楊靜遠 陳陽陽 徐雨婷 韓冬傲

【摘要】 本論文設計開發(fā)了一款基于IEC視頻測試的信號源。該信號源主要是為了滿足IEC動態(tài)視頻測試的需求，并且與現(xiàn)有實驗平臺完美兼容。提供LVDS、VGA、HDMI和DVI等主流視頻接口，可顯示640×480到1920×1080區(qū)間范圍內的14種主流顯示分辨率，具備豐富的二次開發(fā)能力。

【關鍵詞】 數(shù)字電視 信號源 IEC動態(tài)視頻 低壓差分信號

數(shù)字電視的播放清晰度很高，并且能與用戶進行交互式的多媒體操作，給用戶帶來超越畫面的體驗，已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的模擬電視[1]。數(shù)字電視的發(fā)展離不開高質量的高清數(shù)字視頻信號，人們對高清數(shù)字視頻信號的需求越來越大，要求越來越高，對高清數(shù)字視頻信號源的研究正逐漸滲透到我們的生活和研究中。本文設計并實現(xiàn)了一款基于IEC視頻測試的信號源，對信號源的各項指標、硬件組成、軟件環(huán)境進行了詳細的描述，并對實驗效果進行了展示。

一、信號源開發(fā)設計

現(xiàn)在實驗室普遍使用的信號源為VG871信號源，其最大的短板是不能播放視頻文件。在IEC的電視能效評價體系中，動態(tài)視頻測試是一個關鍵測試項目。這組信號是IEC通過測試5個國家的 40h黃金時段的電視節(jié)目后經(jīng)過統(tǒng)計得出的。IEC視頻具有典型的代表性，已經(jīng)是相關技術所通用的標準測試視頻[2]。

現(xiàn)在市面上已經(jīng)有很多高清播放器，就用戶體驗來說，VG871完全不如市面上的主流高清播放器，尤其是不能播放視頻文件，但它的最大優(yōu)勢是可以提供LVDS視頻接口。LVDS （ Low Voltage Differential Signaling ） 是一種低壓差分信號技術，它的視頻信號是在一對信號線上差分傳輸?shù)?，速度能達到幾百Mbps，其驅動電壓和驅動電流都比較低，具有良好的低噪聲和低功耗性能[3]。對于FPGA軟件編程而言，LVDS使用方便、簡單。在Xilinx的基本元件庫中，已為LVDS接口集成許多不同類型的元件，在應用中只要選擇恰當?shù)脑纯?。實驗室進行數(shù)字顯示驅動系統(tǒng)的研究，純凈的視頻源信號必不可少。通過信號轉換板傳輸進來的信號都是經(jīng)過處理的，由于這些技術有專利保護，我們無法得知視頻信號經(jīng)過哪些處理，而LVDS的傳輸協(xié)議技術參數(shù)是完全公開的。因此，開發(fā)一款不僅具有市面上主流高清信號源的功能而且能提供LVDS接口的信號源已經(jīng)迫在眉睫。本文開發(fā)的信號源應該滿足如下技術要求：實現(xiàn)640×480——1920×1080區(qū)間范圍內的各種主流顯示分辨率，包括LVDS、VGA、HDMI和DVI等主流視頻接口，全平臺多媒體顯示，并且具有良好的經(jīng)濟性、擴展性和舒適性。

二、 信號源硬件選型及組裝

硬件選型決定了信號源的基礎結構和基本功能，硬件的性能好壞直接決定了信號源的性能好壞。由于本信號源必須滿足當前主流的1920×1080的全高清分辨率，其LVDS輸出端口為雙路48位，因此硬件選型的關鍵是找到一款支持48位LVDS輸出端口的主板。通過對市面上眾多主板的調研，本文最終選取英特爾公司的Intel GM45 Socket P Core 2 Duo Mobile CPU Mini ITX型號主板作為信號源主板。選用這款主板再搭配CPU、內存、硬盤、機箱和電源等配件就可以完成IX45GM信號源的硬件組裝。

三、內置分辨率修改

通過合適的硬件搭配，IX45GM信號源已經(jīng)在各項參數(shù)上基本滿足了設計要求，但一個致命的問題是該顯卡并不支持1920×1080、1366×768和852×480這三個主流寬屏高清電視顯示分辨率。本文通過對主板VBIOS信息的修改，成功將三種分辨率信息添加進去。具體操作步驟如下所述。

3.1 VBIOS數(shù)據(jù)文件刷新

Inter BMP軟件是英特爾公司專門開發(fā)的一款對BIOS信息進行可視化修改的軟件。使用BMP軟件打開相應的dat數(shù)據(jù)文件以及bsf腳本文件后，對相應的總體信息和時序信息進行修改就能添加任意格式的分辨率進去。通過實驗得到的三種分辨率時序信息如表 1所示。

3.2生成rom文件

mmtool軟件是一款刷寫B(tài)IOS信息的軟件。我們打開mmtool軟件，先將原有的rom文件Load進來，用修改后的dat文件替換邏輯地址為000C0864和0005290C的兩項。然后導出生成新的VBIOS的rom文件。

3.3改寫B(tài)IOS選項

由于在VBIOS信息的刷寫中造成了BIOS菜單中分辨率顯示選項和實際的顯示分辨率不相符。經(jīng)過大量的實驗，我們找到了兩者之間的對應關系。并用AMIBCP軟件修改BIOS的顯示選項。

3.4刷寫VBIOS

由于該款主板采用的是AMI公司的BIOS，所以選擇AFUDOS工具來刷寫VBIOS。

經(jīng)過分辨率修改后的IX45GM信號源在BIOS選項菜單中可以實現(xiàn)640×480——1920×1080區(qū)間范圍內的各種主流顯示分辨率，在各種分辨率下播放視頻完全正常。

四、總結及展望

本文設計完成的信號源滿足計算機、高清電視和投影等多平臺的顯示需求，提供LVDS、VGA、HDMI和DVI等主流視頻接口，可顯示640×480到1920×1080區(qū)間范圍內的14種主流顯示分辨率，具備豐富的二次開發(fā)能力。

本文設計開發(fā)的基于IEC視頻測試的信號源接口種類很全面但是同類接口數(shù)量有限，因此不能滿足多屏同時比對實驗的需求?？梢匝芯亢烷_發(fā)信號分接板，實現(xiàn)同一類型輸出信號的多路輸出。

參 考 文 獻

[1] Salmon R. The Changing World of TV Display - CRTs Challenged by Flat-panel Displays[R]. EBU Technical Review. 2004： 1-9.

[2] 丁沭沂，李馳.平板顯示技術的現(xiàn)狀與展望[J].電腦知識與技術.2010，34：9854-9856.

[3]黃錫珉.平板顯示技術的發(fā)展[J].液晶與顯示，2002，17（5）：317-322.