1、HDMItraining,StevenLiDate:2012/01/13,ConfidentialMaterialforInternalUseOnly,2,第一節(jié)：HDMI標(biāo)準(zhǔn)橫空出世,HDMI的全稱是“HighDefinitionMultimediaInterface高清多媒體接口”。2002年4月，來自電子電器行業(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高清多媒體接口接口組織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)。經(jīng)過半年多時(shí)間的準(zhǔn)備工作，HDMIfounders在2002

2、年12月9日正式發(fā)布了HDMI1.0版標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)志著HDMI技術(shù)正式進(jìn)入歷史舞臺(tái)。,ConfidentialMaterialforInternalUseOnly,3,背景,1999年4月份，為了滿足數(shù)字化時(shí)代高質(zhì)量圖形影像的要求，DDWG(DigitalDisplayWorkingGroup)數(shù)字顯示工作組以美國(guó)SiliconImage公司的專利技術(shù)為藍(lán)本，推出了一種名為DVI(DigitalVisualInterface)的接口，旨在統(tǒng)一新時(shí)代數(shù)字顯示接口標(biāo)準(zhǔn)。這一技術(shù)并且得到了IT業(yè)內(nèi)以Intel、DELL、HP、IBM、微軟等個(gè)大企業(yè)的廣泛支持。經(jīng)過3年多的推廣，DVI技術(shù)在計(jì)算機(jī)顯示輸出

3、領(lǐng)域得到了迅速運(yùn)用，但是伴隨著數(shù)字高清影音技術(shù)的發(fā)展，DVI接口也開始逐漸暴露出種種問題，甚至在一定程度上成為數(shù)字影像技術(shù)進(jìn)步的瓶頸。DVI接口雖然是一種全數(shù)字化的傳輸技術(shù)，但是在開發(fā)之初，其最初目標(biāo)就是要實(shí)現(xiàn)高清晰、無損壓縮的數(shù)字信號(hào)傳輸。由于沒有考慮到IT產(chǎn)品和AV產(chǎn)品融合的趨勢(shì)，DVI標(biāo)準(zhǔn)過分偏重于對(duì)計(jì)算機(jī)顯示設(shè)備的支持而忽略了對(duì)數(shù)字平板電視等AV設(shè)備的支持。同時(shí)，對(duì)于一直關(guān)注盜版問題的好萊塢出版商們，DVI接口也沒有提供他們所關(guān)心的版權(quán)防盜功能。因此從最后的結(jié)果來看，DVI接口雖然成功的實(shí)現(xiàn)了無損高清傳輸這一目標(biāo)，但是過于專一的定位也在相當(dāng)程度上造成了整體性能的落后。,Confiden

4、tialMaterialforInternalUseOnly,4,DVI接口存在的主要問題：*DVI接口考慮的對(duì)象是PC，對(duì)于平板電視的兼容能力一般。*DVI接口對(duì)影像版權(quán)保護(hù)缺乏支持。*DVI接口只支持計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的RGB數(shù)字信號(hào)，而對(duì)數(shù)字化的色差信號(hào)無法支持。*DVI接口只支持8bit的RGB信號(hào)傳輸，不能讓廣色域的顯示終端發(fā)揮出最佳性能。*DVI接口出于兼容性考慮，預(yù)留了不少引腳以支持模擬設(shè)備，造成接口體積較大，效率很低。*DVI接口只能傳輸圖像信號(hào)，對(duì)于數(shù)字音頻信號(hào)的支持完全沒有考慮。由于以上種種缺陷，DVI接口已經(jīng)不能更好的滿足整個(gè)行業(yè)的發(fā)展需要。因此，無論是IT廠商，平板電視制造商，

5、還是好萊塢的眾多出版商，都迫切需要一種更好的能滿足未來高清視頻行業(yè)發(fā)展的接口技術(shù)，也正是基于這些原因，才促使了HDMI標(biāo)準(zhǔn)的誕生。,ConfidentialMaterialforInternalUseOnly,5,第二節(jié)：HDMI標(biāo)準(zhǔn)的主要特性和優(yōu)勢(shì),在HDMI標(biāo)準(zhǔn)制定之初，并沒有拋棄DVI標(biāo)準(zhǔn)中相對(duì)成熟且較易實(shí)現(xiàn)的部分技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)傳輸原理依然是基于SiliconImage公司的TMDS編碼技術(shù)。而對(duì)于DVI接口存在的各種缺陷，HDMI進(jìn)行了大幅提升，主要體現(xiàn)在以下方面：,更好的抗干擾性能，能實(shí)現(xiàn)最長(zhǎng)20米的無增益?zhèn)鬏?。針?duì)大尺寸數(shù)字平板電視分辨率進(jìn)行優(yōu)化，兼容性好。支持EDID和DDC2B

