GSV1011 是一款兼容 HDMI 1.4/2.0 标准的收发器(TRX transceiver),配备 LVDS/TTL 数据总线,并支持高带宽数字内容保护协议 1.4 版(HDCP 1.4)。在音频解嵌与嵌入功能方面,GSV1011 最多可支持 8 通道 I2S、2 通道 S/PDIF(索尼 / 飞利浦数字接口格式)及 TDM(时分复用)音频格式。
该芯片的 HDMI 输入最大处理像素时钟频率为 600MHz,这意味着其视频分辨率最高可支持 4K×2K@60Hz(4:4:4 色彩采样、8 位色深)。在非压缩时序条件下,其最大处理音频采样频率为 8 通道 192kHz。
内部视频处理支持色彩空间转换(CSC)/ 抖动处理(Dither)/ 420<->444 色彩采样格式转换 / 分辨率下变换(Downscaler)/ 去隔行处理(Deinterlacer)/ LVDS 与 TTL 引脚映射。图 2 为其功能框图。
术语解析:
- TRX transceiver:即 “收发器”,指可同时实现信号接收(Receive)与发送(Transmit)的集成器件,此处用于 HDMI 信号的双向处理。
- TDM(Time-Division Multiplexing):时分复用技术,通过按时间分配不同信道的方式,在单一传输线路上实现多通道音频信号的同步传输,常见于专业音频设备。
- 4:4:4 8-bit:4:4:4 指 “色彩采样格式”(每像素的亮度信号与两个色差信号均完整保留,无压缩),8-bit 指 “色深”(每个色彩通道可显示 256 级灰度,合计约 1677 万种颜色),二者结合代表高清视频的色彩还原精度。
- 色彩空间转换(CSC,Color Space Conversion) 支持 RGB、YUV(如 BT.601/BT.709)等色彩空间的相互转换,例如将 HDMI 输入的 RGB 信号转换为 YUV 格式以适应后续处理2。通过矩阵运算实现,如: \(Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B\) 可调整亮度、对比度等参数以优化显示效果。
- 抖动处理(Dither) 通过引入随机噪声减少量化误差,避免低色深显示时出现色带(Banding)。例如,将 8 位色深压缩为 6 位时,通过误差扩散算法(如 Floyd-Steinberg)将误差分配给邻近像素,视觉上模拟更多颜色层次317。
- 420<->444 色彩采样格式转换
- 4:4:4:每个像素完整保留亮度(Y)和色度(UV)分量,适用于高精度场景(如专业监视器)。
- 4:2:0:色度分量水平和垂直方向均减半,数据量减少 50%,常用于视频编码(如 H.264)。 该功能可动态转换两种格式,兼顾画质与带宽效率5。
- 分辨率下变换(Downscaler) 将高分辨率视频(如 4K)压缩为低分辨率(如 1080P),支持双线性插值、Bicubic 等算法,减少图像失真。例如,4K@60Hz 输入可转换为 1080P@60Hz 输出,适配低分辨率显示设备14。
- 去隔行处理(Deinterlacer) 将隔行扫描视频(如 1080i)转换为逐行扫描(如 1080P)。通过运动自适应算法(如 ELA-Median)检测动态区域,采用场复制或线性插值生成完整帧,消除锯齿和闪烁712。
- LVDS 与 TTL 引脚映射
- LVDS(低压差分信号):通过差分传输(如 4 组差分对)支持高速数据传输,抗干扰能力强,适用于长距离连接(如工业显示屏)。
- TTL(晶体管 - 晶体管逻辑):并行信号接口(如 24 位 RGB + 同步信号),适合短距离、低分辨率场景(如嵌入式系统)。 引脚映射功能允许灵活配置接口信号(如调整 RGB 通道顺序、同步信号极性),兼容不同显示面板协议813。
技术细节补充:
- 处理流水线:支持多格式输入(HDMI/TTL/LVDS)→ CSC → 缩放 / 去隔行 → 格式转换 → 输出驱动(TTL/LVDS)。
- 硬件实现:采用专用 ASIC(如 GSV1011)或 FPGA 实现,支持实时处理(延迟 < 1 帧)。
- 应用场景:工业控制(驱动嵌入式显示屏)、安防监控(长距离传输 LVDS 信号)、专业视听(多格式信号转换)。