AN-1277: 利用ADV7850的循环冗余校验 (Rev. 0) PDF

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AN-1277
应用笔记
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利用ADV7850的循环冗余校验
作者:Joe Triggs、Mike Corrigan和Raymond Carter
简介
SCART RGB
+ CVBS
校验(CRC)的帧检查器模块。本应用笔记概述帧检查器功
CVBS
YC
能的背景,并详细说明如何利用。
YPbPr
循环冗余校验
ADC
ADC
ADC
SDP
CVBS
3D COMB
SCART B
YC
SCART
SCART R
法(Peterson, W. W.和Brown, D. T. [1961年1月]。“Cyclic Codes
AUDIO L/R
for Error Detection”,《IRE论文集》,第49卷第1期,第228
页至235页)。CRC检测数字数据中的错误,主要用于数据
AUDIO L/R
HP L/R
CRC实现方案有很多种,但基本前提是一样的:数据发送
HDMI 1
TMDS
DDC
器(Tx)先计算并追加校验位数(常称作“校验和”)到数据上,
HDMI 2
TMDS
DDC
再发送数据。这是将要传输的数据除以一个固定的二进制
HDMI 3
数,余数形成校验和。接收器可以执行与发送器相反的计
HDMI 4
到的校验和与发送器端的计算结果不一致,则接收器得出
数据传输出现错误的结论,并请求重新传输数据。
ARC
4
5V HDMI + VGA
5
ADV7850
HDMI接收器,支持高达4000p × 2000p / 30 Hz的视频分辨
率;一个视频和图形数字化仪,工作频率高达170 MHz;一
路高速串行视频输出;一个3D梳状视频解码器;以及一个
音频编解码器。除了用作功能全面的单芯片影音前端之
外,ADV7850还集成了一个采用CRC的帧检查器。帧检查
器无需任何外部硬件即可工作,位置在ADV7850 Tx输入端
(见图1),可分析HDMI输入的完整视频路径。该特性不可
用于模拟输入,因为模数转换器(ADC)会引入最低有效位
TMDS
DDC
TMDS
DDC
CLK
DATA
ADC
I2S
INTERFACE
36
S/PDIF
DSD/DST
HBR
MCLK
FAST
SWITCH
HDCP
KEYS
SCLK
5
MCLK
SCLK
S/PDIF
ARC
SPI
INTERFACE
AUDIO
OUTPUT
I2 S
4
DEEP
COLOR
HDMI Rx
5V EDID
REG
HDMI
HS/VS/DE
ADV7850
EDID EPROM
ADV7850是ADI公司针对消费和专业视频市场而开发的首
款完整的音频/视频前端器件。该器件包含:一个四路输入
CP
YPbPr
525p/625p
Pb/B 720p/1080i
1080p/
UXGA
Pb/R
RGB
DAC
传输系统中。例如,32位CRC通过以太网传输数据。
算,确定校验位是否与数据相符合。如果接收器端计算得
CLK
DATA
Y/G
AUDIO IN MUX
AUDIO L/R
5
HS/VS/DE
SCART G
GRAPHICS
RGB
CRC是W. Wesley Patterson于1961年发明的一种冗余校验方
(LSB)误差。
CVBS
ADC
11971-001
款完整的音频/视频前端器件。该器件集成采用了循环冗余
CRC
HDMI Tx
CVBS × 2/YC
OUTPUT MUX
ADV7850是ADI公司针对专业和消费视频市场而开发的首
VIDEO INPUT MUX
DDR2 SDRAM
图1. ADV7850功能框图
ADV7850中的帧检查器利用CRC-16-CCITT多项式(x16 + x12 +
x5 + 1)来分析输入ADV7850 Tx的每一条数据通道(绿色 = 通
道0,蓝色 = 通道1,红色 = 通道2),帧的数量用户可以配
置(最多254个)。帧检查器使能时,它会为指定数量的帧
(范围从480p的300,000像素到4000p × 2000p的8,000,000像素)
同步计算每条通道的校验和(见图2)。
帧检查器完成分析后,会报告每个通道(HDMI在红色、绿
色和蓝色通道上传输数据)的一组结果。对于静态输入,对
CRC执行多次迭代会产生一致的结果。两帧之间只要有一
个像素不同(最多有16,000,000个像素数据),校验和结果就
会不同。无论该像素差异是由视频源上的噪声或传输介质
间歇产生的噪声引起,还是由ADV7850的配置错误引起,
它都会检测出错误。
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AN-1277
对于后续帧,如果余数保持不变,则帧相同,系统工作在硬
AFTER n FRAMES,
STORE COMPUTED CHECKSUM
START NEW CRC COMPUTATION
START CRC
COMPUTATION
件和软件设置的组合产生最佳系统性能的点上。如果后续