6、標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備之間可以智能選擇最佳匹配的連接方式。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。支持24bit色深處理，（RGB、YCbCr4-4-4、YCbCr4-2-2）。接口體積小，各種設(shè)備都能輕松安裝。一根線纜實(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。完全兼容DVI接口標(biāo)準(zhǔn)，用戶不用擔(dān)心新舊系統(tǒng)不匹配。支持熱插拔技術(shù)。,ConfidentialMaterialforInternalUseOnly,6,版本及規(guī)范,2002年2月，七家廠商成立HDMIFounders，共同開始著手制定HDMI標(biāo)準(zhǔn)。2002年12月，HDMI1.0標(biāo)準(zhǔn)正是發(fā)布。2004年5月，HDMI

7、1.0標(biāo)準(zhǔn)的首個(gè)升級(jí)版HDMI1.1標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，由于規(guī)格變化不大，沒有引起廣泛關(guān)注。2005年8月，針對(duì)對(duì)PC領(lǐng)域設(shè)備支持不足的缺陷，HDMI1.2發(fā)布。相比于之前的規(guī)格，HDMI1.2版本增加了若干條非常重要的改進(jìn)，在連接PC和數(shù)字音頻時(shí)更加方便。2005年12月，針對(duì)HDMI1.2標(biāo)準(zhǔn)的修改版HDMI1.2a發(fā)布，主要增加了可以利用一個(gè)遙控器控制多臺(tái)電器的CEC功能，并且完善了各種HDMI設(shè)備的測(cè)試規(guī)則。2006年5月，自HDMI標(biāo)準(zhǔn)推出以來，規(guī)格變更最大、指標(biāo)最高的HDMI1.3標(biāo)準(zhǔn)正是亮相。在新的HDMI1.3版本中，不僅帶寬和數(shù)據(jù)傳輸速率增加了一倍，還加入了對(duì)xvYCC廣色域、高bit

8、色深以及更高HDTV/PC分辨率規(guī)格的支持。2009年5月，HDMI1.4發(fā)布。,ConfidentialMaterialforInternalUseOnly,7,HDMI1.4增強(qiáng)功能簡(jiǎn)介,1、HDMI以太網(wǎng)通道(HDMIEthernetChannel，HEC)HDMI1.4版數(shù)據(jù)線將增加一條數(shù)據(jù)通道，支持高速雙向通訊。支持該功能的互連設(shè)備能夠通過百兆以太網(wǎng)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，可滿足任何基于IP的應(yīng)用。HDMI以太網(wǎng)通道將允許基于互聯(lián)網(wǎng)的HDMI設(shè)備和其它HDMI設(shè)備共享互聯(lián)網(wǎng)接入，無需另接一條以太網(wǎng)線。新功能還將提供一個(gè)連接平臺(tái)，允許HDMI設(shè)備之間共享內(nèi)容。2、音頻回授通道(AudioRet

9、urnChannel，ARC)該通道可減少音頻向上傳送并處理和播放所需要的線纜數(shù)量。在高清電視直接接收音頻和視頻內(nèi)容的情況下，這個(gè)新通道能讓高清電視通過HDMI線把音頻直接傳送到A/V功放接收機(jī)上，無需另外一條線纜。3、3DOverHDMI新規(guī)范將為HDMI設(shè)備定義通用3D格式和分辨率，實(shí)現(xiàn)家庭3D系統(tǒng)輸入輸出部分的標(biāo)準(zhǔn)化，最高支持兩條1080p分辨率的視頻流。,ConfidentialMaterialforInternalUseOnly,8,4、支持4K2K分辨率HDMI設(shè)備支持的高清分辨率將達(dá)到4K2K，四倍于目前的1080p，能夠和眾多數(shù)字家庭影院以同樣的分辨率傳輸內(nèi)容。具體格式：384

10、0216024Hz/25Hz/30Hz；4096216024Hz5、拓展支持色彩空間HDMI技術(shù)將支持專為數(shù)碼相機(jī)設(shè)計(jì)的色彩空間，包括sYCC601、AdobeRGB、AdobeYCC601，可在連接數(shù)碼相機(jī)的時(shí)候顯示更精確的逼真色彩。6、MicroHDMI迷你接口新的MicroHDMI接口將比現(xiàn)在的19針普通接口小50左右，可為便攜設(shè)備帶來最高1080p的分辨率支持。7、汽車連接系統(tǒng)(AutomotiveConnectionSystem，ACS)一種為車載高清內(nèi)容傳輸設(shè)計(jì)的線纜規(guī)范，可避免發(fā)熱、震動(dòng)、噪音等汽車內(nèi)部常見環(huán)境的影響，也為汽車制造商在車內(nèi)傳送高清內(nèi)容提供了一套切實(shí)可行的解決方案。

