5.1.10. HDCP 2.3 TXのアーキテクチャー

HDMI Intel® FPGA IPユーザーガイド

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ID 683798

日付 12/04/2023

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5.1.10. HDCP 2.3 TXのアーキテクチャー

HDCP 2.3トランスミッター・ブロックでは、ビデオおよび補助データを暗号化してから、HDCP 2.3デバイスに接続しているシリアルリンクで伝送します。

HDCP 2.3 TXコアは、次のエンティティーで構成されます。

コントロールおよびステータスレジスター・レイヤー
認証と暗号化レイヤー
ビデオストリームおよび補助レイヤー

図 28. HDCP 2.3 TX IPのアーキテクチャー・ブロック図

通常、Nios IIプロセッサーによりHDCP 2.3 TXコアを駆動します。プロセッサーは認証プロトコルを実装します。プロセッサーは、Avalon Memory Mapped (Avalon-MM) インターフェイスを使用して、コントロールおよびステータスポートを介してIPにアクセスします。

HDCP仕様の要件により、HDCP 2.3 TXコアはDCP発行のプロダクション・キー、つまりグローバル定数 (lc128) でプログラムする必要があります。IPは、HDCP Keyポートを介してコアの外部にあるオンチップメモリーからキーを取得します。オンチップメモリーでは、次の表に示す配置でキーデータを格納する必要があります。

表 34. HDCP 2.3 TX Keyポートのアドレス指定
アドレス	コンテンツ
2'h3	lc128[127:96]
2'h2	lc128[95:64]
2'h1	lc128[63:32]
2'h0	lc128[31:0]

ビデオストリームおよび補助レイヤーでは、ビデオおよび補助データ入力ポートを介してオーディオおよびビデオコンテンツを受信し、暗号化操作を実行します。ビデオストリームおよび補助レイヤーでは、HDMI TXコアによって提供される暗号化ステータス信号 (ESS) を検出し、フレームを暗号化するタイミングを決定します。

HDCP 2.3のレジスターを使用して、認証を実行することができます。HDCP 2.3 TXコアは、認証に向けて完全なハンドシェイク・メカニズムをサポートしています。発行されるすべてのコマンドでは、対応するステータスビットのアサートがポーリングされ、その後次のコマンドの発行が開始します。CRYPTO_CMD の値は、一度に1ビットしか設定できないワンホット形式にする必要があります。

