摘要
目前，各大显示器生产厂家，为了能给消费者提供更加真实逼真的画面，致力于研究和制造超高清视频信号显示设备。在生产测试中,需要一种可以输出超高清视频信号的视频测试信号源，对显示超高清视频信号的电视机主板进行测试。但是，由于生产视频主板的工厂环境中存在电磁噪声、被迫振动的机械噪声等，这些噪声，特别是较高频率的电磁噪声会使传输的视频信号产生失真。 为了可靠的检测超高清视频处理主板的质量，要求超高清视频测试信号源能稳定、持续的输出超高清视频彩条信号。现有视频信号测试源是通过多片单片机或者多片FPGA实现的，不利于提高集成度。尤其，对HDMI接口的视频信号,都需要外接专用的芯片SIL9134或者SIL9136芯片将并行视频信号转换成通过HDMI接口输出的串行差分信号,也不利于节约成本。 本文设计并实现了一款基于FPGA的超高清彩色视频信号源，克服了现有信号源的弊端。系统采用ARTIX-7系列的XC7A100T芯片作为核心处理器，利用FPGA本身内部的处理单元，产生超高清的RGB三基色信号，经过色空间转换模块，转换为分量YUV信号，送到数据压缩模块处理。压缩后，进行TMDS编码以及并转串，最后输出HDMI接口的串行TMDS信号。本文实现的信号源，通过对超高清视频信号的压缩，降低了设备的传码率，能够稳定、可靠、持续的输出超高清视频彩条信号。同时，在FPGA内部生成了HDMI接口信号，节省视频信号处理专用芯片，降低了设备的成本。 在功能检测方面，本文设计采用IIC通信协议，利用HDMI口的DDC总线，构建起FPGA与下游显示设备的通信，进行数据和密钥的交互通信，完成对下游设备HDCP、EDID功能的检测，方便企业对电视机主板的附加功能测试。 本文设计在ModelSim和示波器的验证和调试下，最终可以实时的在显示设备上显示超高清视频信号以及实时检测下游显示设备的附属功能。
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