高带宽数字内容保护技术接收端的研究与设计

摘要 研究了高带宽数字内容保护技术的接收端设计。分析讨论了HDCP接收端的基本结构以及实现接收端的设计方法，其中包括数据加密、控制器、寄存器、I2C接口共4个子模块的设计。HDCP是一个内嵌在数字电视接口或高清晰度多媒体接口芯片中的IP核模块。将HDCP集成在DVI＼HDMI接口芯片中，可以保证视频数据在视频设备间传输的合法性、保密性且不被窃取。
关键词 HDCP；接收端；高带宽

高清视频信号是一种典型的可以从一个系统传输到DVI＼HDMI接口的信号。这些接口能保证传递的视频图像保持原本的质量，因此可以获得更多的终端用户，但对于企业来说，同时会出现更多没有经过授权和非法复制传输的风险。
传统的知识版权保护技术仅仅能够保护已经存储在某种介质上的数据，但是高清视频信号仍然能够通过DVI＼HDMI之类的数字接口进行传输，为了解决这个问题，HDCP就应运而生。HDCP是一个基于数据加密和授权验证的内容保护系统。图1描述了HDCP在数字视频信号的发射端和接收端系统中的角色。

为解决速度和功耗的问题，使用最小差分信号传输(Transition Minimized Differential Signaling，TMDS)来传输信号。在DVI和HDMI里都有一个为控制在发送端与接收端信息交换的通道，这个通道类似于显示器数据通道(Display Data Channel，DDC)。

1 HDCP接收端的结构
图2描述了HDCP接收端的基本结构。HDCP接收端有2个通信模块：HDCP发送端位于HDMI＼DVI接收端芯片的外部；而接收端位于HDMI＼DVI接收端芯片的内部。

HDCP发送端通过I2C总线发送授权认证信号给接收端。HDMI接收端接口通过HDCP控制寄存器的更新来发出操作指令，从而控制HDCP接收端的状态，以及提供必要的信息HDCP接收端知道工作在视频传输的阶段，从HDMI接口接收到解密信息并发送回去。