1、 HYPERLINK 進一步理解HDMI接口-03-21 15:008205人閱讀 HYPERLINK l comments 評論(0) HYPERLINK javascript:void(0); o 收藏 t _blank 收藏 HYPERLINK l report o 舉報 舉報分類：hdmi（1）一、HDMI接口的工作原理這張圖是HDMI接口的架構示意圖。從左邊的信號源中你可以看到，HDMI接口的信源可以是任何支持HDMI輸出的設備，而接入端也可以是任何帶有HDMI輸 入接口的設備。無論她們是音頻設備、視頻設備還是控制設備，HDMI接口都可以應用其中。在HDMI接口中的數據信號采用的是T

2、MDS最小化傳播差分信號合同。這種數據傳播合同曾經在DVI接口上得到廣泛的應用。而HDMI接口上的數據信號也沿用了這種合同。這種合同會將原則8bit數據轉換為10bit信號，并且在轉換過程中使用微分傳送。微分傳送這種技術也曾經被廣泛的應用于千兆以太網的數據傳播中。在HDMI接口中音頻、視頻數據的傳播時可以使用三條TMDS數據通道。視頻信息在傳送時被轉換城持續的24bit像素數據，每個時鐘周期可以傳送10bit的數據。像素時鐘周期傳播比率大概在25MHz至165MHz之間。一般來說原則的NTSC 480i隔行信號的像素時鐘傳播比率大概為13.5MHz。若傳播信號的比率不不小于25MHz，HDMI

3、會采用自動循環技術彌補碼率，將信號的碼率提高到25MHz的水平。而HDMI接口最高每秒可以傳播165M像素的數據量，這個數據吞吐能力是相稱驚人的。在將來一段時間內足以應付高碼率，高數據流家用電器的信號傳播任務。HDTV最高的原則是1080p，它每屏的辨別率為1920X1080，若每秒傳播60幀圖像（1080p60），那么最后的像素時鐘傳播比率為124.4MHz。由此看來HDMI接口完全可以沉著應付當今的消費電子產品的各項應用。固然HDMI也支持雙接口并聯模式，那樣可以提供驚人的330MHz傳播比率。但是目前這種雙并聯HDMI接口不會用于一般消費階層。在HDMI中所采用的視頻信號的編碼方式為RG

4、B格式，如YCbCr 4:4:4 或YCbCr 4:2:2格式，她們每個像素都是24bit。YCbCr是一種數字視頻信號的格式，它與YPbPr格式相類似。（目前DVD播放機的分量輸出都是使用YCbCr/YPbPr格式）這種視頻信號原則也就是我們常常所說的“YUY”。Y的意思是亮度，它并不帶有圖像顏色的信息。只是負責記錄圖像中黑色與白色信息。Cb是圖像中藍色與亮度的差別值（B-Y），而Cr是紅色與亮度之間的差別值（R-Y）。 那么Y、Cb、Cr這三個值就定義了視頻編碼時的采樣率。而上文中的“4”代表使用NTSC或PAL制式時的采樣率，即13.5MHz。那么我們看到的4:4:4，意思就是Y、Cb、

5、Cr的編碼采樣率各是13.5MHz。而我們看到的4:2:2格式中Cb、Cr的采樣率各是6.75MHz。那么目前你就能很明顯的辨別出上面兩個YCbCr格式中哪個視頻質量更好了。在HDMI接口中，音頻信號可以使用2至8聲道，每個聲道的采樣率為192KHz。此外HDMI接口也提供了DDC顯示數據通道，它會向視頻接受裝置發送配備信息和數據格式信息。接受裝置可以讀取這些E-EDID增強擴展顯示辨認數據的信息。最后HDMI接口也提供了CEC消費電子控制通道，通過這條通道可以控制視聽設備的工作。二、HDMI接口連接器按照電氣構造和物理形狀的區別，HDMI接口可以分為Type A 、Type B、 Type

