HDMI ip中的時鍾 vid_clk與ls_clk

由TMDS_Bit_clock_Ratio、TMDS_clk和色彩深度，就可以確定出tmds_clk,cdr_clk,vid_clk和ls_clk之間的關系。

1、Tmds_clk時鍾頻率的確定：

原理：通過一個100M的時鍾與被測時鍾在一定時間內的計數，可以得到被測時鍾的頻率。

文件模塊	mr_rate_detect
refclock	被測時鍾
measure_clk	參考時鍾，為固定100M
reset	復位，高電平有效
refclock_measure	在一定時間內被測時鍾的計數值
valid	計數完成時的效指示信號

 tmds_clk時鍾既與色彩深度有關，也與數據速率有關。

tmds時鍾速率（tmds clock rate）時鍾通道在HDMI電纜上振盪的速率。當字符速率小於等於340Mcsc時，TMDS時鍾速率與字符速率相等。

當字符速率大於340Mcsc時，tmds時鍾速率是字符速率的1/4。

字符速率（TMDS character Rate）:HDMI傳輸線上每個數據通道上10位字符傳輸的速率，字符速率的表述單位為Mega-characters/second/channel(Mcsc),

當編碼方式為4：2：0時24的YCbCr時，字符速率等於0.5倍的像素時鍾速率；

當編碼方式為4：2：0時30的YCbCr時，字符速率等於0.625倍的像素時鍾速率；

當編碼方式為4：2：0時36的YCbCr時，字符速率等於0.75倍的像素時鍾速率；

當編碼方式為4：2：0時48的YCbCr，4：2：2YCbCr或者RGB4:4:4 24位時，字符速率等於1倍的像素時鍾速率；

當編碼方式為4：4：4時30的RGB時，字符速率等於1.25倍的像素時鍾速率；

當編碼方式為4：4：4時36的RGB時，字符速率等於1.5倍的像素時鍾速率；

當編碼方式為4：4：4時48的RGB時，字符速率等於2倍的像素時鍾速率；

像素時鍾速率（Pixel Clock Rate)視頻時鍾中的像素傳輸脈沖。當像素復制有效時也包括復制像素（比如，480p的單像素復制會產生一個54M的像素時鍾）

 

當TMDS_Bit_clock_Ratio為1時，說明接收到的HDMI字符速率在大於340 Mcsc，這時實際的TMDS_CLK時鍾是字符速率的四分之一，所以程序提供的計算

字符速率的方法是：

assign measure_for_compare = TMDS_Bit_clock_Ratio? {measure[21:0], 2'b00} : measure;當TMDS_Bit_clock_Ratio為1時說明，字符速率

大於340Mcsc,字符速率= TMDS_CLK*4。

 

（詳細可以參考HDMI2.0規格書的 6 Link Layer）

 

2、cdr_clk時鍾的確定

cdr_clk時鍾頻率做為PMA部分中CDR的參考時鍾，該時鍾的大小與線速率有關的，如下圖中的設置部分，設置Date Rate =6000Mbps,

cdr參考時鍾頻率為600M,而PAM與PCS之間的接口位寬為20。查看CDR的內部結構可以知道，CDR其實也是一個PLL，輸出為高速串行時鍾，該

高速串行時鍾頻率就是6000M,也就是說cdr對時鍾進行了10倍頻。當然如果cdr參考時鍾為300M也是可以的，這樣CDR就是進行20倍倍頻，所以

CDR的參考時鍾與ls_clk的時鍾不是很明顯，但是PCS部分接口位寬與線速率的倍數關系，剛好是串行時鍾與ls_clk之間的關系。也就是說，

6000M/20=300M就是ls_clk的頻率。但也有例外就是因為GXB只能接收1Gbps以前的數據速率，當數據速率低於1Gbps時要對數據進行過采樣，

過采則要由CDR參考時鍾及PLL配置來決定，舉例說明：如果速率為500Mbps,參考時鍾為500M,要滿足不小於1Gbps的要求，則要把PLL倍頻到1G

以前這里以1.5G為例，也就是PLL要三倍頻，這樣采到的串行數據是1.5Gbps,串轉並以后，1.5G/20 = 75M，這個時鍾就rx_clk的時鍾，但不是

ls_clk的時鍾，因為ls_clk對應的是實際的鏈路時鍾，實際的鏈路上是500Mbps/20= 25M，也就是串轉並之后再進行去過采樣的結果。

 

 

 4、ls_clk與vid_clk時鍾的確定

（以單字符為例）ls_clk 對應的是執行 TMDS 和 TERC4 編碼的時鍾，ls_clk也是連接到收發器輸出時鍾。TMDS和TERC4是把8位編碼

成10位的過程， vid_clk是像素時鍾，對應的字符位寬可能有8位，10位，12位及16位種，而ls_clk是鏈路時鍾，鏈路上數據位寬固定，只

能是10位， 所以如果字符是8位的， 那么相應的ls_clk和vid_clk時鍾是1：1的速率關系；如果字符 是10位的，把10位編碼后的位寬自然也

大於10位， 所以ls_clk的速率相應要提高，這時ls_clk和vid_clk 關系比值為10：8（5：4）， 同樣如果像素是12位和16位的話，相應的

ls_clk和 vid_clk的速率關系是12：8(3:2),16:8(2:1)。

因為HDMI IP處理是per clock 2 Symbols。所以個人認為ls_clk相對於tmds_clk在速率上又要降一半。 vid_clk是像素時鍾，

每時鍾 1 個字符模式=視頻像素時鍾，每時鍾 2 個符號的模式=像素時鍾的一半，每時鍾 4 個符號的模式=像素時鍾的 1/4 

 

DIM	TMDS_Bit_clock_Ratio	TMDS_CLK	CDR_CLK	LS_CLK （2symbol）	VID_CLK (2symbol)
8bpc 4k60fps	1	148.5	594	297	297
12bpc 4K30FPS	1	111.375	445.5	222.75	148.5
8bpc 4K30FPS 4K25fps 4k24fps 4k23fps 4k29fps	0	297	297	148.5	148.5
12bpc 1080p60fps	0	222.75	222.75	111.375	74.25
8bpc 1080P60fps, 1080p50fps	0	148.5	148.5	74.25	74.25
12bpc 1080p30fps 1080p24fps 1080p25fps 720p60fps 720p50fps	0	111.375	111.375	55.6875	37.125
8bpc 1080p30fps 1080p24fps 1080p25fps 720p60fps 720p50fps	0	74.25	371.25 (像素復制5倍) 74.25*5	37.125	37.125
8bpc 720p30fps	0	37.125	185.625	18.625	18.625
12bpc 720p30fps	0	55.6875	278.4375	27.9375	18.625
8bpc 720x576,50fps 720x480,60fps	0	27	135	13.5	13.5
12bpc 720x480,60fps	0	40.5(27*1.5)	202.7276(40.5*5)	10.125	13.5