HDMI完全手册

第一节:HDMI标准横空出世
HDMI的全称是“High Definition Multimedia Interface高清多媒体接口”。2002年4月,来自电子电器行业的7家公司——日立、松下、飞利浦、Silicon Image、索尼、汤姆逊、东芝共同组建了HDMI高清多媒体接口接口组织HDMI Founders(HDMI论坛),开始着手制定一种符合高清时代标准的全新数字化视频/音频接口技术。经过半年多时间的准备工作,HDMI founders在2002年12月9日正式发布了HDMI1.0版标准,标志着HDMI技术正式进入历史舞台。
HDMI技术的推出,并不是这些厂家一时兴起的冲动行为,相反,在HDMI技术推出的背后,还有这更多的深层次原因。
1999年4月份,为了满足数字化时代高质量图形影像的要求,DDWG(Digital Display Working Group)数字显示工作组以美国Silicon Image公司的专利技术为蓝本,推出了一种名为DVI(Digital Visual Interface)的接口,旨在统一新时代数字显示接口标准。这一技术并且得到了IT业内以Intel、DELL、HP、IBM、微软等个大企业的广泛支持。经过3年多的推广,DVI技术在计算机显示输出领域得到了迅速运用,但是伴随着数字高清影音技术的发展,DVI接口也开始逐渐暴露出种种问题,甚至在一定程度上成为数字影像技术进步的瓶颈。
DVI接口
DVI接口虽然是一种全数字化的传输技术,但是在开发之初,其最初目标就是要实
现高清晰、无损压缩的数字信号传输。由于没有考虑到IT产品和AV产品融合的趋势,DVI 标准过分偏重于对计算机显示设备的支持而忽略了对数字平板电视等AV设备的支持。同时,对于一直关注盗版问题的好莱坞出版商们,DVI接口也没有提供他们所关心的版权防盗功能。因此从最后的结果来看,DVI接口虽然成功的实现了无损高清传输这一目标,但是过于专一的定位也在相当程度上造成了整体性能的落后。下面我们看看DVI接口存在的主要问题:
*DVI接口考虑的对象是PC,对于平板电视的兼容能力一般。
*DVI接口对影像版权保护缺乏支持。
*DVI接口只支持计算机领域的RGB数字信号,而对数字化的差信号
无法支持。
乌兹别克斯坦电影*DVI接口只支持8bit的RGB信号传输,不能让广域的显示终端发挥出
最佳性能。
*DVI接口出于兼容性考虑,预留了不少引脚以支持模拟设备,造成接
龙舟梦
口体积较大,效率很低。
*DVI接口只能传输图像信号,对于数字音频信号的支持完全没有考
虑。日常生活审美化
由于以上种种缺陷,DVI接口已经不能更好的满足整个行业的发展需要。因此,无
论是IT厂商,平板电视制造商,还是好莱坞的众多出版商,都迫切需要一种更好的能满足未来高清视频行业发展的接口技术,也正是基于这些原因,才促使了HDMI标准的诞生。
第二节:HDMI标准的主要特性和优势
在HDMI标准制定之初,并没有抛弃DVI标准中相对成熟且较易实现的部分技术标准。整个传输原理依然是基于Silicon Image公司的TMDS编码技术。而对于DVI接口存在的各种缺陷,HDMI进行了大幅提升,主要体现在以下方面:
*更好的抗干扰性能,能实现最长20米的无增益传输。
*针对大尺寸数字平板电视分辨率进行优化,兼容性好。
*支持EDID(注1)和DDC2B(注2)标准,设备之间可以智能选择最佳匹配的连接方式。
*拥有强大的版权保护机制(HDCP),有效防止盗版现象。
*支持24bit深处理,(RGB、YCbCr4-4-4、YCbCr4-2-2)。
*接口体积小,各种设备都能轻松安装。
相位调制器*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。
*完全兼容DVI接口标准,用户不用担心新旧系统不匹配。
*支持热插拔技术。
注1:EDID(Extended Display Identification DATA,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。
注2:DDC2B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。
上述仅仅罗列了HDMI技术相对于DVI技术的主要优势,而随着HDMI标准本身的发展,其从最初的1.0版本也进化出了1.2版本和1.3等后续版本,不仅性能更加强大,兼容性也更加出。因此,HDMI正在成为高清时代普及率最高、用途最广泛的数字接口。在现在任何一台平板电视上,HDMI接口都成了标准化的配置。
蒋丞稷第三节:HDMI传输原理解析
如同最顶级的发动机是F1赛车驰骋赛场的保障一样,HDMI标准之所以拥有强大的数据传输能力,和它的传输原理是分不开的,下面我们就看看HDMI标准的传输原理是什么。夏泽良
HDMI标准继续沿用了和DVI相同的,由Silicon Image公司发明的TMDS(Time Minimized Differential Signal)最小化传输差分信号传输技术。TMDS是一种微分信号机制,采用的是差分传动方式。这不仅是DVI技术的基础,也是HDMI技术的基础原理。
TMDS差分传动技术是一种利用2个引脚间电压差来传送信号的技术。传输数据的数值(“0”或者“1”)由两脚间电压正负极性和大小决定。
每一个标准的HDMI连接,都包含了3个用于传输数据的TMDS传输通道,还有1个独立的TMDS时钟通道,以保证传输时所需的统一时序。在一个时钟周期内,每个TMDS通道都能传送10bit的数据流。而这10bit数据,可以由若干种不同的编码格式构成。
TMDS对每个像素点中的RGB三原分别按8bit编码
TMDS数据发送时序结构
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。在HDMI信息传输过程中,可以分为三个阶段:视频数据传输周期、控制传输周期和数据岛传输周期,分别对应上述的三种数据类型。
HDMI带宽和TMDS的关系

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