2022年HDMI基礎(chǔ)知識(shí)整理版

1、 HYPERLINK 進(jìn)一步理解HDMI接口-03-21 15:008205人閱讀 HYPERLINK l comments 評(píng)論(0) HYPERLINK javascript:void(0); o 收藏 t _blank 收藏 HYPERLINK l report o 舉報(bào) 舉報(bào)分類(lèi)：hdmi（1）一、HDMI接口的工作原理這張圖是HDMI接口的架構(gòu)示意圖。從左邊的信號(hào)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(shè)備，而接入端也可以是任何帶有HDMI輸 入接口的設(shè)備。無(wú)論她們是音頻設(shè)備、視頻設(shè)備還是控制設(shè)備，HDMI接口都可以應(yīng)用其中。在HDMI接口中的數(shù)據(jù)信號(hào)采用的是T

2、MDS最小化傳播差分信號(hào)合同。這種數(shù)據(jù)傳播合同曾經(jīng)在DVI接口上得到廣泛的應(yīng)用。而HDMI接口上的數(shù)據(jù)信號(hào)也沿用了這種合同。這種合同會(huì)將原則8bit數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為10bit信號(hào)，并且在轉(zhuǎn)換過(guò)程中使用微分傳送。微分傳送這種技術(shù)也曾經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于千兆以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳播中。在HDMI接口中音頻、視頻數(shù)據(jù)的傳播時(shí)可以使用三條TMDS數(shù)據(jù)通道。視頻信息在傳送時(shí)被轉(zhuǎn)換城持續(xù)的24bit像素?cái)?shù)據(jù)，每個(gè)時(shí)鐘周期可以傳送10bit的數(shù)據(jù)。像素時(shí)鐘周期傳播比率大概在25MHz至165MHz之間。一般來(lái)說(shuō)原則的NTSC 480i隔行信號(hào)的像素時(shí)鐘傳播比率大概為13.5MHz。若傳播信號(hào)的比率不不小于25MHz，HDMI

3、會(huì)采用自動(dòng)循環(huán)技術(shù)彌補(bǔ)碼率，將信號(hào)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(shù)據(jù)量，這個(gè)數(shù)據(jù)吞吐能力是相稱(chēng)驚人的。在將來(lái)一段時(shí)間內(nèi)足以應(yīng)付高碼率，高數(shù)據(jù)流家用電器的信號(hào)傳播任務(wù)。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(shí)鐘傳播比率為124.4MHz。由此看來(lái)HDMI接口完全可以沉著應(yīng)付當(dāng)今的消費(fèi)電子產(chǎn)品的各項(xiàng)應(yīng)用。固然HDMI也支持雙接口并聯(lián)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(lián)HDMI接口不會(huì)用于一般消費(fèi)階層。在HDMI中所采用的視頻信號(hào)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(gè)像素都是24bit。YCbCr是一種數(shù)字視頻信號(hào)的格式，它與YPbPr格式相類(lèi)似。（目前DVD播放機(jī)的分量輸出都是使用YCbCr/YPbPr格式）這種視頻信號(hào)原則也就是我們常常所說(shuō)的“YUY”。Y的意思是亮度，它并不帶有圖像顏色的信息。只是負(fù)責(zé)記錄圖像中黑色與白色信息。Cb是圖像中藍(lán)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(gè)值就定義了視頻編碼時(shí)的采樣率。而上文中的“4”代表使用NTSC或PAL制式時(shí)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(gè)YCbCr格式中哪個(gè)視頻質(zhì)量更好了。在HDMI接口中，音頻信號(hào)可以使用2至8聲道，每個(gè)聲道的采樣率為192KHz。此外HDMI接口也提供了DDC顯示數(shù)據(jù)通道，它會(huì)向視頻接受裝置發(fā)送配備信息和數(shù)據(jù)格式信息。接受裝置可以讀取這些E-EDID增強(qiáng)擴(kuò)展顯示辨認(rèn)數(shù)據(jù)的信息。最后HDMI接口也提供了CEC消費(fèi)電子控制通道，通過(guò)這條通道可以控制視聽(tīng)設(shè)備的工作。二、HDMI接口連接器按照電氣構(gòu)造和物理形狀的區(qū)別，HDMI接口可以分為T(mén)ype A 、Type B、 Type

6、C三種類(lèi)型。每種類(lèi)型的接口分別由用于設(shè)備端的插座和線材端的插頭構(gòu)成，使用5V低電壓驅(qū)動(dòng)，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(cè)設(shè)有一圈厚度為0.5毫米的金屬材質(zhì)屏蔽層，避免來(lái)自外界的多種干擾信號(hào)。其中用于設(shè)備端的插座內(nèi)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(zhǎng)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(nèi)部的引腳呈環(huán)狀排列。而HDMI原則規(guī)定這些尺寸的誤差要控制在相稱(chēng)小的范疇內(nèi)（0.05