6、C三種類型。每種類型的接口分別由用于設備端的插座和線材端的插頭構成，使用5V低電壓驅動，阻抗都是100歐姆。這三種插頭都可以提供可靠的TMDS連接。Type A型接口A型是原則的19針HDMI接口，普及率最高。A型的插座成扁平的“D”型，上寬下窄。接口外側設有一圈厚度為0.5毫米的金屬材質屏蔽層，避免來自外界的多種干擾信號。其中用于設備端的插座內徑最寬處14毫米，高4.55毫米。19跟引腳在中心位置分兩層排列。每根引腳的寬度為0.45毫米，長度為4.1毫米。A型的插頭外徑是最寬處13.9毫米，高4.45毫米。內部的引腳呈環狀排列。而HDMI原則規定這些尺寸的誤差要控制在相稱小的范疇內（0.05

7、毫米左右），以保證良好的接觸性。A型接口每個時鐘周期可以傳播165MHz的像素的信息。Type B型接口B型接口的物理構造相比于A型接口，基本形狀并沒有太大變化，都是“D”型。但是其插座端最大寬度達到了21.3毫米，比A型的14毫米足足大了一圈。有29個引腳，可以提供雙TMDS傳播通道，因此支持更高的數據傳播率和Dual-Link DVI連接。B型接口每個時鐘周期可以傳送高達330MHz的像素信息。Type C型接口C型HDMI接口設計目的就是為了緊湊型便攜設備，因此C型插座的尺寸只有10.52.5毫米，而插頭也只有10.422.4毫米。非常的小巧。C型接口每個時鐘周期可以傳播165MHz的像

8、素的信息。由于TMDS原則中指出，線纜的長度不得超過15米。因此使用TMDS原則的HDMI接口線纜長度也被限制在15米以內。這個長度對于一般的家用和辦公領域來說已經足夠了。帶有A型HDMI接口的信號發射裝置可以連接到使用B型接口的接受裝置上，此時需要一種B到A型的轉換接口即可順利連接。但是需要注意的是，一種帶有B型接口的信號發射裝置是不也許連接一種帶有A類接口的信號接受裝置。目前HDMI接口已經可以向下兼容DVI接口，她們之間只需使用專用的轉接線纜即可互相轉換。專利許可費不幸的是，HDMI接口并不是一種開放的原則。制造商必須向HDMI原則制定協會支付版稅，來換取一種生產許可證。但是這個版稅可不

9、便宜，每年要交納15000美元的許可費，并且更黑的是每生產一種HDMI接口就要支付0.15美元的許可費。只有這樣制造商才干在自己的產品和使用手冊中標記支持HDMI的logo。如果制造商已經是HDCP高清數字內容保護合同的會員那么每個帶有HDMI接口的產品只需交納0.04美元的許可費。如果制造商在其產品中使用HDCP高清數字內容保護機制，那么就必須要交納15000美元的年費，在加上每個產品0.005美元的購買密匙費。三、針腳定義為了以便人們查閱資料，以及各位DIY玩家對HDMI接口作進一步理解以A型HDMI接口為例簡介各個針腳的定義。1.數據通道（TMDS通道）HDMI的數據通道和DVI的數據通

10、道都采用TMDS信號（最小化傳播差分信號）。通過TMDS信號傳送音頻，視頻，以及多種輔助數據 。信號編碼方式：遵循DVI 1.0規格。A型HDMI接口是單鏈接，B型HDMI接口是雙鏈接（帶寬增長一倍）。視頻像素帶寬：從25 MHz到340 MHz (A型, HDMI 1.3) 或至 680 MHz (B型)。帶寬低于25MHz的視頻信號如NTSC 480i將以倍頻方式輸出。每個像素的容許數據量從24位至48位。支持每秒120張畫面，1080p辨別率畫面傳送以及WQSXGA辨別率。像素編碼方式：RGB 4:4:4，YCbCr 4:4:4 (8-16 bits per component)；YCb

11、Cr 4:2:2 (12 bits per component) 。音頻采樣率：32 kHz, 44.1 kHz, 48 kHz, 88.2 kHz, 96 kHz, 176.4 kHz, 192 kHz。音頻聲道數量：最大8聲道。音頻流規格：IEC61937兼容流，涉及高流量無損信號如Dolby TrueHD, DTS-HD Master Audio。2.CEC通道（必須預留線路但可以不必實現）CEC全文為Consumer Electronics Control，用來傳送工業規格的AV Link合同信號，以便支持單一遙控器操作多臺AV機器。為單芯線雙向串行總線。3.DDC通道DDC全文為Di