帧的校验和不匹配,则表示帧不一致,系统必须进行优化。
VS
GREEN
CHANNEL
BLUE
CHANNEL
CRC
CRC
CRC
16
16
16
利用CRC
COMPUTED
CHECKSUM
如需使用ADV7850中的帧检查器执行CRC测试,需遵循下
列步骤:
COMPUTED
CHECKSUM
COMPUTED
CHECKSUM
1. 通过CRC_FRAME_NUMBER[7:0]控制(见表1)配置需要
执行CRC分析的帧数(1至254)。
11971-002
RED
CHANNEL
2. 通过CRC_ENABLE位(见表2)使能CRC计算。
图2. ADV7850 CRC
3. 通过CRC_RESET位(见表3)将CRC模块复位从高电平切
视频应用中的CRC
换到低电平。
视频信号链与典型以太网类型的数据发送器和接收器对并
4. 取决于传入视频帧的尺寸以及选择进行分析的帧数,需
不相似,其链路是单向的;因此,视频接收器(如电视)无
花费一定时间才能完成计算。建议等待至少500 ms以便
法请求视频源(如Blu-ray™播放器)重新传输接收不正确的数
完成测试。
据帧。为了支持这种非对称性,CRC的工作方式略有不
5. 通过CRC_RESULT[15:0](见表4)和CRC_READBACK_SEL
同。在视频信号链中,考虑到上述局限性,执行该分析的
[1:0](见表5)控制,回读并记录每条HDMI通道的CRC结
位置显然是视频接收器。视频接收器可以对传入视频数据
的后续帧应用CRC,唯一需要注意的是,传入视频数据的
果:通道0、通道1和通道2。
6. 通过CRC_RESET位(见表3)将CRC模块复位从高电平切
内容必须是静态的。静态内容的示例包括SMPTE视频测试
图案和DVD播放器菜单屏幕。
换到低电平。
7. 等待至少500 ms以便完成测试。
CRC通过如下方式计算:已知多项式(如x + x + x + 1)用作
8. 通过CRC_RESULT[15:0](见表4)和CRC_READBACK_SEL
除数,选定单帧或多帧的视频数据用作被除数,利用余数
[1:0](见表5)控制,回读并记录每条HDMI通道的CRC结
来判断视频数据是否发生变化。已知多项式始终不变。如
果:通道0、通道1和通道2。
16
12
5
果传入视频无变化(如无误码的静态图案),则余数始终保
计算并记录两个CRC校验和后,可以执行一次比较运算。
持不变。
如果结果一致,则ADV7850 CRC模块接收的两帧静态视频
x 16 + x 12 + x 5 + 1
余数 ≡
视频数据帧数
图案应当相同。如果结果不一致,则ADV7850 CRC模块接
收的两帧静态视频图案不同,并且可能产生信号完整性或
配置问题。
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AN-1277
CRC相关控制
下文列出帧检查器的控制:
CRC_RESET,IO映射,地址0x2C[6]
• CRC_FRAME_NUMBER[7:0]
该信号复位CRC模块。
表3. CRC_RESET位说明
• CRC_ENABLE
CRC_RESET
0
1
• CRC_RESET
• CRC_RESULT [15:0]
• CRC_READBACK_SEL[1:0]
说明
无操作(默认)
复位CRC模块
CRC_FRAME_NUMBER[7:0],IO映射,地址0x2D[7:0]
CRC_RESULT[15:0], IO映射,地址0x2E[7:0];地址
0x2F[7:0]
此信号选择视频帧数,用于CRC计算。
该信号回读CRC计算结果。
表1. CRC_FRAME_NUMBER[7:0]位说明
表4. CRC_RESULT[15:0]位说明
CRC_FRAME_NUMBER[7:0]
0x01至0xFE
说明
用于CRC计算的帧数
(0x07 = 默认)
CRC_RESULT[15:0]
0x0000至0xFFFF
说明
CRC计算结果
(0x0000 = 默认)
CRC_ENABLE,IO映射,地址0x2C[7]
CRC_READBACK_SEL[1:0],IO映射,地址0x2C[5:4]
该位使能CRC计算。
该信号改变CRC计算结果回读的数据源。
表2. CRC_ENABLE位说明
表5. CRC_READBACK_SEL[1:0]位说明
CRC_ENABLE
0
1
说明
CRC计算禁用(默认)
CRC计算使能
CRC_READBACK_SEL[1:0]
00
01
10
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说明
HDMI通道0(默认)
HDMI通道1
HDMI通道2
AN-1277
注释
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registered trademarks are the property of their respective owners.
AN11971sc-0-2/14(0)
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