01
HDMI概述
HDMI标准演进（1.0到2.1）· 接口类型A/B/C/D/E · TMDS编码原理 · 与DP/VGA对比
基础协议
02
HDMI硬件接口
连接器引脚定义 · TMDS差分对 · DDC通道(I2C) · CEC/ARC/HEC · ESD保护
硬件接口
03
FPGA开发板选型
主流厂商(Xilinx/Altera/Lattice) · 开发板推荐(Zynq/Artix/Cyclone) · 资源评估
选型平台
04
开发环境搭建
Vivado/Quartus安装 · HDMI IP授权 · ModelSim/VCS仿真 · Git版本管理
工具环境
05
HDMI物理层设计
PCB差分走线 · 100Ω阻抗匹配 · 等长布线 · AC耦合电容 · 连接器焊接
PCB硬件
06
TMDS编码器实现
8b/10b编码 · DC平衡 · Verilog实现 · 仿真验证 · 资源占用分析
编码Verilog
07
TMDS解码器实现
时钟恢复(CDR) · Comma检测 · Verilog解码 · 误码率测试
解码时钟
08
HDMI时钟生成
PLL配置 · 像素时钟(480p/720p/1080p/4K) · MMCM · 抖动分析
时钟PLL
09
视频时序生成
VESA标准 · 行场同步 · 消隐区计算 · DE信号 · 自定义分辨率
时序视频
10
HDMI发送控制器
发送状态机 · 数据打包 · Data Island/Video/Control · 音频插入
控制器发送
11
HDMI接收控制器
接收状态机 · 同步锁定 · 数据解包 · EDID读取 · HDCP握手
接收状态机
12
EDID编程
128字节结构 · 时序参数 · 物理地址 · 扩展块 · 自定义EDID
EDIDI2C
13
I2C控制器实现
I2C协议 · 主从模式 · 多字节读写 · 时钟拉伸 · Verilog实现
I2C通信
14
DDR3/DDR4帧缓存
MIG IP配置 · AXI4接口 · 读写仲裁 · 帧缓冲管理 · 带宽计算
DDR存储
15
视频缩放引擎
双线性插值 · 缩放系数 · 行缓冲 · 边界处理 · 实时缩放
缩放算法
16
色彩空间转换
RGB ↔ YCbCr · 色度子采样(4:4:4/4:2:2/4:2:0) · 色彩矩阵 · 色深
色彩转换
17
HDMI音频嵌入
采样率32k-192k · 音频数据包 · I2S接口 · 音频时钟再生 · 多通道
音频嵌入
18
HDMI显示测试
彩条生成 · 棋盘格 · 灰阶测试 · 分辨率测试图 · 运动测试
测试图案
19
HDMI环路输出
输入到输出直通 · 帧缓存延迟 · 同步处理 · 多显示器级联 · 延迟分析
环路直通
20
多分辨率自适应
EDID解析 · 时序切换 · PLL重配置 · 无缝切换 · 热插拔检测
自适应分辨率
21
HDMI 2.0特性
FRL模式 · 6Gbps速率 · HDR支持 · 动态元数据 · eARC
2.0高速
22
HDCP加密
协议栈 · 密钥管理 · 认证流程 · 加密引擎 · 合规性测试
加密HDCP
23
FPGA与ARM协同
Zynq PS-PL通信 · AXI DMA · 中断处理 · Linux驱动 · 裸机程序
ZynqARM
24
性能优化
流水线设计 · 时序收敛 · 资源复用 · 功耗优化 · 散热设计
优化时序
25
调试技巧
ChipScope/ILA · 逻辑分析仪 · 眼图测试 · 信号完整性 · 故障排查
调试测试
26
项目实战1：1080p60采集卡
输入采集 + 帧缓存 + USB传输
实战采集
27
项目实战2：4K视频墙
多路输入拼接 + 缩放 + 输出
实战视频墙
28
项目实战3：OSD叠加
字符叠加 + 图层混合 + 透明度控制
实战OSD
29
项目实战4：延迟测试仪
输入输出延迟测量 + 统计 + 显示
实战测量
30
项目总结与进阶
FAQ · 设计规范 · 开源推荐 · 职业发展路径
总结进阶