HDMI ip中的时钟 vid_clk与ls_clk

由TMDS_Bit_clock_Ratio、TMDS_clk和色彩深度，就可以确定出tmds_clk,cdr_clk,vid_clk和ls_clk之间的关系。

1、Tmds_clk时钟频率的确定：

原理：通过一个100M的时钟与被测时钟在一定时间内的计数，可以得到被测时钟的频率。

文件模块	mr_rate_detect
refclock	被测时钟
measure_clk	参考时钟，为固定100M
reset	复位，高电平有效
refclock_measure	在一定时间内被测时钟的计数值
valid	计数完成时的效指示信号

 tmds_clk时钟既与色彩深度有关，也与数据速率有关。

tmds时钟速率（tmds clock rate）时钟通道在HDMI电缆上振荡的速率。当字符速率小于等于340Mcsc时，TMDS时钟速率与字符速率相等。

当字符速率大于340Mcsc时，tmds时钟速率是字符速率的1/4。

字符速率（TMDS character Rate）:HDMI传输线上每个数据通道上10位字符传输的速率，字符速率的表述单位为Mega-characters/second/channel(Mcsc),

当编码方式为4：2：0时24的YCbCr时，字符速率等于0.5倍的像素时钟速率；

当编码方式为4：2：0时30的YCbCr时，字符速率等于0.625倍的像素时钟速率；

当编码方式为4：2：0时36的YCbCr时，字符速率等于0.75倍的像素时钟速率；

当编码方式为4：2：0时48的YCbCr，4：2：2YCbCr或者RGB4:4:4 24位时，字符速率等于1倍的像素时钟速率；

当编码方式为4：4：4时30的RGB时，字符速率等于1.25倍的像素时钟速率；

当编码方式为4：4：4时36的RGB时，字符速率等于1.5倍的像素时钟速率；

当编码方式为4：4：4时48的RGB时，字符速率等于2倍的像素时钟速率；

像素时钟速率（Pixel Clock Rate)视频时钟中的像素传输脉冲。当像素复制有效时也包括复制像素（比如，480p的单像素复制会产生一个54M的像素时钟）

 

当TMDS_Bit_clock_Ratio为1时，说明接收到的HDMI字符速率在大于340 Mcsc，这时实际的TMDS_CLK时钟是字符速率的四分之一，所以程序提供的计算

字符速率的方法是：

assign measure_for_compare = TMDS_Bit_clock_Ratio? {measure[21:0], 2'b00} : measure;当TMDS_Bit_clock_Ratio为1时说明，字符速率

大于340Mcsc,字符速率= TMDS_CLK*4。

 

（详细可以参考HDMI2.0规格书的 6 Link Layer）

 

2、cdr_clk时钟的确定

cdr_clk时钟频率做为PMA部分中CDR的参考时钟，该时钟的大小与线速率有关的，如下图中的设置部分，设置Date Rate =6000Mbps,

cdr参考时钟频率为600M,而PAM与PCS之间的接口位宽为20。查看CDR的内部结构可以知道，CDR其实也是一个PLL，输出为高速串行时钟，该

高速串行时钟频率就是6000M,也就是说cdr对时钟进行了10倍频。当然如果cdr参考时钟为300M也是可以的，这样CDR就是进行20倍倍频，所以

CDR的参考时钟与ls_clk的时钟不是很明显，但是PCS部分接口位宽与线速率的倍数关系，刚好是串行时钟与ls_clk之间的关系。也就是说，

6000M/20=300M就是ls_clk的频率。但也有例外就是因为GXB只能接收1Gbps以前的数据速率，当数据速率低于1Gbps时要对数据进行过采样，

过采则要由CDR参考时钟及PLL配置来决定，举例说明：如果速率为500Mbps,参考时钟为500M,要满足不小于1Gbps的要求，则要把PLL倍频到1G

以前这里以1.5G为例，也就是PLL要三倍频，这样采到的串行数据是1.5Gbps,串转并以后，1.5G/20 = 75M，这个时钟就rx_clk的时钟，但不是

ls_clk的时钟，因为ls_clk对应的是实际的链路时钟，实际的链路上是500Mbps/20= 25M，也就是串转并之后再进行去过采样的结果。

 

 

 4、ls_clk与vid_clk时钟的确定

（以单字符为例）ls_clk 对应的是执行 TMDS 和 TERC4 编码的时钟，ls_clk也是连接到收发器输出时钟。TMDS和TERC4是把8位编码

成10位的过程，vid_clk是像素时钟，对应的字符位宽可能有8位，10位，12位及16位种，而ls_clk是链路时钟，链路上数据位宽固定，只

能是10位，所以如果字符是8位的，那么相应的ls_clk和vid_clk时钟是1：1的速率关系；如果字符是10位的，把10位编码后的位宽自然也

大于10位，所以ls_clk的速率相应要提高，这时ls_clk和vid_clk关系比值为10：8（5：4），同样如果像素是12位和16位的话，相应的

ls_clk和vid_clk的速率关系是12：8(3:2),16:8(2:1)。

因为HDMI IP处理是per clock 2 Symbols。所以个人认为ls_clk相对于tmds_clk在速率上又要降一半。vid_clk是像素时钟，

每时钟 1 个字符模式=视频像素时钟，每时钟 2 个符号的模式=像素时钟的一半，每时钟 4 个符号的模式=像素时钟的 1/4 

 

DIM	TMDS_Bit_clock_Ratio	TMDS_CLK	CDR_CLK	LS_CLK （2symbol）	VID_CLK (2symbol)
8bpc 4k60fps	1	148.5	594	297	297
12bpc 4K30FPS	1	111.375	445.5	222.75	148.5
8bpc 4K30FPS 4K25fps 4k24fps 4k23fps 4k29fps	0	297	297	148.5	148.5
12bpc 1080p60fps	0	222.75	222.75	111.375	74.25
8bpc 1080P60fps, 1080p50fps	0	148.5	148.5	74.25	74.25
12bpc 1080p30fps 1080p24fps 1080p25fps 720p60fps 720p50fps	0	111.375	111.375	55.6875	37.125
8bpc 1080p30fps 1080p24fps 1080p25fps 720p60fps 720p50fps	0	74.25	371.25 (像素复制5倍) 74.25*5	37.125	37.125
8bpc 720p30fps	0	37.125	185.625	18.625	18.625
12bpc 720p30fps	0	55.6875	278.4375	27.9375	18.625
8bpc 720x576,50fps 720x480,60fps	0	27	135	13.5	13.5
12bpc 720x480,60fps	0	40.5(27*1.5)	202.7276(40.5*5)	10.125	13.5