專利名稱：一種vga信號轉hdmi信號轉換器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于多媒體技術領域，涉及一種VGA信號轉HDMI信號轉換器，尤其涉及一種自動識別顯卡分辨率和自帶HDCP信息處理的VGA信號轉HDMI信號轉換器。
背景技術：
目前隨著帶有高清數字接口的電視迅速普及，多媒體音視頻領域快速發展，越來越多的需要將視頻信號從帶有VGA輸出接口的電腦主機、筆記本電腦、家庭DVD、家庭游戲機等設備鏈接到大屏幕電視機、投影機等高清顯示設備上，現有的一些轉換器在轉換時會對某些顯卡的產生不兼容現象，不同顯卡的分辨率在轉換時存在著盲區問題，因此需要研發了一種可自動識別顯卡分辨率信息并與之相匹配的轉換器。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀，提供一種VGA信號轉HDMI信號的轉換器，本轉換器著重解決了不同顯卡分辨率的識別，更好的進行了信號校正和轉換，主要采用了外 置存儲常見顯卡的參數特征來進行自動辨識和校正的方法，很好的解決了某些顯卡的分辨率轉換的盲區問題。本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種VGA信號轉HDMI信號轉換器，其特征在于，包括模擬VGA視頻信號輸入、模擬音頻信號輸入、TMDS差分信號輸出、視頻信號轉換模塊、音頻信號轉換模塊、HDMI視頻格式轉換及HDCP解碼模塊和儲存信號處理器，所述的模擬音頻信號輸入和HDMI視頻格式轉換及HDCP解碼模塊連接，HDMI視頻格式轉換及HDCP解碼模塊與TMDS差分信號輸出連接，所述的視頻信號轉換模塊包括嵌位控制器、視頻自動增益控制器、模數轉換器、視頻捕捉器以及色彩轉換器，所述的嵌位控制器、模數轉換器和視頻自動增益控制器依次循環連接，嵌位控制器與模擬VGA視頻信號輸入連接，模數轉換器與視頻捕捉器連接，視頻捕捉器通過色彩轉換器與HDMI視頻格式轉換及HDCP解碼模塊連接，所述的儲存信號處理器在檢測到有模擬VGA視頻信號輸入時通過I2C數據總線總線配置視頻信號轉換模塊和HDMI視頻格式轉換及HDCP解碼模塊相應的設置，使TMDS差分信號輸出最優化。為優化上述方案采取的措施具體包括:在上述的一種VGA信號轉HDMI信號轉換器中，所述的模擬VGA視頻信號輸入主要包括3路模擬輸入的RGB信號、行同步信號以及垂直同步信號，所述的3路模擬輸入的RGB信號輸入到嵌位控制器、模數轉換器和視頻自動增益控制器中，并經視頻自動增益控制器程控增益、鎖相環以及嵌位控制后將VGA模擬輸入的RGB信號轉換為8位數字信號，所述的行同步信號以及垂直同步信號經同步處理和時鐘產生后與轉換后的8位數字信號一起輸送到視頻捕捉器上。在上述的一種VGA信號轉HDMI信號轉換器中，所述的音頻信號轉換模塊包括低頻濾波器、音頻自動增益控制器、數字抽選過濾器、高通濾波器以及音頻信號捕捉器，所述的模擬音頻信號輸入與低頻濾波器連接，音頻自動增益控制器循環連接在低頻濾波器上，低頻濾波器、數字抽選過濾器、高通濾波器依次連接，所述的高通濾波器輸出音頻串行信號到音頻信號捕捉器上，音頻信號捕捉器與HDMI視頻格式轉換及HDCP解碼模塊連接。在上述的一種VGA信號轉HDMI信號轉換器中，該轉換器還包括用于存放顯卡參數信息的串行外部儲存器，視頻信號轉換模塊具有視頻模數轉換串行寄存器，HDMI視頻格式轉換及HDCP解碼模塊具有HDMI配置寄存器，所述的串行外部儲存器與儲存信號處理器連接，視頻模數轉換串行寄存器與HDMI配置寄存器均雙向連接到儲存信號處理器上。