受到 -- XVPHY_HDMI_HANDLER_RXINIT

b. Video PHY Controller的HDMI RX Ready中断被接受到 -- XVPHY_HDMI_HANDLER_RXREADY

c. RX Audio中断被接受到 -- XV_HDMIRXSS_HANDLER_AUD

d. RX Stream Initialization中断被接受到 -- XV_HDMIRXSS_HANDLER_HDCP_AUTHENTICATE

e. 当视频流数据被锁定住后，RX Stream up中断被接受到 -- XV_HDMIRXSS_HANDLER_STREAM_UP

此时，就可以从HDMI RX Subsystem获得视频流信息了。

XVidC_VidoStream *XV_HdmiRxSs_GetVideoStream(XV_HdmiRxSs *InstancePtr);

(4) Video Stream Change

a. RX Stream Down中断被接受到 -- XV_HDMIRXSS_HANDLER_STREAM_DOWN

b. Video PHY Controller的HDMI RX Init中断被接受到 -- XVPHY_HDMI_HANDLER_RXINIT

c. Video PHY Controller的HDMI RX Ready中断被接受到 -- XVPHY_HDMI_HANDLER_RXREADY

d. RX Audio中断被接受到 -- XV_HDMIRXSS_HANDLER_AUD

e. RX Stream Initialization中断被接受到 -- XV_HDMIRXSS_HANDLER_STREAM_INIT

f. 当视频流数据被锁定住后，RX Stream up中断被接受到 -- XV_HDMIRXSS_HANDLER_STREAM_UP

此时，就可以从HDMI RX Subsystem获得视频流信息了。

XVidC_VideoStream *XV_HdmiRxSs_GetVideoStream(XV_HdmiRxSs *InstancePtr);

(5) Receive Infoframe

HDMI RX接受到了Auxiliary InfoFrame时产生中断 -- XV_HDMIRXSS_HANDLER_AUX

posted on 2022-12-14 21:26  皮皮祥  阅读(440)  评论(0)  编辑  收藏  举报