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HDMI简介Sem.li2012-2-3HDMI特点HDMI：highdefinitionmultimediainterface---高清多媒体接口高清晰、无损压缩的数字信号传输。整个传输原理基于siliconimage公司的TMDS编码技术。特点：【1】更好的抗干扰能力，实现最长20m的无增益传输。【2】支持EDID和DDC2B标准。{EDID（ExtendedDisplayIdentificationDATA，即扩展显示识别数据），最初是为PC显示器设置的优化显示格式而设计的规范，存储在显示器中专用的容量为1Kb的EEROM存储器中。而HDMI接口，则遵从并且扩展了此规范。HDMI接口在数字电视中的EDID数据结构，与PC显示器的最大区别是编程数据可以是128Byte的倍数，它不仅规定数字电视显示的格式，也规定数字视频信号和数字音频信号。DC2B是主机与显示设备准双向通讯的协议标准，主要基于I2C通讯协议。只有主机向显示设备发出需求信号，并得到显示器的响应后，显示设备才会像主机送出EDID资料。}【3】拥有强大的版权保护机制（HDCP），有效防止盗版现象。【4】支持24bit色深处理，（RGB、YCbCr4-4-4、YCbCr4-2-2）。【5】一根线缆实现数字音频、视频信号同步传输，有效降低使用成本和繁杂程度。【6】支持热插拔技术。TMDS输出方式TMDS(TimeMinimizedDifferentialSignal)最小化传输差分信号传输技术。是指通过异或及异或非等逻辑算法将原始信号数据转换成10位，前8为数据由原始信号经运算后获得，第9位指示运算的方式，第10位用来对应直流平衡（DC-balanced，就是指在编码过程中保证信道中直流偏移为零，电平转化实现不同逻辑接口间的匹配），转换后的数据以差分传动方式传送。数据流中包含了像素和控制数据，发送器在任何给定的输入时钟周期，到底是编码像素数据还是控制数据取决于数据使能信号DE，DE有效时，指示像素数据要被发送，注意，当发送像素数据的时候，忽略控制数据，反之，发送控制数据的时候，忽略像素数据。在接收端，恢复的像素（控制）数据仅在DE有效（无效）时才传输。我们把DE有效期间，成为像素数据有效期间，就是说这段时间发送的是有效像素数据。DE无效期间，成为发送空间隙期间，这段时间发送的数据不包括有效像素数据，仅仅是控制信号。发送端有3个一模一样的编码器，每个编码器的输入是2个控制信号和8bit的像素数据。依照DE的状态，编码器将按照两个控制信号的状态或8bit像素数据产生10bit的TMDS字符。每个解码器输出是一个连续的串行TMDS字符流。TMDS时钟通道的时钟频率就是字符（1Byte）速率---一个像素。接收器利用这个时钟，产生用于串行流接收的位采样时钟，由于要求能容忍信号畸变，所以期望每个数据通道的位采样时钟的相位能够单独调整。视频中的TMDS【1】8位视频数据被转化为10位最小化传输、DC平衡值，然后再串行化。接收端首先对接收到的数据进行反串行化，然后变化回8位数据表示。典型情况下传输24位RGB数据，需要3个TDMS信号来组成一个TDMS链。【2】单TMDS链支持使用25-165MHZ的视频采样率和时序。【3】HSYNC水平同步；VSYNC场同步；DE数据使能；CTL0-CTL3预留（链1）；CLK一倍采样时钟。当DE为1时，处理有效视频。当DE为0时，处理Hsync、Vsync。Hsync和Vsync可以为任意极性。注意，当发送像素数据的时候，忽略控制数据，反之，发送控制数据的时候，忽略像素数据。在接收端，恢复的像素（控制）数据仅在DE有效（无效）时才传输。【4】一般来说，HDMI传输的编码格式中要包含视频数据（HDMI1.3版本前每个像素采用24bit）、控制数据和数据包（数据包中包含音频数据和附加信息数据，例如纠错码等）。