11、,ConfidentialMaterialforInternalUseOnly,9,第三節(jié)：HDMI傳輸原理解析,ConfidentialMaterialforInternalUseOnly,10,TMDS對(duì)每個(gè)像素點(diǎn)中的RGB三原色分別按8bit編碼,ConfidentialMaterialforInternalUseOnly,11,HDMI數(shù)據(jù)容量,HDMI電路中的時(shí)鐘頻率，在1.0版本規(guī)定為25MHz-165MHz之間，也就是說一個(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

12、標(biāo)準(zhǔn)方法表示就是4.96Gbps的帶寬；若傳輸信號(hào)的比率小于25MHz，HDMI會(huì)采用自動(dòng)循環(huán)技術(shù)填補(bǔ)碼率，將信號(hào)的碼率提升到25MHz的水平。如果用像素點(diǎn)來表示，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。在1.3版本規(guī)格中，TMDS連接帶寬從原來最高165MHz提升到340MHz，數(shù)據(jù)傳輸率也從4.96Gbps提升到了10.2Gbps，可以支持支持更高數(shù)據(jù)量的高清數(shù)字流量，如果采用TypeB型雙路TMDS連接，則可以在此基礎(chǔ)上再提升一倍系統(tǒng)帶寬。,ConfidentialMaterialforInternalUseOnly,12

13、,一般來說，HDMI傳輸?shù)木幋a格式中要包含視頻數(shù)據(jù)（HDMI1.3版本前每個(gè)像素采用24bit）、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信息傳輸過程中，可以分為三個(gè)階段：視頻數(shù)據(jù)傳輸周期、控制傳輸周期和數(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。,ConfidentialMaterialforInternalUseOnly,13,HDMI數(shù)據(jù)傳輸,HDMI輸入的源編碼格式包括視頻像素?cái)?shù)據(jù)(8位)、控制數(shù)據(jù)(2位)和數(shù)據(jù)包(4位)。其中數(shù)據(jù)包中包含有音頻數(shù)據(jù)

14、和輔助信息數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸過程可以分成三個(gè)部分：視頻數(shù)據(jù)傳輸期、島嶼數(shù)據(jù)傳輸期和控制數(shù)據(jù)傳輸期。視頻數(shù)據(jù)傳輸期：HDMI數(shù)據(jù)線上傳送視頻像素信號(hào)，視頻信號(hào)經(jīng)過編碼，生成3路（即3個(gè)TMDS數(shù)據(jù)信息通道，每路8位）共24位的視頻數(shù)據(jù)流，輸入到HDMI發(fā)射器中。24位像素的視頻信號(hào)通過TMDS通道傳輸，將每通道8位的信號(hào)編碼轉(zhuǎn)換為10位，在每個(gè)10位像素時(shí)鐘周期傳送一個(gè)最小化的信號(hào)序列，視頻信號(hào)被調(diào)制為TMDS數(shù)據(jù)信號(hào)傳送出去，最后到接受器中接收。,ConfidentialMaterialforInternalUseOnly,14,島嶼數(shù)據(jù)傳輸期：TMDS通道上將出現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)每4

15、位被一組，構(gòu)成一個(gè)上面提到的4位數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包和視頻數(shù)據(jù)一樣，被調(diào)制為10位一組的的TMDS信號(hào)后發(fā)出。視頻數(shù)據(jù)傳輸期和島嶼數(shù)據(jù)傳輸期均開始于一個(gè)GuardBand保護(hù)頻帶，GuardBand由2個(gè)特殊的字符組成，這樣設(shè)計(jì)的目的在于在明確限定控制數(shù)據(jù)傳輸期之后的跳轉(zhuǎn)是視頻數(shù)據(jù)傳輸期。控制數(shù)據(jù)傳輸期：在上面任意兩個(gè)數(shù)據(jù)傳輸周期之間，每一個(gè)TMDS通道包含2位的控制數(shù)據(jù)，這一共6位的控制數(shù)據(jù)分別為HSYNC（行同步）、VSYNC（場(chǎng)同步）、CTL0、CTL1、CTL2和CTL3。每個(gè)TMDS通道包含2位的控制數(shù)據(jù)，采用從2位到10位的的編碼方法，在每個(gè)控制周期最后的階段，CTL0、CTL1、CTL

16、2和CTL3組成的文件頭，說明下一個(gè)周期是視頻數(shù)據(jù)傳輸期還是島嶼數(shù)據(jù)傳輸期。,ConfidentialMaterialforInternalUseOnly,15,HDMISource和Sink的上電協(xié)商過程,Source設(shè)備上電后會(huì)檢測(cè)HPD是否被上拉到2V以上Source設(shè)備通過DDC(Displaydatachannel)讀取EDID的信息以確定Sink能支持的分辯率。Source設(shè)備檢測(cè)TMDS信號(hào)是否被上拉到3.3V,有部分設(shè)備會(huì)檢測(cè)所有的TMDS信號(hào)被上拉才輸出TMDS信號(hào)，部分設(shè)備必須要檢測(cè)到Clock上拉才輸出信號(hào)，部分設(shè)備只要檢測(cè)到某對(duì)TMDS被上拉即輸出該上拉的TMDS.So

