HDMI接口簡(jiǎn)介---分辨率-時(shí)鐘頻率-lane速率計(jì)算

1、whats HDMI？英文全稱：H-High，D-Definition，M-Multimedia，I-Interface；高清晰度多媒體接口。主要組成：4對(duì)TMDS差分對(duì)+DDC（IC）+HPD+CEC信號(hào)介紹：a.4對(duì)TMDS差分信號(hào)：1對(duì)時(shí)鐘+3對(duì)數(shù)據(jù)；TMDS通道0傳輸B信號(hào)，同時(shí)H信號(hào)和V信號(hào)也嵌入該通道TMDS通道1傳輸G信號(hào)TMDS通道2傳輸R信號(hào)，R和G通道的多余位置用來(lái)傳輸音頻信號(hào)b.CEC：消費(fèi)電子控制通道，通過(guò)這條通道可以控制設(shè)備（不過(guò)我們公司目前沒(méi)有開發(fā)這功能）c.DDC：就是IC信號(hào)，主要是獲取顯示器的基本信息(比如EDID信息)d.HPD：熱插拔信號(hào)，該信號(hào)比較重要，

2、當(dāng)HPD引腳大于2V，TMDS才會(huì)輸出。因此，如果屏幕沒(méi)有顯示，首先要測(cè)量該信號(hào)！HDMI傳輸原理和DVI相同，由Silicon Image公司發(fā)明的TMDS(Time Minimized Differential Signal)最小化傳輸差分信號(hào)傳輸技術(shù)。一、TMDS原理一個(gè)HDMI包括3個(gè)TMDS數(shù)據(jù)通道和1個(gè)TMDS時(shí)鐘通道。每個(gè)數(shù)據(jù)通道都通過(guò)編碼算法（異或、異或非等），將8位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成10位數(shù)據(jù)，前8為數(shù)據(jù)由原始信號(hào)經(jīng)運(yùn)算后獲得，第9位指示運(yùn)算的方式，第10位用來(lái)對(duì)應(yīng)直流平衡。通過(guò)這種算法，會(huì)使得數(shù)據(jù)的傳輸和恢復(fù)更加可靠。1.傳輸最小化第一步：將8位并行RED數(shù)據(jù)發(fā)送到TMDS Tx。

3、推薦精選第二步：并/串轉(zhuǎn)換. 第三步：進(jìn)行最小化傳輸處理，加上第9位，即編碼過(guò)程。第9位數(shù)據(jù)稱為編碼位。2.直流平衡（DC-balanced）直流平衡：在編碼過(guò)程中，保證信道的直流偏移為零。方法是在原來(lái)的第9位數(shù)據(jù)后面加上1位，使得TMDS發(fā)送的“0”、“1”數(shù)量保持基本一致。這樣，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)趨于直流平衡，使信號(hào)對(duì)傳輸線的電磁干擾減少，提高信號(hào)傳輸?shù)目煽啃浴?.差分信號(hào)利用兩引腳間電壓差來(lái)傳送信號(hào)。二、HDMI與分辨率PCLK：像素時(shí)鐘以1920x1080p/60hz為例：1920*1080*60=124.4MHz以1280x720p/60hz為例：1280*720*60=55.3MHz帶寬：

4、1s內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量（bit）4K頻率需要的帶寬：選最常用的3840x2160分辨率，色深的話常用的是8位，RGB三色就是24bit，我們的目標(biāo)是60Hz刷新率(60fps) 3840*2160*24bit*60fps=11.94GbpsHDMI1.4像素時(shí)鐘高達(dá)340MHz，即最大帶寬是： 340MHz*10bit（10bit編碼）*3（3個(gè)數(shù)據(jù)通道）=10.2Gbps但是由于HDMI采用的是8bit/10bit編碼方式，實(shí)際效率是理論值的80%，所以10.2Gbps能傳輸?shù)淖畲笠曨l帶寬是10.2*0.8=8.1Gbps推薦精選HDMI 基本知識(shí)1、HDMI基本概念高清晰度多媒體接口(英文:H

5、ighDefinition Multimedia Interface，HDMI)是一種數(shù)字化視頻/音頻接口技術(shù)，是適合影像傳輸?shù)膶Ｓ眯蛿?shù)字化接口，其可同時(shí)傳送音頻和影像信號(hào)，最高數(shù)據(jù)傳輸速度為2.25GB/s，HDMI，英文全稱是HighDefinition Multimedia Interface，中文名稱是高清晰多媒體接口的縮寫。HDMI能高品質(zhì)地傳輸未經(jīng)壓縮的高清視頻和多聲道音頻數(shù)據(jù)，最高數(shù)據(jù)傳輸速度為5Gbps。同時(shí)無(wú)需在信號(hào)傳送前進(jìn)行數(shù)/?；蛘吣?數(shù)轉(zhuǎn)換，可以保證最高質(zhì)量的影音信號(hào)傳送。HDMI的全稱是“HighDefinition Multimedea Interface”，即高清

