（第四章） HDMI音频数据处理

4.1 数据岛数据包定义
音频信号采用数据包结构，并进行ECC纠错编码附加校验位，以确保音频信号的可靠性，然后再通过TERC4编码，将4位数据转换成10位。下面将详细讲述音频数据包格式内容。
数据岛包由包头和包体两部分构成，包头主要用于指明包体数据类型及相关规定数据。
数据包头由24位数据和附加的8位BCH ECC校验位构成，校验位通过包头24位数据计算得到。包头第一个字节用于指明数据包类型，第二、三个字节是数据包规定的数据。[6]

当HB0的值不同时，代表后面的数据包体为不同类型，具体如下表格。[6]

下面着重讲解音频采样数据包和音频时钟重建数据包。
音频采样数据包
音频采样数据由1-4个采样构成，分别是4个子数据包，这些可能是不同的采样或采样的不同部分。子数据包的结构由包头的layout和sample_present位决定。[7]

Layout：[1bit] 指明是不同的采样还是采样的不同部分
Sample_present.spx：[4bit] 指出子数据包是否含有音频采样
Sample_flat.spx：[4bit] 指出是否子数据包 x 出现一个“flatline”采样，仅当 sample_present.spx 置 1 时才有效
B.x：[4bit] 如果子数据包含有 IEC 60958 块中的第一个帧，则B.x=1，否则为0。

L.X：[24bit] 每个IEC 60958的第一个子帧时隙4-27位采样数据相应放到L.4到L.7位当中来。(IEC 60958是一种音频流格式)
R.X：[24bit] 每个 IEC 60958 的第二个子帧时隙 4-27 位的采样数据相应的放到 R.4 到 R.27 位当中来。
VL：[1 bit] 第一个子帧有效位。
VR：[1 bit] 第二个子帧的有效位。
UL：[1 bit] 第一个子帧的用户数据位。
UR：[1bit] 第二个子帧的用户数据位。
CL：[1 bit] 第一个子帧的通道状态位。
CR：[1 bit] 第二个子帧的通道状态位。
PL：[1 bit] 第一个子帧的校验位(奇偶校验)。
PR：[1 bit] 第二个子帧的校验位(奇偶校验)。

音频时钟重建数据包
由于视频采样时钟和音频采样时钟频率不一样，而音频和视频的发送频率是一样的，所以要保持音视频时钟的同步。即要确定HDMI的传输频率和音频采样时钟频率之间的关系。
在HDMI中有以下关系式：
128 x fs = fTMDS_clock x N/CTS (fs是音频采样频率，N和CTS是音频时钟重建数据包要传输的参数)，N和CTS由信号源计算产生，通过音频重建数据包传输给接收器，接收器以此来达到音视频的同步。
音频时钟重建数据包中含有音频时钟重建过程中用到的N和CTS参数。四个子包每个都含有相同的重建包。[7]

4.2 数据岛数据编码
采样来的音频数据在封装成数据包之前需要经过降错编码（TERC4），将4位的音频数据编码成10位，在每个TMDS时钟周期内传输。如下是音频4位数据16种不同的TERC4编码形式。

4.3 音频数据在TMDS通道传输
数据岛周期的所有数据封装在数据岛包中，音频数据包由包头和包体构成。包头加上检验位总共32位，包体分为四个子包，每个子包数据占56位，加上8位校验位总共64位。
对于数据岛包所有的数据在TMDS三个通道上的数据传输，包头32位数据放在channel0的bit2上，每个子包64位数据（包括校验位）分别放在channel1和channel2的0-3四位上。比如子数据包0的64位数据被映射到channel1和channel2的bit0位，构成BCH Block0。在32个像素时钟周期内（也就是TMDS传输32位数据）传输。同样，子数据包1被映射到channel1和channel2的bit1上构成BCH Block1，子数据包2和3构成BCH Block2和BCH Block3在channel1和channel2的bit2、bit3数据位上传输。

图4.1 TMDS上音频数据

图4.2 子数据包

每个子数据包7个字节又可被分成SB0-SB6六个部分，对应于数据岛包包体的SB0-SB6。

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