17、urce設(shè)備輸出目前設(shè)置的分辯率的信號(hào)到Sink端。,ConfidentialMaterialforInternalUseOnly,16,ConfidentialMaterialforInternalUseOnly,17,ConfidentialMaterialforInternalUseOnly,18,ConfidentialMaterialforInternalUseOnly,19,ConfidentialMaterialforInternalUseOnly,20,ConfidentialMaterialforInternalUseOnly,21,ConfidentialMaterialf

18、orInternalUseOnly,22,ConfidentialMaterialforInternalUseOnly,23,第四節(jié)：HDMI接口類型,TypeA:目前通用HDMI的接口TypeB：DualChannel的接口TypeC：MiniHDMI接口TypeD:MicroHDMI接口（相對(duì)于TypeC更加緊湊)TypeE：汽車電子專用HDMI接口,ConfidentialMaterialforInternalUseOnly,24,ConfidentialMaterialforInternalUseOnly,25,HDMI音頻功能,在HDMI沒有出現(xiàn)之前，數(shù)字音頻信號(hào)的傳輸?shù)闹饕揽績(jī)煞N

19、途徑：采用標(biāo)準(zhǔn)RCA接口的數(shù)字同軸電纜和SPDIF光纖傳輸。從傳輸?shù)馁|(zhì)量和特點(diǎn)上看，這兩者各有千秋，但是都能比較好的完成傳輸數(shù)字音頻信號(hào)的目標(biāo)。同軸電纜傳輸數(shù)字音頻信號(hào)是一種非常成熟且高質(zhì)量的方式。這種接口標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)備端的硬件要求較低，但是在傳輸高頻信號(hào)時(shí)，容易發(fā)生比較大的衰減，影響到最終音質(zhì)。光纖對(duì)設(shè)備接收、發(fā)射端的同步時(shí)許要求非常嚴(yán)格，在技術(shù)上比同軸要難于實(shí)現(xiàn)，但是光纖技術(shù)在長(zhǎng)距離傳輸方面的優(yōu)勢(shì)非常明顯，不會(huì)出現(xiàn)同軸電纜長(zhǎng)距離衰減過大的問題，因此也得到了很多有距離限制以及新裝修用戶的青睞。無論是采用光纖傳輸，還是同軸電纜傳輸，都需要購(gòu)買一根單獨(dú)的連線，對(duì)于用戶來說，就意味著使用成本和復(fù)雜程度

20、的增加。HDMI技術(shù)則綜合了以上兩者的優(yōu)點(diǎn)：在物理層它沒有采用對(duì)同步時(shí)序要求嚴(yán)格的光纖連接，而是采用了成熟的電纜連接。其次，HDMI理論上可以實(shí)現(xiàn)最高20米的無損耗數(shù)字音頻信號(hào)傳播，那些對(duì)距離有要求的用戶也能較好接受。最后，視頻線纜和音頻線纜的結(jié)合有效降低了用戶的購(gòu)買成本，也能讓設(shè)備端實(shí)現(xiàn)瘦身，同時(shí)降低廠商的生產(chǎn)成本。,ConfidentialMaterialforInternalUseOnly,26,HDMI特點(diǎn),更好的抗干擾性能，能實(shí)現(xiàn)最長(zhǎng)20米的無增益?zhèn)鬏?。針?duì)大尺寸數(shù)字平板電視分辨率進(jìn)行優(yōu)化，兼容性好。支持EDID(注1)和DDC2B(注2)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備之間可以智能選擇最佳匹配的連接方式

21、。擁有強(qiáng)大的版權(quán)保護(hù)機(jī)制(HDCP(注3)，有效防止盜版現(xiàn)象。支持24bit色深處理，(RGB、YCbCr4-4-4、YCbCr4-2-2)。接口體積小，各種設(shè)備都能輕松安裝。一根線纜實(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。完全兼容DVI接口標(biāo)準(zhǔn)，用戶不用擔(dān)心新舊系統(tǒng)不匹配。支持熱插拔技術(shù)。,ConfidentialMaterialforInternalUseOnly,27,PrimaryHDMIsignalsareveryhigh-speedProtectsensitivesignalsfromHDMIcorruptionProtectHDMIsignalsfromnoisysignals(clocks,SMPS,etc.)Othercommentsandguidelines:25to165MHzclockrate;1.48Gbpsdatarateeachchannel