6、晰度多媒體接口。2002年4月，來(lái)自電子電器行業(yè)的7家公司日立、松下、飛利浦、SiliconImage、索尼、湯姆遜、東芝，共同組建了HDMI接口組織HDMIFounders（HDMI論壇），開始著手制定一種符合高清時(shí)代標(biāo)準(zhǔn)的全新數(shù)字化視頻/音頻接口技術(shù)。HDMI技術(shù)是在DVI（DigitalVideo Interface)的基礎(chǔ)上推出的，它克服了DVI的缺點(diǎn)，并有了很大的發(fā)展，滿足了數(shù)字化時(shí)代傳輸高質(zhì)量圖形影像的要求。HDMI標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展歷史：2002年12月9日，HDMI1.0版正式發(fā)布，標(biāo)志著HDMI技術(shù)正式登上歷史舞臺(tái)。2004年1月，HDMI1.1版發(fā)布。2005年8月，HDMI1.2

7、版發(fā)布。2005年12月，HDMI1.2a版發(fā)布。2006年6月，HDMI1.3版發(fā)布。2009年6月，HDMI1.4版發(fā)布。2010年3月，HDMI1.4a版發(fā)布，也是最新的一個(gè)版本。HDMI標(biāo)準(zhǔn)的主要特性和優(yōu)勢(shì)：1.更好的抗干擾性能，能實(shí)現(xiàn)最長(zhǎng)20米的無(wú)增益?zhèn)鬏敗?.針對(duì)大尺寸數(shù)字平板電視分辨率進(jìn)行優(yōu)化，兼容性好。推薦精選3.支持EDID和DDC2B標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備之間可以智能選擇最佳匹配的連接方式。4.擁有強(qiáng)大的版權(quán)保護(hù)機(jī)制（HDCP），有效防止盜版現(xiàn)象。5.支持24bit色深處理（RGB、YCbCr4-4-4、YCbCr4-2-2）。6.完全兼容DVI接口標(biāo)準(zhǔn)。7.支持熱插拔技術(shù)。8.一根線

8、纜實(shí)現(xiàn)數(shù)字音頻、視頻信號(hào)同步傳輸，有效降低使用成本和繁雜程度?，F(xiàn)在，HDMI正在成為高清時(shí)代普及率最高效率最高的數(shù)字接口。在任何一臺(tái)PC和平板電視上，HDMI接口都成了標(biāo)準(zhǔn)化的配置。2、HDMI接口定義HDMI接口有四種: A類(19腳)，A類(HDMI轉(zhuǎn)接口DVI-D 29腳) B類(29腳)，B類(HDMI轉(zhuǎn)接口DVI-D 29腳)表為A類、B類HDMI連接器以及DVI/HDMI轉(zhuǎn)換線纜的管腳引出線。2.1 A類HDMI連接器PinSignal1TMDS Data2+2TMDS Data2 Shield3TMDS Data24TMDS Data1+5TMDS Data1 Shield6TM

9、DS Data17TMDS Data0+8TMDS Data0 Shield9TMDS Data010TMDS Clock+11TMDS Clock Shield12TMDS Clock13CEC14Reserved (N.C. on device)15SCL推薦精選16SDA17DDC/CEC Ground18+ 5V19Hot Plug Detect2.2 B類HDMI連接器PinSignal1TMDS Data2+2TMDS Data2 Shield3TMDS Data2-4TMDS Data1+5TMDS Data1 Shield6TMDS Data1-7TMDS Data0+8TMD

10、S Data0 Shield9TMDS Data0-10TMDS Clock+11TMDS Clock Shield12TMDS Clock-13TMDS Data5+14TMDS Data5 Shield15TMDS Data5-16TMDS Data4+17TMDS Data4 Shield18TMDS Data4-19TMDS Data3+20TMDS Data3 Shield21TMDS Data3-22CEC23Reserved (N.C. on device)24Reserved (N.C. on device)25SCL26SDA27DDC/CEC Ground28+5V29Ho

11、t Plug Detect2.3 A類HDMI接口轉(zhuǎn)接DVI-DHDMI PinSignalWireDVI-D Pin推薦精選1TMDS Data2+A22TMDS Data2 ShieldB33TMDS Data2-A14TMDS Data1+A105TMDS Data1 ShieldB116TMDS Data1-A97TMDS Data0+A188TMDS Data0 ShieldB199TMDS Data0-A1710TMDS Clock+A2311TMDS Clock ShieldB2212TMDS Clock-A2413CECN.C.N.C.14ReservedN.C.N.C.15S

12、CLC616DDCC717DDC/CEC GroundD1518+5V5V1419Hot Plug DetectC1620Not Connected421Not Connected522Not Connected1223Not Connected1324Not Connected2025Not Connected2126Not Connected82.4 B類HDMI接口轉(zhuǎn)接DVI-DHDMI PinSignalWireDVI-D Pin1TMDS Data2+A22TMDS Data2 ShieldB33TMDS Data2-A14TMDS Data1+A105TMDS Data1 Shie

13、ldB116TMDS Data1-A97TMDS Data0+A188TMDS Data0 ShieldB199TMDS Data0-A1710TMDS Clock+A2311TMDS Clock ShieldB22推薦精選12TMDS Clock-A2413TMDS Data5+A2114TMDS Data5 ShieldB1915TMDS Data5-A2016TMDS Data4+A517TMDS Data4 ShieldB318TMDS Data4-A419TMDS Data3+A1320TMDS Data3 ShieldB1121TMDS Data3-A1222CECN.C.N.C.

