高清晰度多媒体接口(HDMI)在雷达中的运用研究

摘要：由于HDMI是数字方式传输，它可以从根本上解决现行的机载雷达采用电视体制的PAL制或VGA制式的模拟信号在用于液晶显示时的要经历先D／A后A／D的变换所带来的损失，因此，提出用该种显示方式用于机载雷达的显示，此方法可大幅度地提高分辨率且无传输和变换损耗，本设计使用SiI9134为接口器件，数字视频形成电路由FPGA构成，实验证明此设计稳定可靠，完全可以达到产品要求。
关键词：HDMI接口；VGA；机载雷达；FPGA；最小化传输差分信号(TMDS)

本世纪以来，LCD、LED等数字显示设备，由于它具备了许多不可多得的优点，因此在国民经济的诸多方面有了全面的应用，在军用雷达方面，这方面的需求尤为突出，由于雷达与显示设备之间都是通过PAL制视频信号或类似于计算机的模拟VGA接口形式进行视频图像传输，而雷达内部以数字方式生成的显示图像信息，模拟信号通过电缆传输到数字显示设备中时，在经过D／A和A／D两次转换后，不可避免地造成了一些图像细节的损失。所以为了减少不必要的信息损失，高清晰度多媒体接口(HDMI)由于具有更高的显示分辩率和音频传送功能等特性也被陆续运用到某些雷达中。

1 高清晰度多媒体接口(HDMI)简介
HDMI(High-Definition Multimedia Interface)是高清晰度多媒体接口的英文缩写。HDMI规范可以传输和接收未压缩的数字流的音频／视频标准。它可以将视频和多声道音频组合至单一的数字连接，节省了多条线路连接及相关成本。对于没有音频要求的1080i分辨率显示，HDMI信号传输与DVI是向下兼容的。
HDMI端子可向下兼容DVI，它不但体积更小，传输率高达5 GB／s，并且还符合家用器材影音结合的需求，可以同时传输数字影像与声音信号。在数字影像的部分，HDMI接口支持数字RGB与数字色差两种模式，并且比DVI有更高的画质(12 bit)；在数字声音信号方面，HDMI还可以用来传输包括CD、DVD-Video甚至是DVD-Audi0的两声道、多声道信号(包括192 kHz／24 bit)。
HDMI是基于称为最小化传输差分信号(TMDS)的信号传输技术。TMDS也有类似CML的物理信号传输电平(电流模式逻辑)。图1给出了简化的HDMI链路框图。

HDMI接口是一种带有三个TMDS通道的屏蔽电缆。默认配置是RGB，每个通道传送一种颜色。与DVI不同，HDMI支持亮度及色度的分量(YCbCr 4：4：4和4：2：2)，并通过3个TMDS链路，支持8个音频通道。

2 雷达HDMI输出接口的硬件设计
过去的机载雷达多用PAL制的视频信号或VGA信号作为显示输出信号，在本设计中根据HDMI的有关特性，结合机载雷达的具体需求，设计了如图2所示的HDMI显示系统，其中的HDMI发射芯片是SiI9134。

在本设计中，除了SiI9134和滤波电容和去偶电感外的所有电路都由FPGA构成。本设计选用XILINX公司Virtex-Ⅱ系列的FPGA XC2VP50实现控制和数字逻辑功能。XC2VP50具有16个RocketlO Blocks、2个PowerPC硬核、738 kbits的RAM空间、852个输入输出口的丰富的资源。用其中一个PowerPC硬核(PowerPC405)用来实现视频处理和控制功能。