表 35. HDCP 2.3 TXレジスターのマッピング
アドレス	レジスター	R/W	リセット	ビット	ビット名	詳細
0x00	`CRPYTO_CMD` (ワンホット)	WO	0x00000000	31:11	Reserved	予約済み
				10	`GO_HMAC_M`	1に設定すると、Mを計算してM’と照合します。動作がビジー状態になるとセルフクリアされます。
				9	`GO_HMAC_V`	1に設定すると、Vを計算してV’と照合します。動作がビジー状態になるとセルフクリアされます。
				8	`GEN_RIV`	1に設定すると、新しいランダムrivを生成して受信します。動作がビジー状態になるとセルフクリアされます。
				7	`GEN_EDKEYKS`	1に設定すると、新しいランダムEdkey (ks) を生成して受信します。動作がビジー状態になるとセルフクリアされます。
				6	`GO_HMAC_L`	1に設定すると、Lを計算してL’と照合します。動作がビジー状態になるとセルフクリアされます。
				5	`GEN_RN`	1に設定すると、新しいランダムrnを生成して受信します。動作がビジー状態になるとセルフクリアされます。
				4	`GO_HMAC_H`	1に設定すると、Hを計算してH’と照合します。動作がビジー状態になるとセルフクリアされます。
				3	`GO_KD`	1に設定すると、kd (dkey0、dkey1) を計算します。動作がビジー状態になるとセルフクリアされます。
				2	`GEN_EKPUBKM`	1に設定すると、新しいランダムEkpub (km) を生成して受信します。動作がビジー状態になるとセルフクリアされます。
				1	`GO_SIG`	1に設定すると、署名が検証されます (certrxまたはSRM)。動作がビジー状態になるとセルフクリアされます。
				0	`GEN_RTX`	1に設定すると、新しいランダムrtxを生成して受信します。動作がビジー状態になるとセルフクリアされます。
0x01	`CRYPTO_MSGDATAIN`	WO	0x00000000	31:8	Reserved	予約済み
0x01	`CRYPTO_MSGDATAIN`	WO	0x00000000	7:0	`MSGDATAIN`	バーストモードでレシーバーからメッセージを書き込みます (バイト単位)。署名検証 (certrx): `GO_SIG` を1に設定する前に、次のメッセージを次の順序で書き込む必要があります。署名の384バイト、最下位バイト (LSB) が先頭レシーバーIDの5バイト、最上位バイト (MSB) が先頭レシーバー公開鍵モジュラス (n) の128バイト、MSBが先頭レシーバー公開鍵指数 (e) の3バイト、MSBが先頭予約済みの2バイト、MSBが先頭署名検証 (SRM): `GO_SIG` を1に設定する前に、次のメッセージを次の順序で書き込む必要があります。署名の384バイト、LSBが先頭 SRMの先行するすべてのフィールド (署名を除く)、MSBが先頭マスター鍵の暗号化: `GEN_EKPUBKM` を1に設定する前に、次のメッセージを次の順序で書き込む必要があります。レシーバー公開鍵モジュラス (n) の128バイト、MSBが先頭レシーバー公開鍵指数 (e) の3バイト、MSBが先頭 HMACのkdの計算: `GO_KD` を1に設定する前に、次のメッセージを次の順序で書き込む必要があります。 rrxの8バイト、MSBが先頭 RxCapsの3バイト、MSBが先頭 HとH’の比較: `GO_HMAC_H` を1に設定する前に、次のメッセージを次の順序で書き込む必要があります。 H’の32バイト、MSBが先頭 LとL’の比較: `GO_HMAC_L` を1に設定する前に、次のメッセージを次の順序で書き込む必要があります。 L’の32バイト、MSBが先頭 VとV’の比較: `GO_HMAC_V` を1に設定する前に、次のメッセージを次の順序で書き込む必要があります。 V’の16バイト、MSBが先頭 ReceiverID_Listの可変長、MSBが先頭 RxInfoの2バイト、MSBが先頭 seq_num_Vの3バイト、MSBが先頭 MとM’の比較: `GO_HMAC_M` を1に設定する前に、次のメッセージを次の順序で書き込む必要があります。 M’の32バイト、MSBが先頭 StreamID_Typeの2バイト、MSBが先頭 seq_num_Mの3バイト、MSBが先頭
0x02	`CRYPTO_STATUS`	RO	0x00000000	31	`SIG_OK`	コアによってアサートされ、署名検証が合格したことを示します。`SIG_OK` を読み出す前に、`SIG_DONE` が設定されるまでポーリングします。
				30	`H_OK`	コアによってアサートされ、HとH’の比較が合格したことを示します。`H_OK` を読み出す前に、`H_DONE` が設定されるまでポーリングします。
				29	`L_OK`	コアによってアサートされ、LとL’の比較が合格したことを示します。`L_OK` を読み出す前に、`L_DONE` が設定されるまでポーリングします。
				28	`V_OK`	コアによってアサートされ、VとV’の比較が合格したことを示します。`V_OK` を読み出す前に、`V_DONE` が設定されるまでポーリングします。
				27	`M_OK`	コアによってアサートされ、MとM’の比較が合格したことを示します。`M_OK` を読み出す前に、`M_DONE` が設定されるまでポーリングします。
				26:11	Reserved	予約済み
				10	`M_DONE`	MとM’の比較が完了するとコアによってアサートされます。次の `GO_HMAC_M` が設定されるとセルフクリアされます。
				9	`V_DONE`	VとV’の比較が完了するとコアによってアサートされます。次の `GO_HMAC_V` が設定されるとセルフクリアされます。
				8	`RIV_DONE`	rivが生成され、`MSGDATAOUT` から読み出す準備ができるとコアによってアサートされます。次の `GEN_RIV` が設定されるとセルフクリアされます。
				7	`EDKEYKS_DONE`	Edkey(ks) が生成され、`MSGDATAOUT` から読み出す準備ができるとコアによってアサートされます。次の `GEN_EDKEYKS` が設定されるとセルフクリアされます。
				6	`L_DONE`	LとL’の比較が完了するとコアによってアサートされます。次の `GO_HMAC_L` が設定されるとセルフクリアされます。
				5	`RN_DONE`	rnが生成され、`MSGDATAOUT` から読み出す準備ができるとコアによってアサートされます。次の `GEN_RN` が設定されるとセルフクリアされます。
				4	`H_DONE`	HとH’の比較が完了するとコアによってアサートされます。次の `GO_HMAC_H` が設定されるとセルフクリアされます。
				3	`KD_DONE`	kdが生成されるとコアによってアサートされます。次の `GO_KD` が設定されるとセルフクリアされます。
				2	`EKPUBKM_DONE`	Ekpub (km) が生成され、`MSGDATAOUT` から読み出す準備ができるとコアによってアサートされます。次の `GEN_EKPUBKM` が設定されるとセルフクリアされます。
				1	`SIG_DONE`	署名検証が完了するとコアによってアサートされます。次の `GO_SIG` が設定されるとセルフクリアされます。
				0	`RTX_DONE`	rtxが生成され、`MSGDATAOUT` から読み出す準備ができるとコアによってアサートされます。次の `GEN_RTX` が設定されるとセルフクリアされます。
0x03	`CRYPTO_MSGDATAOUT`	RO	0x00000000	31:8	Reserved	予約済み
0x03	`CRYPTO_MSGDATAOUT`	RO	0x00000000	7:0	`MSGDATAOUT`	バーストモードでIPコアからメッセージを読み出します (バイト単位)。 Rtxの生成: `RTX_DONE` が1に設定されると、このオフセットを8回読み出しrtxを取得します。MSBが先頭です。マスター鍵の生成: `EKPUBKM_DONE` が1に設定されると、このオフセットを128回読み出しEkpub (km) を取得します。MSBが先頭です。 Rnの生成: `RN_DONE` が1に設定されると、このオフセットを8回読み出しrnを取得します。MSBが先頭です。セッションキーの生成: `EDKEYKS_DONE` が1に設定されると、このオフセットを16回読み出しEdkey (ks) を取得します。MSBが先頭です。 Rivの生成: `RIV_DONE` が1に設定されると、このオフセットを8回読み出しrivを取得します。MSBが先頭です。
0x04	`VID_CTL`	RW	0x00000000	31:1	Reserved	予約済み
0x04	`VID_CTL`	RW	0x00000000	0	`HDCP_ENABLE`	1に設定すると、HDCP 2.3暗号化が有効になります。HDCP 2.3暗号化が必要ない場合、特に認証されていない状態の場合は0に設定します。

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