與現有技術相比，本實用新型的優點在于:1、具有自動識別顯卡參數、自動識別相應分辨率的功能，解決了分辨率識別問題的功能，將模擬輸入轉換為數字輸出時可達到150MSPS，因此可支持1080P視頻格式輸出；2、自帶模數轉換自動補償功能可有效抑制色彩非平衡抖動以及錯配；3、完全遵從HDMI1.3和HDCP1.1，并且向后兼容DVI1.0,除了支持諸多格式，本芯片還可最多支持8路24位采樣192KHz速率的I2S數字音頻信號，另外還支持高達192kHz的SA3DIF輸入信號，本轉換器配置了 HDCPR0M，從而確保數字信號的安全傳輸；4、轉換器前端可支持長達15m的VGA信號輸入，后端可支持長達15m的HDMI高清數字信號輸出。

圖1是本VGA信號轉HDMI信號轉換器的工作連接圖；圖2是本VGA信號轉HDMI信號轉換器的工作原理圖3是本VGA信號轉HDMI信號轉換器的外形結構不意圖。
具體實施方式
以下是本實用新型的具體實施例并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步的描述，但本實用新型并不限于這些實施例。圖中，模擬VGA視頻信號輸入I ;模擬音頻信號輸入2 ；TMDS差分信號輸出3 ;視頻信號轉換模塊4 ;音頻信號轉換模塊5 ；HDMI視頻格式轉換及HDCP解碼模塊6 ;儲存信號處理器7 ;嵌位控制器8 ;視頻自動增益控制器9 ;模數轉換器10 ;視頻捕捉器11 ;色彩轉換器12 ;低頻濾波器13 ;音頻自動增益控制器14 ;數字抽選過濾器15 ;高通濾波器16 ;音頻信號捕捉器17 ;串行外部儲存器18 ;視頻模數轉換串行寄存器19 ；HDMI配置寄存器20。如圖1、圖2以及圖3所示，本VGA信號轉HDMI信號轉換器，包括模擬VGA視頻信號輸入1、模擬音頻信號輸入2、TMDS差分信號輸出3、視頻信號轉換模塊4、音頻信號轉換模塊5、HDMI視頻格式轉換及HDCP解碼模塊6和儲存信號處理器7，模擬音頻信號輸入2和HDMI視頻格式轉換及HDCP解碼模塊6連接，HDMI視頻格式轉換及HDCP解碼模塊6與TMDS差分信號輸出3連接，模擬VGA視頻信號輸入I主要包括3路模擬輸入的RGB信號、行同步信號以及垂直同步信號，這里前端的視頻信號轉換模塊4主要采用CAT9883C芯片，通過CAT9883C芯片將VGA模擬輸入的RGB信號轉換為相應的8位數字信號，特別指出它將模擬輸入轉換為數字輸出時可達到150MSPS，因此可支持1080P視頻格式輸出。視頻信號轉換模塊4 (CAT9883C芯片)包括嵌位控制器8、視頻自動增益控制器9、模數轉換器10、視頻捕捉器11以及色彩轉換器12，嵌位控制器8、模數轉換器10和視頻自動增益控制器9依次循環連接，嵌位控制器8與模擬VGA視頻信號I輸入連接，模數轉換器10與視頻捕捉器11連接，視頻捕捉器11通過色彩轉換器12與HDMI視頻格式轉換及HDCP解碼模塊6連接，這里CAT9883C芯片集成了 3個可程控增益、鎖相環以及嵌位控制和具有補償性能的模數轉換器10 ;因此芯片自帶模數轉換自動補償功能可有效抑制色彩非平衡抖動以及錯配，HDMI視頻格式轉換及HDCP解碼模塊6是采用芯片CAT6611，其為一款高性能低成本的HDMI格式轉換器，完全遵從HDMI1.3和HDCP1.1，并且向后兼容DVI1.0。儲存信號處理器7采用CS8955F芯片，儲存信號處理器7在檢測到有模擬VGA視頻信號輸入I時通過I2C數據總線總線配置視頻信號轉換模塊4和HDMI視頻格式轉換及HDCP解碼模塊6相應的設置，使TMDS差分信號輸出3最優化。