TMDS每个通道在传输时要包含一个2bit的控制数据、8bit的视频数据或者4bit的数据包即可。HDMI带宽和TMDS的关系串行接口带宽=系统时钟频率X数据量HDMI电路中的时钟频率，在最初制定时范围从25MHz-165MHz之间，也就是说一个TMDS通道每秒最多能传输165MHz×10bit=1.65Gbit的数据，3个TMDS通道一秒就可以传输1.65×3=4.95Gbit的数据，再加上控制数据，用标准方法表示就是4.96Gbps的带宽。而如果用像素点来表示，那就是一秒可以传输显示1.65G个像素点（一个完整的像素点信息由R/G/B三原色信息构成）所需要的数据量。一个TMDS周期对应一个像素点。HDMI接口类型按照电气结构和物理形状的区别，HDMI接口可以分为TypeA、TypeB、TypeC三种类。每种类的接口分别由用于设备端的插座和线材端的插头组成，使用5V低电压驱动，阻抗都是100欧姆。这三种插头都可以提供可靠的TMDS连接。A型插头A型是标准的19针HDMI接口。插座成扁平的“D”，上宽下窄。接口外侧设有一圈厚度为0.5毫米的金属材质屏蔽层，防止来自外界的各种干扰信号。其中用于设备端的插座内径最宽处14毫米，4.55毫米。19跟引脚在中心位置分两层排列。每根引脚的宽度为0.45毫米，长度为4.1毫米。B型接头B型接口仍旧是D型，只是个头更大。有29个个引脚，可以提供双TMDS传输通道，因此支持更的数据传输率和Dual-LinkDVI连接。C型接口C型HDMI接口和A型接口一致。设计目的就是为了紧凑便携设备，因此C型插座的尺寸只有10.5×2.5毫米，而插头也只有10.42×2.4毫米。非常的小巧。HDMI可支持的分辨率HDMI最初标准中的4.95G的带宽够不够时下最流行的HDTV全清规格使用呢？算一算。HDTV中分别规定了720p/1080i/1080p三种分辨率规格。以最规格的1080p/60Hz格式为例，其需要显示的总像素个数是1920×1080=2，073，600（2.073M）个。每秒刷新60次，所需要显示的总像素数量也就(2.073M*60=124.38M)*10bit=1.24G个，总数据量是1.24×3=3.72Gbps，因此用HDMI的4.95Gbps带宽用起来也是绰绰有余。在PC显示领域，HDMI接口支持SXGA:1280×1024@85Hz和UXGA:1600×1200@60Hz规格。而在广播电视行业使用的TV格式中，则支持标清格式下的480i、480p（含16:9格式）、576i、576p规格以及清HDTV中的720p、1080i、1080p规格。显示数据通道DDCDDC(DisplayDataChannel)即显示器数据通道,是建立在主机和显示器之间的信息通道，可以将显示器的物理数据直接输给主机。它是一个I2C通道，是PC主机用于访问显示器存储器以获取显示器中EEPROM中的EDID格式数据，确定显示器的显示属性(如分辨率、纵横比等)信息的数据通道。需要有DDC通道,PC显卡才能输出DVI格式的信号。DDC最直接的应用就是提供显示器的即插即用功能。目前主要的DDC标准有DDC1：最初的DDC标准，规定了数据传输格式，由VESA组织颁布；DDC2B：可以使主机读取显示器扩展显示信息的双向数据交换通道；DDC2B+：允许主机和显示器进行双向代码交换，主机对显示器发布显示控制命令；DDC2AB：允许主机对显示器进行遥控双向数据通道。通信带宽更大HDMI的DDCHDMI来源端利用I2C接口的命令来读取接收端的E-EDID。E-EDID是增强型扩充显示器识别数据(EnhancedExtendedDisplayIdentificationDataStandard)的简称，是VESA组织所规范，在版本上也有更新的考虑。所有的终端接收装置(Sink)，其E-EDID数据结构必须遵照VESAE-EDIDStandardReleaseA,Revision1，而E-EDID的第128个字节，不仅必须包含EDID1.3的架构，也得满足EIA/CEA-861B的要求。