前言
建议看这篇文章之前，可以先看一下专栏里面《视屏技术自学笔记》这篇文章
一、技术简介
1.1名词解释
BT.1120协议是一种广泛应用的超清数字视频传输协议,能够把取样结构为4:4:4和4:4:2的视频数据编码成内嵌同步定时基准码的视频数据流进行传输。也可以用于ITU-R BT.709建议书和ITU-R BT.2100建议书规定的像素阵列为1 920*1080视屏数据传输。
经常听到的类似视屏传输协议还有BT.601 BT.656等等，用于数字化的模拟分量视屏传输。主控制器和模拟视屏编解码芯片之间经常使用的接口。比如外部输入为AHD信号，经过编码后变成数字信号，通过BT1120接口发送给主控制器。
1.2技术标准
BT1120技术标准由国际电信联盟(ITU-T)负责制定和维护。最新的标准是BT.1120-9 (12/2017)，用于1080P视屏的传输。下面这个链接进去可以下载到相关技术文档，居然还有中文版，简直惊奇。
https://www.itu.int/rec/R-REC-BT.1120/en
二、技术原理
为了讲清楚这个接口传输数据的过程，我就以25P的1080P的视屏为例来讲。
2.1模拟视屏和数字视屏的定时关系
一台数字行占m个时钟周期，数字行开始于相应行中模拟同步信号的基准跳变（ OH）之前f个时钟周期处。数字有效行开始于基准跳变（ OH）之后g个时钟周期处。
一台逐行型号的帧如下图所示。
2.2视屏信号的组成
在搞清楚模拟信号和视屏信号的对应关系之后，我们来分析一下视屏信号的组成，计算出一帧视屏到底有多少数据量。
ITU-R BT.656 8/10位数据传输；不需要同步信号；串行数据传输；先传Y，后传UV。行场同步信号嵌入在数据流中。
一帧视屏信号包含视频数据、定时基准信号和辅助数据三个部分。
2.2.1视频数据
若BT1120传输的视屏使用的是YCbCr色彩空间，采用4：2：2的数据格式，平均算下来每个像素点需要2byte。
对于1080P视屏，有1920个行像素，1080个列像素，一帧的视屏数据量就是1920*1080*2byte。
2.2.2视频定时基准码SAV和EAV
有两种定时基准码，一种在每个视频数据块的起始（ SAV），另一种在每个视频数据块的结束（ EAV）。 它们都是需要占据4T的时间间隔，在数字视屏终究是对应为为4byte的数据。
每个定时基准码由4个字的序列组成，字内的比特分配在表5中给出。前3个字为固定前缀，第4个字运载的信息定义出场识别（ F）、场/帧消隐期（ V）和行消隐期（ H）。
2.2.3辅助数据
EAV终端和SAV始端之间的水平消隐间隔可被应用于传送辅助数据包。
辅助数据包可在SAV终端和EAV始端之间的垂直消隐间隔传送，在逐行系统中，在线路1到41（包括）和1122到 1125（包括）期间
介绍完数据格式，我们用图表的方式展示一帧1080P的数据是指什么样的。
首先我们看一行的数据
我们再从列的上面来看一下数据
所以传输帧率为25的视屏 1s内的数据量是(4+1432+4+1920*2)*(41+1080+24)*25byte=148.5Mbyte
所以如果我们使用的并行BT1120接口是16bit位宽(一根时钟线+16根数据线)，那么对应的时钟速率是74.25MHz。(上图是我从一台非标准接口的芯片手册截取的，他们用的8bit位宽，所以时钟是148.5MHz,他们管这个接口叫BT1120like)
ITU-R BT.1120-9 中已经不再使用并行接口，改成10bit的串行接口。那么25P的1080P视屏的时钟速率为148.5MHz*10=1.485GHz。30P的帧率视屏流同样使用1.485G的频率，只是传输的辅助数据更少而已。
三、硬件设计
BT1120原先有并行和串行两种方式，显然串行速率是并行的8倍，又改为使用10bit数据，时钟速率非常高，为1.485G或2.97G。但是串行能够减少线的数量，可以适用于更长距离的传输，多用于需要线缆链接的系统中。
协议中给出了用于串行传输的同轴线缆和光纤接口的规范。接下来我们就看看同轴接口。
3.1线路驱动器（源端）特性
3.2线路接收器（目的端）
3.3传输线特性
3.4接插件
双方插接件应为 75-ohm BNC
四、技术扩展
ITU-R BT.601 16位数据传输；Y、U、V信号同时传输，是并行数据，行场同步单独输出。
ITU-R BT.656 8/10位数据传输；不需要同步信号；串行数据传输；传输速率是601的2倍；先传Y，后传UV。行场同步信号嵌入在数据流中。
五、参考文献
1.《ITU-R BT.1120-9 建议书》
2. https://en.wikipedia.org/wiki/BT.1120
3.https://www.itu.int/rec/R-REC-BT.1120/en
后记
最近学的东西比较多，但是比较散碎，比如电源啊，SI问题啊等等，先把关于BT接口的这部分东西写成文章，充实专栏吧，有时间再写其他东西。
自学笔记系列就是想把嵌入式系统里面比较常见的各种东西都简单总结一下，让一台硬件工程师在做一台从未设计的电路之前，只要看一下这里面的文章，就能对基本的技术原理和硬件设计有一台初步的了解，而不是去网上到处搜资料，却又看的糊里糊涂的。
自学笔记系列重在搭建某个细分知识的基础框架，尽量以官方文档为核心进行展开，以实际设计或者器件的为例进行解析。有些话题过于庞杂，比如DDR和MIPI，就尽肯能简化要讲的内容，仅以主流和常用的标准、器件或者协议进行展开，有助于初次接触的工程师能尽快搞懂知识主线。当然自学笔记系列里面的很多东西我也是刚接触不久，出现错讹实属正常，希望资深人士多多指教！
希望以后随着我自个学习的深入，我可以在自学笔记的基础上对各种知识进行展开和深入发掘，同时也希望能把自个实际遇到的设计调试的问题写成文章和大家分享。
最后感谢大家的关注和支持。 |
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