3路模擬輸入的RGB信號輸入到嵌位控制器8、模數轉換器10和視頻自動增益控制器9中，并經視頻自動增益控制器9程控增益、鎖相環以及嵌位控制后將VGA模擬輸入的RGB信號轉換為8位數字信號，行同步信號以及垂直同步信號經同步處理和時鐘產生后與轉換后的8位數字信號一起輸送到視頻捕捉器11上。音頻信號轉換模塊5采用CS5340芯片可以實現將模擬音頻信號轉換為相應的I2S數字信號，可最多支持8路24位采樣192KHz速率的I2S數字音頻信號，音頻信號轉換模塊5 (CS5340芯片)主要包括低頻濾波器13、音頻自動增益控制器14、數字抽選過濾器15、高通濾波器16以及音頻信號捕捉器17，模擬音頻信號輸入2與低頻濾波器13連接，音頻自動增益控制器14循環連接在低頻濾波器13上，低頻濾波器13、數字抽選過濾器15、高通濾波器16依次連接，所述的高通濾波器16輸出音頻串行信號到音頻信號捕捉器17上，音頻信號捕捉器17與HDMI視頻格式轉換及HDCP解碼模塊6連接。該轉換器還包括用于存放顯卡參數信息的串行外部儲存器18，視頻信號轉換模塊4具有視頻模數轉換串 行寄存器19，HDMI視頻格式轉換及HDCP解碼模塊6具有HDMI配置寄存器20，串行外部儲存器18與儲存信號處理器7連接，視頻模數轉換串行寄存器19與HDMI配置寄存器20均雙向連接到儲存信號處理器7上。本VGA信號轉HDMI信號轉換器的工作原理如下:前端CAT9883C芯片視頻信號轉換模塊4解決將輸入模擬視頻信號轉換為高精度數字信號；CS5340芯片一音頻信號轉換模塊5實現將模擬音頻信號轉換為相應的I2S數字信號；CAT6611芯片HDMI視頻格式轉換及HDCP解碼模塊6將數字音視頻信號生成HDMI格式的數字信號；串行外部儲存器18解決顯卡參數信息的內容存放，當檢測到有模擬VGA視頻信號輸入I時，CS8955F芯片儲存信號處理器7負責自動識別信號的輸入發出命令信息給予信號指示，并通過I2C總線校驗串行外部儲存器18內相應的顯卡參數信息，并通過I2C總線配置CAT9883C芯片中視頻模數轉換串行寄存器19的和CAT6611芯片中HDMI配置寄存器20的相應設置，使工作最優化，使之TMDS差分信號輸出3最優化，TMDS差分信號輸出3包括輸入的“ + ”和信號，在布線時需考慮高頻信號傳輸特性，作相應的地包絡處理，信號傳輸線需滿足阻抗匹配的要求，信號發送強度符合相應的電磁兼容國際標準。本VGA信號轉HDMI信號轉換器按以上設計后可以得到下列技術指標:1、支持 HDMI1.3 規范，兼容 HDMI1.1，HDCP1.1 和 DVI1.0 規范；[0029]2、支持像素頻率65MHz到165MHz ；其中DTV 分辨率支持:480i, 576i, 480p, 576p, 720p, 1080i, 1080p ；計算機分辨率支持:VGA, SVGA, XGA, SXGA, UXGA 等。3、支持數字視頻標準:24-bit RGB/YCbCr4:4:4 ；16/20/24-bit YCbCr4:2:2 ；8/10/12-bit YCbCr4:2:2(CCIR-656)；12-bit double 數據速率接口 ；4、支持數字音頻接口:音頻采樣頻率支持32 192KHZ ；采樣長度:16 24位；5、高達4個I2S接口，支持8通道音頻信號；6.兼容 IEC60958 和 IEC61937 標準；7.集成了預編程的HDCP的密匙集；8、外置了可存儲校驗的顯卡參數信息；9、純硬件HDC P ENGINE增加了運行的魯棒性和安全性；10、具有對輸入信號和輸出實時監視的功能。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神所定義的范圍。