HDMI接口有一热插拔检测(HotPlugDetect)的信号，它要遵循一些准则。一个HDMI接收端，当E-EDID数据尚未准备好可读取时，不能够在高电压准位驱动该信号。同时，也必须得知来源端的+5VPower信号时，才能够驱动。HDMI来源装置可以利用该信号的高电位来激发E-EDID数据的读取。HDMI接收端E-EDID数据的内容有任何改变的话，在该信号驱动为低电位至少需100ms的时间，并且低电平必须保持0.4V以下。EDIDEDID:ExtendedDisplayIdentificationData（扩展显示标识数据）是一种VESA标准数据格式，其中包含有关监视器及其性能的参数，包括供应商信息、最大图像大小、颜色设置、厂商预设置、频率范围的限制以及显示器名和序列号的字符串。这些信息保存在display节中，用来通过一个DDC（DisplayDataChannel）与系统进行通信，这是在显示器和PC图形适配器之间进行的。最新版本的EDID可以在CRT、LCD以及将来的显示器类型中使用，这是因为EDID提供了几乎所有显示参数的通用描述。EDID由128个字节组成，大致划分如下0-7：头信息，8个字节，由00FFFFFFFFFFFF00组成8-9：厂商ID10-11：产品ID12-15：32-bit序列号16-17：厂商信息18-19：EDID版本20-24：显示器的基本信息（电源，最大高度，宽度）25-34：显示器的颜色特征35-37：显示器的基本时序，定时，分辨率38-53：显示器的标准时序及定时54-125：显示器的详细时序及定时126：扩展标志位，EDID-1.3版本需要忽略，设置为0127：求和验证值HDMIEDID同PC主机和显示器通过DDC数据线访问存储器中数据，以确定显示器的显示属性(如分辨率、纵横比等)信息一样，在数字电视上，也沿用HDMI接口的DDC数据线访问EDID存储器，以确定数字电视的相关显示属性，关键是128Byte是PC显示器的标准，已不能满足数字电视视频标准的要求，因此需要对数据结构进行扩展，由于EDID标准并没有相应的规范，按照EIA/CEA-861-B标准规范对EDID数据进行编程。(VESA已经有相关的规范出台,新的标准也是配合了EIA/CEA-861-B标准规范而已,且需付费才能获取)HDMI接口在数字电视中的EDID数据结构，与PC显示器的最大区别是编程数据可以是128Byte的倍数，它不仅规定数字电视显示的格式，也规定数字视频信号和数字音频信号，基本的128Byte以外的数据都是附加数据，在基本数据的第127个字节定义EDID的附加数据块数量。在EDID数据编程中，根据数字电视的显示属性要求，有两个关键环节必须注意：第一，如果数字电视的显示是固定格式，则在首选TimingMode字节中必须选择相应的定义；第二，数字电视的标准显示属性应在第一段详细TimingMode字节中完成数据编程。数字电视HDMI的EDID读取，因为有CEA的数据在附加数据块里，信号源必须满足E-DDC标准，才能读取EDID数据。HDCP版权保护功能机制定义：HDCP全名为(High-bandwidthDigitalContentProtection)，中文名称是“高带宽数字内容保护”。HDCP就是在使用数字格式进行传输的信号的基础上，再加入一层版权认证保护的技术。这项技术是由好莱坞内容商与Intel公司合作发开，并在2000年2月份的时候被正式推出。HDCP技术可以被应用到各种数字化视频设备上，例如电脑的显示卡、DVD播放机，显示器、电视机、投影机等等。出现原因：这个技术的开发目的就是为了解决21世纪数字化影像技术和电视技术高度发展后所带来的盗版问题。在各种视频节目、有线电视节目、电影节目都实现数字化传播后，没有保护的数字信号在传播、复制的过程中变得非常容易，并且不会像模拟信号，经过多次复制后