12、splay Data Channel，傳送端與接受端可運用DDC通道得知彼此的傳送與接受能力，但HDMI僅需單向獲知接受端(顯示屏)的能力。使用100kHz時鐘頻率的I2C信號。傳送數據構造為VESA Enhanced EDID (V1.3)。3. SCL和SDASCL的全文是Serial Clock，SDA的全文是Serial Data。這兩支腳位是用來讓source(DVD) 和 display (TV)作溝通，在電視內部均有一種記憶體，寄存有這臺電視所支持的辨別率，例如：720P 或1080P，如果source(DVD)不懂得目前所連接的電視所支持的電視辨別率是多少時，source(DV

13、D) 就不懂得要放送出什么辨別率的訊號。因此在一開始source(DVD)會透過這兩支腳位去讀取電視所支持的辨別率，當source(DVD) 懂得后source(DVD) 才放送出符合電視辨別率的影像畫面。其中SCL是時鐘(CLOCK)腳位，SDA是資料腳位。4.DVI轉HDMI由于HDMI和DVI采用相似的TMDS信號，因此很容易互相轉換。但是DVI沒有規定傳送音頻信號，因此DVI轉HDMI，或者HDMI轉DVI都只有視頻信號，沒有音頻信號。AMD的APU是一種特例，APU平臺的DVI信號來自HDMI，因此DVI接口用DVI轉接HDMI也有音頻信號。四、HDMI 1.4新增功能HDMI最新的

14、版本是1.4版，1.4版新增功能簡介如下。1.HDMI以太網通道(HDMI Ethernet Channel，HEC)HDMI 1.4版數據線將增長一條數據通道，支持高速雙向通訊。支持該功能的互連設備可以通過百兆以太網發送和接受數據，可滿足任何基于IP的應用。HDMI以太網通道將容許基于互聯網的HDMI設備和其他HDMI設備共享互聯網接入，無需另接一條以太網線。新功能還將提供一種連接平臺，容許HDMI設備之間共享內容。HDMI以太網絡通道技術在單一HDMI纜線中集成視頻、音頻與數據流，兼具HDMI連接的一流信號品質與便利性，與家用娛樂網絡的強大與彈性功能。HDMI以太網絡通道在HDMI連接中加

15、入專用的數據通道，提供高達100 Mb/sec的雙向高速網絡功能。2.音頻回授通道(Audio Return Channel，ARC)帶有內置調諧器與HDMI接口的電視，不必使用其她音頻纜線，即可上傳音頻數據至環繞聲系統。在高清電視直接接受音頻和視頻內容的狀況下，這個新通道能讓高清電視通過HDMI線把音頻直接傳送到A/V功放接受機上，無需此外一條線纜。3.HDMI 3D功能新規范將為HDMI設備定義通用3D格式和辨別率，實現家庭3D系統輸入輸出部分的原則化，最高支持兩條1080p辨別率的視頻流。3D技術發展迅猛，同步間有數項競爭技術齊頭并進，因此HDMI 1.4規格為常用的3D顯示技術定義了有

16、關合同，涉及：圖幀、圖線、圖場可選措施，并排措施（全景與半景），2D加深度措施。4.支持更高辨別率HDMI設備支持的高清辨別率將達到4K2K，四倍于目前的1080p，可以和眾多數字家庭影院以同樣的辨別率傳播內容。具體格式：38402160 24Hz/25Hz/30Hz；40962160 24Hz 。5.拓展支持色彩空間HDMI技術將支持專為數碼相機設計的色彩空間，涉及sYCC601、Adobe RGB、AdobeYCC601，可在連接數碼相機的時候顯示更精確的逼真色彩。6.Micro HDMI迷你接口新的Micro HDMI接口將比目前19針MINI HDMI版接口小50%左右，可為相機、手機等便攜設備帶來最高1080p的辨別率支持及最快5GB的傳播速度。7.汽車連接系統(Automotive Connection System，ACS)一種為車載高清內容傳播設計的線纜規范，可避免發熱、震動、噪音等汽車內部常用環境的影響，也為汽車制造商在車內傳送高清內容提供了一套切實可行的解決方案。汽車用連接版本為HDMI E TYPE8.五種HDMI1.4新標記如今，HDMI似乎是與高清原則畫上了等號。無論是在液晶電視、藍光播放器，還是HTPC、投影機上，這個小小的接口都