權利要求1.一種VGA信號轉HDMI信號轉換器,其特征在于,包括模擬VGA視頻信號輸入(I)、模擬音頻信號輸入(2)、TMDS差分信號輸出(3)、視頻信號轉換模塊(4)、音頻信號轉換模塊(5)、HDMI視頻格式轉換及HDCP解碼模塊(6)和儲存信號處理器(7)，所述的模擬音頻信號輸入(2)和HDMI視頻格式轉換及HDCP解碼模塊(6)連接，HDMI視頻格式轉換及HDCP解碼模塊(6)與TMDS差分信號輸出(3)連接，所述的視頻信號轉換模塊(4)包括嵌位控制器(8)、視頻自動增益控制器(9)、模數轉換器(10)、視頻捕捉器(11)以及色彩轉換器(12)，所述的嵌位控制器(8)、模數轉換器(10)和視頻自動增益控制器(9)依次循環連接，嵌位控制器(8)與模擬VGA視頻信號輸入(I)連接，模數轉換器(10)與視頻捕捉器(11)連接，視頻捕捉器(11)通過色彩轉換器(12)與HDMI視頻格式轉換及HDCP解碼模塊(6)連接，所述的儲存信號處理器(7)在檢測到有模擬VGA視頻信號輸入(I)時通過I2C數據總線總線配置視頻信號轉換模塊(4)和HDMI視頻格式轉換及HDCP解碼模塊(6)相應的設置，使TMDS差分信號輸出(3)最優化。
2.根據權利要求1所述的一種VGA信號轉HDMI信號轉換器，其特征在于，所述的模擬VGA視頻信號輸入(I)主要包括3路模擬輸入的RGB信號、行同步信號以及垂直同步信號，所述的3路模擬輸入的RGB信號輸入到嵌位控制器(8)、模數轉換器(10)和視頻自動增益控制器(9)中，并經視頻自動增益控制器(9)程控增益、鎖相環以及嵌位控制后將VGA模擬輸入的RGB信號轉換為8位數字信號，所述的行同步信號以及垂直同步信號經同步處理和時鐘產生后與轉換后的8位數字信號一起輸送到視頻捕捉器(11)上。
3 .根據權利要求1或2所述的一種VGA信號轉HDMI信號轉換器，其特征在于，所述的音頻信號轉換模塊(5)包括低頻濾波器(13)、音頻自動增益控制器(14)、數字抽選過濾器(15)、高通濾波器(16)以及音頻信號捕捉器(17)，所述的模擬音頻信號輸入(2)與低頻濾波器(13)連接，音頻自動增益控制器(14)循環連接在低頻濾波器(13)上，低頻濾波器(13)、數字抽選過濾器(15)、高通濾波器(16)依次連接，所述的高通濾波器(16)輸出音頻串行信號到音頻信號捕捉器(17)上，音頻信號捕捉器(17)與HDMI視頻格式轉換及HDCP解碼模塊(6)連接。
4.根據權利要求3所述的一種VGA信號轉HDMI信號轉換器,其特征在于，該轉換器還包括用于存放顯卡參數信息的串行外部儲存器(18)，視頻信號轉換模塊(4)具有視頻模數轉換串行寄存器(19)，HDMI視頻格式轉換及HDCP解碼模塊(6)具有HDMI配置寄存器(20)，所述的串行外部儲存器(18)與儲存信號處理器(7)連接，視頻模數轉換串行寄存器(19)與HDMI配置寄存器(20)均雙向連接到儲存信號處理器(7)上。
專利摘要本實用新型屬于多媒體技術領域，提供了一種VGA信號轉HDMI信號轉換器，包括模擬VGA視頻信號輸入、模擬音頻信號輸入、TMDS差分信號輸出、視頻信號轉換模塊、音頻信號轉換模塊、HDMI視頻格式轉換及HDCP解碼模塊和儲存信號處理器等。本實用新型的主要優點在于著重解決了不同顯卡分辨率的識別，更好的進行了信號校正和轉換，主要采用了外置存儲常見顯卡的參數特征來進行自動辨識和校正的方法，很好的解決了某些顯卡的分辨率轉換的盲區問題，自帶模數轉換自動補償功能可有效抑制色彩非平衡抖動以及錯配。
文檔編號G09G5/00GK203104645SQ20132014916
公開日2013年7月31日 申請日期2013年3月28日 優先權日2013年3月28日
發明者李志平, 趙曉青, 劉立輝 申請人:浙江一舟電子科技股份有限公司