14、23ReservedN.C.N.C.24ReservedN.C.N.C.25SCLC626DDCC727DDC/CEC GroundD1528+5V5V1429Hot Plug DetectC16Not ConnectedN.C.82.5 主要引腳介紹2.5.1 英文介紹The HDMI PlugAs illustrated inFigurebelow, an HDMI connector contains 19 pins, which include:TMDS data channels (6 pins):these carry the digital datarepresenting au

15、dio and video. Video data are always sent in an uncompressedformat and includes horizontal and vertical blanking intervals. Audio data,which can consist of any compressed,non-compressed, PCM, single ormulti-channelformats (including the new DTS-HD Master Audio and Dolby TrueHD formats forblue laser

16、DVDs), fit into the video blanking intervals and are sent as HDMIpackets.TMDS clock channel(2 pins):this is a reference clock signal that enables thereceiving device to robustly recover the data stream.推薦精選Consumer Electronics Control (CEC) (1 pin):this is anoptional feature in HDMI devices. It is a

17、 dedicated control bus that enablesdevices to automatically control other attached devices. See detailed descriptionof CEC below.Display Data Channel(DDC) (1 pin):this is an I2C bus that is usedfor devices to convey their capability information to other devices, and isalso used for HDCP authenticati

18、on and encryption.+5V power (1 pin):supplies low current, +5V DC power for the purpose of reading theEDID ROM contained in the display.Hot Plug Detect (1pin):a signal intended to convey to the source that a hotplug event has occurred (such as a cable that has been unplugged), whichtypically results

19、in the source re-initializing the HDMI link.TMDS Shield Lines (4pinsdesignated in yellow):Each of the four TMDS channels iscarried in the cable with a shielded twisted pair of wires. The shields, usedto minimize cross-talk and EMI emissions, are attached to ground at both endsof the cable.CEC/DDC Gr

20、ound (1pin):Used for the current return for all non-TMDS signals.2.5.2 中文介紹1: DDC_SCL和DDC_SDA用處:DDC（顯示數(shù)據(jù)通道）主要用于HDMI源端設(shè)備（Source）與接收端設(shè)備（Sink）之間進(jìn)行EDID數(shù)據(jù)及HDCP密鑰的交流。通過(guò)EDID交流，源端設(shè)備可以了解到接收端設(shè)備音視頻的接收能力；通過(guò)HDCPKey的交流，可以實(shí)時(shí)的進(jìn)行數(shù)據(jù)流的內(nèi)容保護(hù)認(rèn)證，從而達(dá)到數(shù)據(jù)內(nèi)容保護(hù)的目的。2:DDC的電路:DDC的電路方式與I2C電路相同，因此在DDC電路設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者要考慮到DDC線路的電平。按照HDMI1.3

21、a規(guī)范，HDMI源端DDC的上拉電阻最小為1.5k，考慮到HDMI認(rèn)證中DDC電平的要求（在4.55.5V之間），將DDC信號(hào)均通過(guò)10k的電阻上拉到HDMI接口的第18引腳（HDMI源端5V電源）。經(jīng)計(jì)算，源端與接收端的DDC總上拉電阻的最小值為R總上拉min=1.5k10k=1.3k。經(jīng)測(cè)試，接收端DDC的電平約為4.68V，因此滿足HDMI認(rèn)證要求；而DDC總上拉電阻的最小值1.3k也滿足I2C的規(guī)范。推薦精選3: CEC: 消費(fèi)類電子控制CEC（消費(fèi)類電子控制）操作是HDMI接口的一個(gè)重要擴(kuò)展功能，它采用“一線”（OneWire）通信方式，將HDMI的設(shè)備連通起來(lái)，使HDMI設(shè)備之間的

22、操作簡(jiǎn)單化。即接收端有多個(gè)HDMI接口,將一臺(tái)HDMI輸出和所有HDMI輸出必須連接在一起，其中一臺(tái)設(shè)備斷電時(shí)應(yīng)該不影響其他設(shè)備的工作。如果接收端采用PS321（三選一HDMI開關(guān)）采用內(nèi)置的EDID緩存區(qū)來(lái)配置，那么PS321的CEC操作設(shè)計(jì)主要是CEC物理地址的分配。具體見HDMISpecification13a4：HPD：Hotplug熱插拔HPD（Hotplug熱插拔）操作設(shè)計(jì)是HDMI接口軟件設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它是由接收端設(shè)備（Sink）發(fā)出的，在與HDMI源端設(shè)備（Source）之間建立正式通信的前奏信號(hào)。HPD信號(hào)電平為高時(shí)表示接收端設(shè)備已經(jīng)準(zhǔn)備好了，允許源端設(shè)備訪問(wèn)接收端設(shè)備

23、。在HPD操作的軟件設(shè)計(jì)中，要考慮如下兩個(gè)因素。一是HDMI源端設(shè)備輸出的電源腳（HDMI接收端插座的第18引腳）的檢測(cè)。如果HDMI接收端插座的第18引腳為低電平，表示HDMI源端設(shè)備未準(zhǔn)備好，此時(shí)接收端設(shè)備應(yīng)把HPD信號(hào)置低電平；如果HDMI接收端插座的第18引腳為高電平，表示HDMI源端設(shè)備已準(zhǔn)備好，此時(shí)接收端設(shè)備根據(jù)自身的情況可以有選擇的將HPD信號(hào)置高電平，以通知HDMI源端設(shè)備，表明接收端設(shè)備也準(zhǔn)備好。二是源端與接收端通信失敗下的模擬HPD操作。當(dāng)HDMI源端與接收端的通信剛建立時(shí)可能出現(xiàn)HDCP-KEY讀取失敗或EDID數(shù)據(jù)讀取錯(cuò)誤的情況，造成HDMI工作不正常，此時(shí)為了恢復(fù)正常

24、的通信，需要進(jìn)行模擬的HPD操作，即由接收端設(shè)備將HPD信號(hào)從高電平拉為低電平，HPD低電平持續(xù)100ms左右，再拉回高電平，這樣源端設(shè)備會(huì)檢測(cè)HPD信號(hào)的跳變，重新發(fā)起讀取操作，為建立正常通信做進(jìn)一步的嘗試。這種軟件模擬HPD的操作可以在不需要人為熱插拔操作的協(xié)助下以模擬硬插拔的方式來(lái)重建HDMI的正常通信，從而可以消除通信不穩(wěn)定引起的故障。B類HDMI連接器2.5.3 其它介紹TMDS通道 傳送音頻，視頻，以及各種輔助數(shù)據(jù) 信號(hào)編碼方式：遵循DVI 1.0規(guī)格。Single-link (Type A HDMI) or dual-link (Type B HDMI). 視頻像素帶寬：從25

25、MHz到340 MHz (Type A, HDMI 1.3) 或至 680MHz (Type B). 帶寬低于25MHz的視頻信號(hào)如NTSC 480i將以倍頻方式輸出。每個(gè)像素的容許數(shù)據(jù)量從24位至48位。支持每秒120張畫面 1080p分辨率畫面?zhèn)魉鸵约癢QSXGA分辨率 1. 推薦精選 像素編碼方式：RGB 4:4:4, YCbCr 4:4:4 (8-16 bits per component); YCbCr 4:2:2 (12 bits per component) 音頻采樣率：32kHz, 44.1kHz, 48kHz, 88.2kHz, 96kHz, 176.4kHz, 192kHz

26、. 音頻聲道數(shù)量：最大8聲道。 音頻流規(guī)格：IEC61937兼容流，包括高流量無(wú)損信號(hào)如Dolby TrueHD, DTS-HD Master AudioCEC通道 CEC全文為Consumer Electronics Control 用來(lái)傳送工業(yè)規(guī)格的AV Link協(xié)議信號(hào)，以便支持單一遙控器操作多臺(tái)AV機(jī)器 為單芯線雙向串行總線DDC通道 DDC全文為Display Data Channel 傳送端與接收端可利用DDC通道得知彼此的傳送與接收能力，但HDMI僅需單向獲知接收端(顯示器)的能力。 使用100kHz時(shí)鐘頻率的IC信號(hào) 傳送數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為VESAEnhanced EDID (V1.3

27、).SerialClock（簡(jiǎn)稱SCL）和SerialData（簡(jiǎn)稱SDA)SCL,SDA:這兩支腳位是用來(lái)讓source(DVD) 和 display (TV)作溝通,在電視內(nèi)部都有一個(gè)記憶體,內(nèi)部存放了有關(guān)這臺(tái)電視所支持的分辨率,例如:720P 或1080P,如果source(DVD)不知道 目前所連接的電視所支持的電視分辨率是多少時(shí),source(DVD) 就不知道要放送出什么分辨率的訊號(hào),因此在一開始source(DVD)會(huì)透過(guò)這兩支腳位去讀取電視所支持的分辨率,當(dāng)source(DVD) 知道后source(DVD) 才放送出符合電視分辨率的影像畫面其中SCL是時(shí)鐘(CLOCK)腳位,

28、SDA是資料腳位CEC簡(jiǎn)化數(shù)字家庭的操作，一個(gè)遙控器可以控制所有支持HDMI的數(shù)字產(chǎn)品 現(xiàn)時(shí)在很多不同品牌上都可看到CEC的身影，只是每一制造商給它的名字有異。 如松下電器(Panasonic)的VIERA Link，三星電子(Samsung)的Anynet+，LG電子的SIMPLINK，索尼(Sony)的BRAVIA SYNC，索普(Sharp)的Fami Link等。功能上大致都是借著CEC信號(hào)讓用者可控制HDMI接口上所連接的裝置。如單鍵播放(One Touch Play)，系統(tǒng)待機(jī)(System Standby)。 即是如果用者將影碟放進(jìn)藍(lán)光播放器時(shí)，電視會(huì)由于CEC信號(hào)的通知而自動(dòng)開

29、機(jī)，然后視頻通道亦會(huì)自動(dòng)切換到播放器連接的通道上。而當(dāng)用者關(guān)掉電視時(shí)，CEC信號(hào)亦會(huì)通知HDMI相連接的裝置一同進(jìn)入待機(jī)。由于這樣，所以就可以完全變成單一遙控器控制所有HDMI連接的裝置。推薦精選CEC簡(jiǎn)化數(shù)字家庭的操作，一個(gè)遙控器可以控制所有支持HDMI的數(shù)字產(chǎn)品現(xiàn)時(shí)在很多不同品牌上都可看到CEC的身影，只是每一制造商給它的名字有異。 如松下電器(Panasonic)的VIERA Link，三星電子(Samsung)的Anynet+，LG電子的SIMPLINK，索尼(Sony)的BRAVIA SYNC，索普(Sharp)的Fami Link等。功能上大致都是借著CEC信號(hào)讓用者可控制HDMI

30、接口上所連接的裝置。如單鍵播放(One Touch Play)，系統(tǒng)待機(jī)(System Standby)。 即是如果用者將影碟放進(jìn)藍(lán)光播放器時(shí)，電視會(huì)由于CEC信號(hào)的通知而自動(dòng)開機(jī)，然后視頻通道亦會(huì)自動(dòng)切換到播放器連接的通道上。而當(dāng)用者關(guān)掉電視時(shí)，CEC信號(hào)亦會(huì)通知HDMI相連接的裝置一同進(jìn)入待機(jī)。由于這樣，所以就可以完全變成單一遙控器控制所有HDMI連接的裝置。HDMI，英文全稱是High DefinitionMultimedia Interface，中文名稱是高清晰多媒體接口的縮寫。2002年4月，日立、松下、飛利浦、索尼、湯姆遜、東芝和Silicon Image七家公司聯(lián)合組成HDMI組

31、織。HDMI能高品質(zhì)地傳輸未經(jīng)壓縮的高清視頻和多聲道音頻數(shù)據(jù)，最高數(shù)據(jù)傳輸速度為5Gbps。同時(shí)無(wú)需在信號(hào)傳送前進(jìn)行數(shù)/?；蛘吣?數(shù)轉(zhuǎn)換，可以保證最高質(zhì)量的影音信號(hào)傳送。HDMI不僅可以滿足目前最高畫質(zhì)1080P的分辨率，還能支持DVD Audio等最先進(jìn)的數(shù)字音頻格式，支持八聲道96kHz或立體聲192kHz數(shù)碼音頻傳送，而且只用一條HDMI線連接，免除數(shù)字音頻接線。同時(shí)HDMI標(biāo)準(zhǔn)所具備的額外空間可以應(yīng)用在日后升級(jí)的音視頻格式中。足以應(yīng)付一個(gè)1080p的視頻和一個(gè)8聲道的音頻信號(hào)。而因?yàn)橐粋€(gè)1080p的視頻和一個(gè)8聲道的音頻信號(hào)需求少于4GB/s，因此HDMI還有很大余量。這允許它可以用一

32、個(gè)電纜分別連接DVD播放器，接收器和PRR。此外HDMI支持EDID、DDC2B，因此具有HDMI的設(shè)備具有“即插即用”的特點(diǎn)，信號(hào)源和顯示設(shè)備之間會(huì)自動(dòng)進(jìn)行“協(xié)商”，自動(dòng)選擇最合適的視頻/音頻格式。與DVI相比HDMI接口的體積更小，而且可同時(shí)傳輸音頻及視頻信號(hào)。DVI的線纜長(zhǎng)度不能超過(guò)8米，否則將影響畫面質(zhì)量，而HDMI最遠(yuǎn)可傳輸15米。只要一條HDMI纜線，就可以取代最多13條模擬傳輸線，能有效解決家庭娛樂(lè)系統(tǒng)背后連線雜亂糾結(jié)的問(wèn)題。優(yōu)點(diǎn)：HDMI規(guī)格的接口在保持高品質(zhì)的情況下能夠以數(shù)碼的形式傳輸未經(jīng)壓縮的高分辨率視頻和多聲道音頻的數(shù)據(jù)。 其卓越性能超越了以往所有的產(chǎn)品。 HDMI規(guī)格的

33、連接器采用單線連接，取代了產(chǎn)品背后的復(fù)雜的線纜。采用HDMI規(guī)格接口的線纜沒(méi)有長(zhǎng)度的限制。比如：DVI的線纜長(zhǎng)度不能超過(guò)8米，否則將影響畫面質(zhì)量，而符合HDMI規(guī)格的產(chǎn)品則沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題。 推薦精選HDMI規(guī)格可搭配寬帶數(shù)字內(nèi)容保護(hù)（HDCP），以防止具有著作權(quán)的影音內(nèi)容遭到未經(jīng)授權(quán)的復(fù)制。2.5.4 HDMI的EDID博客：EDID（Extended DisplayIdentification Data）擴(kuò)展顯示標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)，是VESA組織制定的PC顯示器的顯示格式規(guī)范。EDID中包含有關(guān)顯示器及其性能的參數(shù)，包括供應(yīng)商信息、最大圖像大小、顏色設(shè)置、廠商預(yù)設(shè)置、頻率范圍的限制以及顯示器名和序列號(hào)的

34、字符串。這些信息保存在顯示器的EEPROM中，通過(guò)一個(gè)DDC（Display Data Channel）與系統(tǒng)進(jìn)行通信。這是在顯示器和PC圖形適配器之間進(jìn)行的。EDID發(fā)展到現(xiàn)在已有很多版本，最新版本的EDID還可以在CRT、LCD以及將來(lái)的顯示器類型中使用，這是因?yàn)镋DID提供了幾乎所有顯示參數(shù)的通用描述。一個(gè)HDMI設(shè)備的EDID通常包含兩個(gè)模塊，第一個(gè)是EDID1.3的數(shù)據(jù)模塊，第二個(gè)是CEA861B模塊。HDMI規(guī)范規(guī)定，EDID的第一個(gè)128Byte必須是符合EDID1.3的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，第二個(gè)128Byte必須是符合EIA/CEA-861B的CEAEDID時(shí)序擴(kuò)展數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。一、E-ED

35、ID的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)下圖是EDID1.3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其字段詳細(xì)說(shuō)明：二、CEA-861B數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)下面是CEA-861B數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及各字段詳細(xì)說(shuō)明：EDID是HDMI接口的一個(gè)重要組成部分。HDMI接口的發(fā)送端和接收端，通過(guò)EDID來(lái)協(xié)商雙方傳輸?shù)母黜?xiàng)參數(shù)。比如，HDMI接口的發(fā)送端通過(guò)讀取接收端的EDID數(shù)據(jù)，來(lái)判斷接收端顯示器的掃描方式（是1080P，1080i，還是480P，等）、顯示器的信息、顯示器可接收的信號(hào)的范圍、顯示器的接收端是否為HDMI設(shè)備，等等。HDMI以其優(yōu)異的性能被廣泛使用在高清圖像傳輸中。HDMI雙方以什么方式傳輸圖像，依賴于接收端EDID數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。EDID數(shù)據(jù)決定了接收端

36、顯示設(shè)備的屬性。發(fā)送端靠從接收設(shè)備讀來(lái)的EDID判斷監(jiān)視器的屬性，決定用什么方式傳輸圖像。如果EDID設(shè)置不正確，系統(tǒng)就有可能不能正確識(shí)別HDMI設(shè)備，不能以高清格式傳輸圖像。因此，EDID的設(shè)置至關(guān)重要。本文詳細(xì)分析了EDID各字段的含義，正確設(shè)置EDID可以實(shí)現(xiàn)HDMI設(shè)備之間高清圖像的傳輸。推薦精選2.5.5 HDMI的TMDS博客：HDMI采用和DVI相同的傳輸原理TMDS（Transition Minimized Differential signal），最小化傳輸差分信號(hào)。TMDS支持高達(dá)225MHz的傳輸速率，一個(gè)傳輸鏈路能滿足高達(dá)2048*1536分辨率的電視信號(hào)。TMDS傳輸

37、系統(tǒng)分為分為兩個(gè)部分：發(fā)送端和接收端。TMDS發(fā)送端收到HDMI接口傳來(lái)的表示RGB信號(hào)的24位并行數(shù)據(jù)（TMDS對(duì)每個(gè)像素的RGB三原色分別按8bit編碼，即R信號(hào)有8位，G信號(hào)有8位，B信號(hào)有8位），然后對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和并/串轉(zhuǎn)換，再將表示3個(gè)RGB信號(hào)的數(shù)據(jù)分別分配到獨(dú)立的傳輸通道發(fā)送出去。接收端接收來(lái)自發(fā)送端的串行信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行解碼和串/并轉(zhuǎn)換，然后發(fā)送到顯示器的控制端。與此同時(shí)也接收時(shí)鐘信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)同步。一、TMDS的原理每一個(gè)TMDS鏈路都包括3個(gè)傳輸RGB信號(hào)的數(shù)據(jù)通道和1個(gè)傳輸時(shí)鐘信號(hào)的通道。每一個(gè)數(shù)據(jù)通道都通過(guò)編碼算法，將8位的視、音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成最小化傳輸、直流平衡的10

