HDMI Repeater是同时具有HDMI输入和HDMI输出的设备,作为HDMI应用的一个重要领域已被广泛用于A/V接收器等消费类电子设备中。随着HDMI标准由1.2升级到1.3,色深以及带宽的提升和多种先进数字音频的加入将给消费者带来更高质量的感观享受,HDMI Repeater设备的升级由于存在EDID信息的传递以及HDCP Repeater功能等要求,设计难度相比其他HDMI设备将会更大,在芯片选型以及方案制定上也让很多工程师踌躇不定。本文将基于Analogix公司推出的ANX8775和ANX8560两款HDMI 1.3芯片提出一套HDMI 1.3 Repeater系统的可行方案。
ANX8775& ANX8560简介
ANX8775是一款符合HDMI1.3、HDCP1.2标准的接收端芯片,向下兼容HDMI1.2、DVI1.0、HDCP1.1/1.0标准。ANX8560是一款符合同样标准的发送端芯片。ANX8775和ANX8560优异的性能有力地保证了由这两款芯片组建的HDMI Repeater也将表现卓越。其可支持24bit、30bit和36bit三种色
深模式下
1080p@60Hz视频的传输;内置的HDCP Key和硬件HDCP功能,不仅降低了HDCP的应用成本,也提高了HDCP认证的可靠性和稳定性,方案还同时支持HDCP Repeater功能,对整个HDMI传输链路提供完善的内容保护。音频功能方面,SPDIF、I2S、One-Bit Audio三种独立的音频接口为Hi-Fi音频体验者提供了音频处理的便利,另外对High-Bitrate,One-Bit Audio以及Dolby True HD等先进数字音频的支持,让消费者可尽情享受蓝光DVD(Blu-ray)、Super Audio CD等带来的终极听觉盛宴。
HDMI Repeater 系统实现方案
HDMI Repeater作为HDMI信号的中继设备,除了需要实现HDMI信号的接收和信号发送外,还必须考虑到EDID信息解析以及HDCP认证等功能。对于一些具有特殊功能和特定用途的设备还需要针对不同的要求加入一些特定的功能模块,例如A/V接收器设备需要将HDMI上传输的音频信号分离并进行降噪以及放大等处理后单独输出;有些设备需要提供更多的视频输出接口,除去HDMI接口外还需要提供诸如VGA等模拟视频接口,这时需增加视频处理模块,将视频信号分离后做单独处理和数模转换后输出给模拟视频接口。

如图1所示为基于ANX8775与ANX8560的HDMI Repeater系统实现框图,MCU通过I2C总线同时控制ANX8775和ANX8560实现对芯片的配置和中断状态的监测,另外MCU还必须通过I2C总线读写EDID E2PROM。
在Hotplug上,通常发送端以检测到的高电平作为其读取接收端EDID并进入相关配置工作的开始信号,因此一般Hotplug信号在保证硬件上5V电压的同时,需由MCU通过GPIO控制以实现对发送端工作时序的管理。当需要发送端重新读取EDID或重新发起HDCP认证时,可以通过发送一个低电平脉冲给Hotplug来实现。
DMI输入信号由ANX8775接收并解码出数字视频信号、音频信号以及控制信号等,这些信号可以由ANX8560完全接收并编码后由HDMI接口发送出去,同时视频和音频信号也可以分别从中分离出来并做单独的处理后经过模拟接口输出。
EDID解析实现方案
在HDMI 1.3规范中,对于Repeater设备解析EDID信息的处理方式定义了两种:第一种方法是在Repeater设备的本板EDID E2PROM中写入固定的EDID信息,该EDID文件必须包含下游所有设备的支持能力;第二种方法是采用传递的方式,即将下游设备的EDID信息层层传递给发送端设备。

在实际应用中,上面两种方法都不够完善。如果采用第一种解析EDID方法,可能会出现下面几种问题:
1.Repeater EDID中所支持的最佳音视频格式(Preferred Timing)可能与接收端不一致,接收端不能达到最佳效果;
2.目前EDID E2PROM所选容量一般为256B,如果下游设备较多,支持格式也较多,则可能E2PROM容量不足以包含下游所有设备支持能力。
3.在HDMI认证测试的测试项9-5中要求,在Repeater EDID中必须包含下游设备的物理地址(Physical Address),固定EDID文件时,此项要求则不能满足。
如果采用第二种解析EDID的方法,则发送端可以完整读到接收端的EDID信息,上面所提到的问题也可以被轻松解决掉,但新的问题可能又会出现: