现在，系统级芯片(SoC)设计师可以在采用65nm工艺(更新工艺即将推出)的芯片设计中集成高清多媒体接口(HDMI)，从而省去单独的接口芯片以发布可显著降低功耗和节省成本的产品。这些设计不仅用于数字家庭产品，便携式消费电子更是其主要的目标应用。

实际上，最近几年从事新型数字电视的开发的工程师都很熟悉HDMI，作为到目前为止依然很新的音/视频连接方式，HDMI正变得越来越普及。据预测，到2009年，全球将有超过1亿台电视机采用这种连接。最初HDMI被认为是DVD播放机、线缆和卫星电视机顶盒等比较大型的交流供电的家庭影院组件的连接器，而现在越来越多的消费者拥有通过HDMI就可以在电视机上播放高清晰内容的便携式设备。这些应用包括数字视频摄像机、数码相机、带有摄像功能的手机、MP3/便携式媒体播放器等。

MIPS科技公司的新型HDMI1.3TX/RX接口IP(控制器+物理层)能够满足这些新的低功耗便携应用对HDMI接口的要求，使SoC设计人员可在片上集成HDMI接口，而不必使用之前所需的单独IC。

HDMI是一个高清多媒体接口(High-Definition Multimedia Interface)，它可在单个连接器上传送视频、音频、控制信号和备份保护(DRM)。

比起当前在电视机上普遍应用但即将淘汰的模拟连接器，HDMI的性能更加优越。模拟连接器包括分量视频(由红色、绿色和蓝色三个独立插座组成)、S-video(mini-DIN连接器)及合成视频(一个黄色插座)。所有的模拟连接都会因为线缆本身遇到射频和电磁辐射而受到噪声的干扰，这个问题随着传输信号频率的增加会愈发严重；同样在传输高清视频时也存在该问题。

图1：HDMI接口，由HDMI控制器和HDMI物理层组成，可为SoC和其他器件提供若干连接选择。

HDMI的数字技术不像其他接口那么容易受到噪声的干扰，可提供高清源应有的卓越图像质量。它还内置了一个称之为高带宽数字内容保护(HDCP)的数字权限管理拷贝保护系统，支持HDCP的设备才可以播放好莱坞授权的节目内容。利用T_MDS(最小化差分信号传输)数字通信技术，标准HDMI连接器可传输高达1080p分辨率的视频、7.1环绕声的八个独立音频通道，以及可提供远程控制功能(符合HDMIv.1.3规范)的消费电子控制(CEC)通道。对于消费者而言，HDMI提供了很多便利。单个HDMI连接代替了分量视频和立体音频需要的5个独立连接。

HDMI是电视机上最普遍的数字视频接口。与数字视频传输的压缩格式不同，HDMI的非压缩信号对电视本身的信号处理量要求最低。所以与可能需要的其他系统相比，电视制造商的部署成本更低，比如，MPEG-4或H.26?解码。而且，通过传输“原始”画面信息可以保证最高的画面质量，完全摆脱了额外的图像失真。

DisplayPort等竞争技术也具有一些非常类似的功能。最终，还是由电视机制造商来决定他们的设计采用哪种接口，现在(及可预见的未来)他们几乎都投票给HDMI。这并不奇怪，因为HDMI的创始者，包括六大消费电子制造商—日立、索尼、Matsush_ita(松下)、飞利浦、东芝和Thomson等最初开发了该技术，在部署数字视频技术时，突破了好莱坞的拷贝保护障碍。它支持包括Fox、Universal、WarnerBros和Disney在内的主要电影制片公司。

图2：MIPS的HDMI接口。选项A是一个“标准”HDMI接口，而选项B则可提供更简单的集成、更低的功耗和成本及其他定制。

标准的"A型"HDMI连接器体积较大、大约为14毫米宽，主要用于家庭视频和音频设备。这些应用包括DVD播放机和刻录机，以及用于有线电视、卫星电视和网络电视的机顶盒、视频游戏机(Xbox、PlayStation和Wii)、音频/视频接收机(调谐器/放大器)和音/视频处理设备。

2006年推出的一款较小的“C型”HDMI连接器满足了便携式应用的需求。开发一款新型高清摄像机时，如果没有HDMI，就只有把内容先传送到个人电脑或转化为中间格式，否则设计人员就很难让用户看到高清信号内容。尽管大多数的便携摄像机集成了模拟合成或S-video输出，这些只能处理标清视频，而不是高清视频。数字便携摄像机因此成了小型HDMI连接器的最早采用者。

数码相机历来都采用模拟视频输出，同样，现在500~1,000万像素的图像已非常普遍，再通过模糊的模拟连接来传输精美的图像细节已不合逻辑。内置摄像功能的拍照手机也随处可见，而最低端的手机现在也都集成了130和200万像素的图像传感器，能够生成比通过模拟视频连接所能看到的更多细节，而且500万像素的拍照手机也即将出现。

虽然便携式媒体播放器和便携式游戏机经常受其自身低于标清清晰度的屏幕所限，分辨率通常仅为320×240，但许多该类设备可以在高清模式下存储记录。而且，音乐发烧友可以采用HDMI接口实现数字音频连接，即使没有视频，也可以在立体系统中收听便携式MP3录音。

设计人员使用HDMI芯片已有好几年的历史，而且它已在高清家庭影院组件中备受推崇。但是对于便携式应用，这些IC体积太大、而且非常耗电，尤其是难以适应体积最小的设备，如小巧的相机和手持设备。

大多数便携式器件和众多大型消费元件都是作为单个“系统级芯片”设计的。SoC已成为生产各种消费电子产品最紧凑和最有效的方法。十多年前，设计工程师在印刷电路板上组装相互连接的独立的集成电路，而通过把这些元件的“核心”放置到单个硅片上，可以节省大量的空间并降低功耗。手机、相机和媒体播放器等各种便携式产品都可以实现空间节省并降低功耗，而这是采用多个独立IC所不能实现的。

SoC设计人员的第一个重要决定是采用哪个“CMOS技术工艺节点”进行设计—这意味着芯片尺寸将会有多大。节点的测量以纳米为单位，是指SoC晶体管中源极和漏极端之间硅通道的宽度。根据摩尔定律，随着技术进步，这个宽度也越来越小。采用当今最小的节点如45nm的设计，可以实现更小尺寸和更低的功耗，但是前期开发成本更高。130nm和90nm在几年前非常普遍，而目前65nm节点代表了便携式应用SoC在开发成本、尺寸、功耗之间的最佳平衡。

SoC设计利用流行的MIPS-Based处理器核来挑战信号处理、HDMI等存储器和输入/输出接口。HDMI接口IP包括两个部分：控制器(处理器)和PHY(物理层或外置器件到“外部世界”的实际连接)。

SoC设计人员不可能每次都从头开始设计新产品。这就是SoC IP供应商可以大显身手的地方——为SoC设计人员提供它们所需的IP以增加模块能力，如将计算处理、存储器、输入/输出控制等功能集成在设计中。与采用独立IC的接口IP相比，用于SoC的HDMI接口IP的优势包括节省成本、降低功耗和节省空间。空间节省非常显著。HDMI接口IP可以使HDMI加入到手机等各种产品，而这在以前是不可能实现的。许多IP供应商都有数字或模拟IP领域的经验。HDMI接口需要这两个领域的专长，这是MIPS科技公司的一个显著竞争优势。MIPS近日收购了Chipidea，获得了低压微分信号(LVDS)的成熟经验，它是HDMI信号采用的底层模拟技术。

作为专业的IP公司，MIPS非常熟悉SoC设计人员的需求，他们开发的HDMI发送器和接收器IP可以满足SoC设计人员的特定需求。这与其他的IP供应商不同，他们仅仅把现有的设计用于自己的芯片并作为IP重新利用它们。

除了可为独立的HDMIIC(或竞争厂商当前提供的IP)提供相似功能的“标准”HDMI接口，MIPS科技的HDMI接口IP还可为SoC设计人员提供各种定制和可选功能，包括：
1. 通过APB、AHB或OCP的直接系统总线从接口；
2. 通过AHB或OCP的直接内存存取(DMA)音频；
3. 内置I2C、SPDIF、One-Bit-Audio和并行音频的多音频输入/输出选项；
4. 色彩空间转换(RGB输入/输出YCbCr4:4:4和4:2:2)；
5. 所有CEA-861-D视频模式下的视频输入/输出(高达1080p@60Hz)；
6. 针对密钥存储的具有外置ROM接口的可选HDCP加密/解密。

SoC设计人员可根据需求灵活地采用或不采用HDMI功能，而无需集成所有规格，从而显著地节省成本(包括生产成本和授权成本)、降低功耗并节省空间。比如，数码相机SoC无需为欣赏好莱坞电影而采用HDCP拷贝保护功能。其优势是可以省去HDCP，实现更少的门数、节省授权费用。这样做对于功耗的节省也十分显著。对数码相机应用来说，此类HDMI发送器只消耗低至55mW的功耗，而采用65nm工艺的全功能HDMI发送器虽然功耗已经低得令人印象深刻，但也达到了145mW。直接将音频和视频接入系统总线也可显著的节省面积和功耗。传统的HDMI芯片和目前可用的IP，要求通过转换器转换到I2S和SPDIF。这些转换，主要是串行化传输端的并行数据，需要消耗面积和功率。MIPS科技公司的HDMIIP消除了这种低效率，可为系统总线提供内部寄存器接入和直接存储器访问的灵活性。

MIPS科技致力于为众多产品提供HDMI接口IP，采用当今备受SoC设计人员青睐的可用技术节点。

MIPS入门级的HDMI产品是采用65nm工艺的HDMI发送器，可满足相机和其他多种便携式应用设计人员的需求。接下来将是HDMI接收器IP。路线图中的下一个是45nm节点的HDMI发送器和接收器IP，它帮助手机设计实现更低的功耗和更小的面积。随着该技术路线图的继续展开，MIPS科技公司履行为SoC设计人员提供最先进的IP以使他们能够始终领先同行的承诺。

通过在便携式应用SoC设计中增加低功耗、小面积HDMI接口，设计人员可实现在当前的电视上无法看到的高清画面质量。MIPS科技是一家专业的、引领处理器核和模拟IP领域(通过Chipidea)的IP公司。通过与SoC设计人员紧密合作，为设计人员提供他们所需的支持和工具，MIPS科技的HDMI IP可优化在任何音频、视频或影像设备中增加HDMI能力的过程。

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