38、位數(shù)據(jù)。這使得數(shù)據(jù)的傳輸和恢復(fù)更加可靠。最小化傳輸差分信號(hào)是通過(guò)異或及異或非等邏輯算法將原始8位信號(hào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成10位，前8為數(shù)據(jù)由原始信號(hào)經(jīng)運(yùn)算后獲得，第9位指示運(yùn)算的方式，第10位用來(lái)對(duì)應(yīng)直流平衡。一般來(lái)說(shuō)，HDMI傳輸?shù)木幋a格式中要包含視頻數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)包（數(shù)據(jù)包中包含音頻數(shù)據(jù)和附加信息數(shù)據(jù)，例如糾錯(cuò)碼等）。TMDS每個(gè)通道在傳輸時(shí)要包含一個(gè)2bit的控制數(shù)據(jù)、8bit的視頻數(shù)據(jù)或者4bit的數(shù)據(jù)包即可。在HDMI信息傳輸過(guò)程中，可以分為三個(gè)階段：視頻數(shù)據(jù)傳輸周期、控制數(shù)據(jù)傳輸周期和數(shù)據(jù)島傳輸周期，分別對(duì)應(yīng)上述的三種數(shù)據(jù)類型。下面介紹TMDS中采用的技術(shù)：1.傳輸最小化8位數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)編

39、碼和直流平衡得到10位最小化數(shù)據(jù)，這仿佛增加了冗余位，對(duì)傳輸鏈路的帶寬要求更高，但事實(shí)上，通過(guò)這種算法得到的10位數(shù)據(jù)在更長(zhǎng)的同軸電纜中傳輸?shù)目煽啃栽鰪?qiáng)了。下圖是一個(gè)例子，說(shuō)明對(duì)一個(gè)8位的并行RED數(shù)據(jù)編碼、并/串轉(zhuǎn)換。第一步：將8位并行RED數(shù)據(jù)發(fā)送到TMDS發(fā)送端。推薦精選第二步：并/串轉(zhuǎn)換.第三步：進(jìn)行最小化傳輸處理，加上第9位，即編碼過(guò)程。第9位數(shù)據(jù)稱為編碼位。2.直流平衡直流平衡（DC-balanced）就是指在編碼過(guò)程中保證信道中直流偏移為零。方法是在原來(lái)的9位數(shù)據(jù)的后面加上第10位數(shù)據(jù)，這樣，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)趨于直流平衡，使信號(hào)對(duì)傳輸線的電磁干擾減少，提高信號(hào)傳輸?shù)目煽啃浴?.差分信號(hào)

40、TMDS差分傳動(dòng)技術(shù)是一種利用2個(gè)引腳間電壓差來(lái)傳送信號(hào)的技術(shù)。傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)值（“0”或者“1”）由兩腳間電壓正負(fù)極性和大小決定。即，采用2根線來(lái)傳輸信號(hào)，一根線上傳輸原來(lái)的信號(hào)，另一根線上傳輸與原來(lái)信號(hào)相反的信號(hào)。這樣接收端就可以通過(guò)讓一根線上的信號(hào)減去另一根線上的信號(hào)的方式來(lái)屏蔽電磁干擾，從而得到正確的信號(hào)。如下圖所示：另外，還有一個(gè)顯示數(shù)據(jù)通道（DDC），是用于讀取表示接收端顯示器的清晰度等顯示能力的擴(kuò)展顯示標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)(EDID)的信號(hào)線。搭載HDCP（High-bandwidth Digital Content Protection，高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護(hù)技術(shù)）的發(fā)送、接收設(shè)備之間也利用DD

41、C線進(jìn)行密碼鍵的認(rèn)證。二、HDMI的帶寬和TMDS的關(guān)系HDMI電路中的時(shí)鐘頻率在最初制定時(shí)范圍在25MHz-165MHz之間，也就是說(shuō)一個(gè)TMDS通道每秒最多能傳輸165MHz10bit=1.65Gbit的數(shù)據(jù)，3個(gè)TMDS通道一秒就可以傳輸1.653=4.95Gbit的數(shù)據(jù)，再加上控制數(shù)據(jù)，用標(biāo)準(zhǔn)方法表示就是4.96Gbps的帶寬。而如果用像素點(diǎn)來(lái)表示，那就是一秒可以傳輸顯示1.65G個(gè)像素點(diǎn)（一個(gè)完整的像素點(diǎn)信息由R/G/B三原色信息構(gòu)成）所需要的數(shù)據(jù)量。而HDTV最高標(biāo)準(zhǔn)：像素位1920*1080，逐行掃描，幀頻為30，假設(shè)每幀掃描兩次，在1秒內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)量為19201080302=1

