HDMI芯片中的音频信号处理及实现

摘要

随着高清多媒体时代的到来，在消费者需求的推动下，HDMI高清多媒体接口日益普及，应用领域也在不断扩展，值此快速发展的契机下，本文依据最新的HDMI1．3a规范，进行高清多媒体接口芯片的设计。 首先，彻底分析了整个接口的组成以及所采用的TMDS传输原理，详细讨论了其工作过程，具体研究了HDMI中的数据包，从它的定义及结构，各种音频格式的构成和数据的影射存放，到数据的封包传送，涉及到音频采样时钟的恢复和重建、音频采样率的要求，并给出了音频数据传递通道模块图。 其次，在对音频数据捕捉模块进行研究分析的基础上，根据I2S Specifications及IEC60958、IEC61937标准，利用硬件描述语言Verilog HDL设计了音频接收模块，成功实现了对I2S、S/PDIF音频数据的捕获，且用ModelSim功能仿真工具进行了仿真分析。 最后，对其中数据岛周期必须用到的纠错编解码模块ECC进行了研究，分析并成功的找到了BCH（64，56）、BCH（32，24）的码源，探究了其规范中给出的生成多项式g（x），并找到了其本原多项式，参照达到Abramson强界的循环码要求，得出此码是达到Abramson强界的系统循环码Abramson（127，119）经过缩短后形成的，分别缩短了63位和95位。据此根据Abramson码进行捕错译码电路设计，寻找校正子对应的差错图样，然后进行译码纠正，提出了切实可用的纠错编码电路和译码电路，并进行了仿真分析，能够正确的实现编码及译码。

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第一章绪论

1.1课题研发背景及意义

1.2国内外研究状况及发展趋势

1.3具体完成的内容

第二章HDMI基本工作原理

2.1 TMDS传输机制

2.2操作模式

2.2.1控制周期

2.2.2视频数据周期

2.2.3数据岛周期

2.3编码传送

第三章HDMI音频通道数据处理及传输通路

3.1数据岛数据包定义

3.2音频采样时钟的捕获和重建

3.3音频采样率的要求

3.4音频数据封包传送

3.5音频数据传输通路

第四章音频接收模块设计

4.1 I2S音频接收模块设计

4.1.1 I2S音频总线

4.1.2 I2S时序要求

4.1.3 I2S接收模块设计

4.2 S/PDIF音频接收模块设计

4.2.1 S/PDIF简介

4.2.2 IEC 60958与IEC 61937数据格式

4.2.3双相符号编码

4.2.4 S/PDIF接收模块设计

第五章 数据岛ECC纠错编解码模块设计

5.1 BCH(64,56)与BCH(32,24)码源分析

5.1.1循环码

5.1.2 BCH码

5.1.3 Abramson码

5.2 BCH编码电路设计

5.3 BCH译码电路设计

5.3.1校正子

5.3.2循环码译码

5.3.3译码实现及仿真分析

第六章结束语

致谢

参考文献