摘要:提出新的小型化接头以支持轻便型摄像机是第一个上市的播放机。显示数据通道主要用于源端设备与接收端设备之间进行数据及密钥的交流。扩展显示标识数据,是组织制定的显示器的显示格式规范。
HDMI是(High Definition Multimedia Interface)的英文缩写,意思是高清晰度多媒体接口,它是一种数字化视频/音频接口技术,可同时传输影像与音频信号,最高数据传输速度为48Gbps(2.1版),目前HDMI高清视频接口十分常见,目前主流的显卡、主板、笔记本、液晶电视等都带有HDMI接口,是普通VGA显示接口无法比拟的,犹如宽带中电话线宽带与光纤一样,传输数据能力有着较大区别。
HDMI主要满足1080P以上高清视频需求,比如主板或者显卡中配备HDMI接口,说明配备该主板或者显卡的电脑支持1080P以上的视频输出。
2004年5月提出
2005年8月提出
2005年12月提出
2006年6月22日提出
2006年11月10日提出
2007年3月26日提出
2007年8月1日提出
2008年7月25日提出
2009年5月28日提出
2010年3月4日提出
HDMI 1.4a标准要求:
2011年10月11日提出
2013年9月4日提出
2015年4月8日提出
2017年1月4日提出
HDMI有A,B,C,D,E五种引脚类型。
其中A类(Type A)是最常见的,一般平板电视或视频设备,都提供了这种尺寸的接口,Type A有19针,宽度为13.9毫米、厚度为4.45毫米,现在能看到的设备99%都是这样尺寸的HDMI接口。
B类(TypeB)非常罕见,传输带宽几乎比A类大了一倍,在家庭应用中完全是过于“强悍”,现在只应用于一些专业场合。有29针,宽度达到21毫米,可传输HDMl A type两倍的TMDS资料量,相对等于DVI Dual-Link传输,用于传输高分辨率(WQxGA 2560×1600以上)。
C类(Type C)是为小型设备而生的,其尺寸为10.42×2.4毫米比Type A小了将近1/3,应用范围很小。
总共有19pin,可以说是缩小版的HDMl A type,但脚位定义有所改变。主要是用在便携式装置上,例如DV、数码相机、便携式多媒体播放机等。现在已有SONY HDR-DR5E DV利用此规格接头作为影像输出接口。(常常有人称为该规格为mini-HDMl,这可算是自行创造的名称,实际上HDMI官方并没此名称)
D类(Type D)是最新的接口类型,尺寸进一步减小,采用了双排针脚设计,尺寸近似于miniUSB接口,更适用于便携和车载设备。俗称Micro HDMI是定义为HDMl1.4版本的,保持hdmi标准的19pin.尺寸为2.8mm×6.4mm,比mini hdmi(2.42mmx10.42mm)小很多,主要应用在一些小型的移动设备上,如手机,MP4等等。
HDMI的接口虽然不同,但功能都是一样的,通常质量合格的HDMl接口,插拨寿命不会少于5000次,每天插拔能用10年,应该说是很耐用的。另外值得一提的是,HDMI可以向下兼容DVI接口,通过市售的HDMI-DVI转接头,可以连接一些较老的DVI设备,因为DVI 同样采用了TMDS方式,设备连接后,会发现DVI设备没有CEC(consumer electronics control)功能,也不能接受音频信号,但基本不影响视频信号的传输(有可能需要进行灰度调整),所以一些只有DVI接口的显示器,也可以连接HDMI设备。
HDMI到DVI的转换属于物理转换,转接线内没有芯片。
DDC(显示数据通道)主要用于HDMI源端设备(Source)与接收端设备(Sink)之间进行EDID数据及HDCP密钥的交流。通过EDID交流,源端设备可以了解到接收端设备音视频的接收能力;通过HDCPKey的交流,可以实时的进行数据流的内容保护认证,从而达到数据内容保护的目的。
硬件实现上是标准的IIC接口。
EDID(Extended Display Identification Data)扩展显示标识数据,是VESA组织制定的PC显示器的显示格式规范。EDID中包含有关显示器及其性能的参数,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。这些信息保存在显示器的EEPROM中,通过一个 DDC(Display Data Channel)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。EDID发展到现在已有很多版本,最新版本的EDID还可以在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。
一个HDMI设备的EDID通常包含两个模块,第一个是EDID1.3 的数据模块,第二个是CEA861B模块。HDMI规范规定,EDID的第一个128Byte必须是符合EDID1.3的数据结构,第二个128Byte必须是符合EIA/CEA-861B 的CEAEDID时序扩展数据结构。
下图是EDID1.3 数据结构及其字段详细说明:
下面是CEA-861B数据结构及各字段详细说明:
EDID是HDMI接口的一个重要组成部分。HDMI接口的发送端和接收端,通过EDID来协商双方传输的各项参数。比如,HDMI接口的发送端通过读取接收端的EDID数据,来判断接收端显示器的扫描方式(是1080P,1080i,还是480P,等)、显示器的信息、显示器可接收的信号的范围、显示器的接收端是否为HDMI设备,等等。
HDMI以其优异的性能被广泛使用在高清图像传输中。 HDMI双方以什么方式传输图像,依赖于接收端EDID数据结构的内容。EDID数据决定了接收端显示设备的属性。发送端靠从接收设备读来的EDID判断监视器的属性,决定用什么方式传输图像。如果EDID设置不正确,系统就有可能不能正确识别HDMI设备,不能以高清格式传输图像。因此,EDID的设置至关重要。本文详细分析了EDID各字段的含义,正确设置EDID可以实现HDMI设备之间高清图像的传输。
HDMI TMDS传输的数据类型有三种(加上Hsync与Vsync就算4种):
HDMI的数据传输有TMDS0,TMDS1,TMDS2三个通道,每个通道的传输流程都是一样的:
如果是8bit的数据进入TMDS编码器,得到抗干扰性强的10bit TMDS信号,然后再进行串行化输出;在接收端收到串行的HDMI信号后,进行信号复原,得到10bit的TMDS信号,最后用TMDS解码器解码得到原来的8bit数据。
总体传输流程如下:
HotPlug即热拔插,当接上接口时就可以判定设备是否存在,以进行后续工作。
HDMI source device(HDMI HPD)会监测sink device的Hotplug端口,如果Hotplug为High,则证明设备可以工作,然后去读取DCC,如果为low,则证明设备已断开。
HDMI sink device应该通过把Hotplug拉低,来通知source device EDID已经被改变,那么source device在Hotplug被拉高后,就会重新来读取新的EDID,拉低这段时间应该多于100ms。
HDMI规定,HDMI 的5v引脚通电时,可以通过DCC去读取EDID,即需要保证Hotplug为high,有些Hotplug是直接接到5V上的(如下)。
Hotplug接法:(HDMI HPD(Hotplug detect ?)检测sink的Hotplug端)
上面用5V引脚进行供电,并接上Hotplug,这样做就能保证每次source device接上sink device时,都可以去读取到EDID。但是这样做有一个缺点,当5V电源断开时,会有5v的电压回灌给HDMI HPD与Hotplug,5V电压会冲击Hotplug,一旦Hotplug引脚无法承受5V电压的回灌,会被打穿。
下面有个较好的Hotplug接法:
上面用的是额外的GPIO引脚加上三极管控制HDMI HPD为0还是1,如果HDMI0_HPD_CTL输出0,那么三极管断开,HDMI0_HPD侦测到High,如果HDMI0_HPD_CTL输出1,那么三极管打通,HDMI0_HPD侦测到low。
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