42、.25G像素點(diǎn)。另外還有音頻數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)。由此可見，一個(gè)TMDS鏈路可以傳輸一個(gè)高清節(jié)目。2.5.6 HDMI的HDCP博客：推薦精選HDCP（High-bandwidthDigital Content Protection），即高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護(hù)技術(shù)。HDTV時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，為了適應(yīng)高清電視的高帶寬，出現(xiàn)了HDMI。HDMI是一種高清數(shù)字接口標(biāo)準(zhǔn)，它可以提供很高的帶寬，無(wú)損地傳輸數(shù)字視頻和音頻信號(hào)。為了保證HDMI或者DVI傳輸?shù)母咔逦盘?hào)不會(huì)被非法錄制，就出現(xiàn)了HDCP技術(shù)。HDCP技術(shù)規(guī)范由Intel領(lǐng)頭完成，當(dāng)用戶對(duì)高清晰信號(hào)進(jìn)行非法復(fù)制時(shí)，該技術(shù)會(huì)進(jìn)行干擾，降低復(fù)制出來(lái)的影像的質(zhì)量，

43、從而對(duì)內(nèi)容進(jìn)行保護(hù)。HDCP的保護(hù)原理：HDCP技術(shù)在影音內(nèi)容的整個(gè)傳送過(guò)程中都實(shí)施了保護(hù)。例如在電腦平臺(tái)上，受到HDCP技術(shù)保護(hù)的影音內(nèi)容在輸出時(shí)，微軟操作系統(tǒng)中的COPP（CertifiedOutput Protection Protocol，認(rèn)證輸出保護(hù)協(xié)議）驅(qū)動(dòng)首先會(huì)驗(yàn)證顯卡，只有支持HDCP的顯卡才能實(shí)現(xiàn)內(nèi)容的輸出；隨后操作系統(tǒng)會(huì)認(rèn)證顯示設(shè)備的密鑰，只有符合HDCP要求的設(shè)備才能最終顯示顯卡傳送來(lái)的影音內(nèi)容。在整個(gè)傳輸過(guò)程中，發(fā)送端和接收端都存儲(chǔ)了一個(gè)可用密鑰集，這些密鑰都被秘密地存儲(chǔ)起來(lái)，發(fā)送端和接收端根據(jù)密鑰進(jìn)行加密解密運(yùn)算。在加解密運(yùn)算中還要加入一個(gè)特別的值KSV（KeySel

44、ection Vector，密匙選擇矢量）。支持HDCP的每個(gè)設(shè)備都會(huì)有一個(gè)唯一的KSV序列號(hào)，發(fā)送端和接收端的密碼處理單元會(huì)核對(duì)對(duì)方的KSV值，以確定連接是合法的。其詳細(xì)過(guò)程為：發(fā)送端會(huì)由自己的密碼引擎產(chǎn)生一個(gè)64bit的偽隨機(jī)序列An，并將其和自己的KSV同時(shí)發(fā)送給接收端。接收端會(huì)隨后反饋回自己的KSV和Repeater位。兩個(gè)KSV必須符合正確的格式，都由20個(gè)0和20個(gè)1組成。發(fā)送端和接收端的密碼處理單元會(huì)獨(dú)立地計(jì)算出各自的R0、Mo和Ks的值，然后將兩個(gè)R0值進(jìn)行比較，只有在兩者完全吻合的情況下才會(huì)通過(guò)認(rèn)證。在加密過(guò)程中，HDCP會(huì)對(duì)每個(gè)像素進(jìn)行處理，使畫面變得毫無(wú)規(guī)律、無(wú)法識(shí)別。而只有相互認(rèn)證同步（？）后的發(fā)送端和接收端才能進(jìn)行解密運(yùn)算，還原數(shù)據(jù)。關(guān)于HDCP采用的加密方式?jīng)]有找到資料以供研究。在解密過(guò)程中，HDCP系統(tǒng)會(huì)每2秒鐘進(jìn)行一次連接確認(rèn)；同時(shí)每128幀畫面進(jìn)行一次發(fā)送端和接收端的同步識(shí)別（？），以確保連接同步。另外，為了應(yīng)對(duì)密鑰泄漏的情況，HDCP特別建立了密鑰撤銷機(jī)制。每個(gè)支持HDCP的設(shè)備的密鑰集KSV都是唯一的，HDCP系統(tǒng)會(huì)將收到的KSV與撤銷列表中的KSV進(jìn)行比較和查找，如果接收到的KSV出現(xiàn)在撤銷列表中，則表明這個(gè)KSV是非法的，認(rèn)證過(guò)程會(huì)失敗。這個(gè)撤銷密匙列表包含在HDCP對(duì)應(yīng)的多媒體數(shù)據(jù)中，并且能自動(dòng)更新。總結(jié)：HDCP協(xié)議是用來(lái)防