7、毫米左右），以保證良好的接觸性。A型接口每個(gè)時(shí)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(gòu)造相比于A型接口，基本形狀并沒(méi)有太大變化，都是“D”型。但是其插座端最大寬度達(dá)到了21.3毫米，比A型的14毫米足足大了一圈。有29個(gè)引腳，可以提供雙TMDS傳播通道，因此支持更高的數(shù)據(jù)傳播率和Dual-Link DVI連接。B型接口每個(gè)時(shí)鐘周期可以傳送高達(dá)330MHz的像素信息。Type C型接口C型HDMI接口設(shè)計(jì)目的就是為了緊湊型便攜設(shè)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(gè)時(shí)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(zhǎng)度不得超過(guò)15米。因此使用TMDS原則的HDMI接口線纜長(zhǎng)度也被限制在15米以內(nèi)。這個(gè)長(zhǎng)度對(duì)于一般的家用和辦公領(lǐng)域來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠了。帶有A型HDMI接口的信號(hào)發(fā)射裝置可以連接到使用B型接口的接受裝置上，此時(shí)需要一種B到A型的轉(zhuǎn)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(hào)發(fā)射裝置是不也許連接一種帶有A類(lèi)接口的信號(hào)接受裝置。目前HDMI接口已經(jīng)可以向下兼容DVI接口，她們之間只需使用專(zhuān)用的轉(zhuǎn)接線纜即可互相轉(zhuǎn)換。專(zhuān)利許可費(fèi)不幸的是，HDMI接口并不是一種開(kāi)放的原則。制造商必須向HDMI原則制定協(xié)會(huì)支付版稅，來(lái)?yè)Q取一種生產(chǎn)許可證。但是這個(gè)版稅可不

9、便宜，每年要交納15000美元的許可費(fèi)，并且更黑的是每生產(chǎn)一種HDMI接口就要支付0.15美元的許可費(fèi)。只有這樣制造商才干在自己的產(chǎn)品和使用手冊(cè)中標(biāo)記支持HDMI的logo。如果制造商已經(jīng)是HDCP高清數(shù)字內(nèi)容保護(hù)合同的會(huì)員那么每個(gè)帶有HDMI接口的產(chǎn)品只需交納0.04美元的許可費(fèi)。如果制造商在其產(chǎn)品中使用HDCP高清數(shù)字內(nèi)容保護(hù)機(jī)制，那么就必須要交納15000美元的年費(fèi)，在加上每個(gè)產(chǎn)品0.005美元的購(gòu)買(mǎi)密匙費(fèi)。三、針腳定義為了以便人們查閱資料，以及各位DIY玩家對(duì)HDMI接口作進(jìn)一步理解以A型HDMI接口為例簡(jiǎn)介各個(gè)針腳的定義。1.數(shù)據(jù)通道（TMDS通道）HDMI的數(shù)據(jù)通道和DVI的數(shù)據(jù)通

10、道都采用TMDS信號(hào)（最小化傳播差分信號(hào)）。通過(guò)TMDS信號(hào)傳送音頻，視頻，以及多種輔助數(shù)據(jù) 。信號(hào)編碼方式：遵循DVI 1.0規(guī)格。A型HDMI接口是單鏈接，B型HDMI接口是雙鏈接（帶寬增長(zhǎng)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(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(huà)面，1080p辨別率畫(huà)面?zhèn)魉鸵约癢QSXGA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(shù)量：最大8聲道。音頻流規(guī)格：IEC61937兼容流，涉及高流量無(wú)損信號(hào)如Dolby TrueHD, DTS-HD Master Audio。2.CEC通道（必須預(yù)留線路但可以不必實(shí)現(xiàn)）CEC全文為Consumer Electronics Control，用來(lái)傳送工業(yè)規(guī)格的AV Link合同信號(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。3.DDC通道DDC全文為Di

12、splay Data Channel，傳送端與接受端可運(yùn)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(shí)鐘頻率的I2C信號(hào)。傳送數(shù)據(jù)構(gòu)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(lái)讓source(DVD) 和 display (TV)作溝通，在電視內(nèi)部均有一種記憶體，寄存有這臺(tái)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(shí)，source(DV

13、D) 就不懂得要放送出什么辨別率的訊號(hào)。因此在一開(kāi)始source(DVD)會(huì)透過(guò)這兩支腳位去讀取電視所支持的辨別率，當(dāng)source(DVD) 懂得后source(DVD) 才放送出符合電視辨別率的影像畫(huà)面。其中SCL是時(shí)鐘(CLOCK)腳位，SDA是資料腳位。4.DVI轉(zhuǎn)HDMI由于HDMI和DVI采用相似的TMDS信號(hào)，因此很容易互相轉(zhuǎn)換。但是DVI沒(méi)有規(guī)定傳送音頻信號(hào)，因此DVI轉(zhuǎn)HDMI，或者HDMI轉(zhuǎn)DVI都只有視頻信號(hào)，沒(méi)有音頻信號(hào)。AMD的APU是一種特例，APU平臺(tái)的DVI信號(hào)來(lái)自HDMI，因此DVI接口用DVI轉(zhuǎn)接HDMI也有音頻信號(hào)。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(jiǎn)介如下。1.HDMI以太網(wǎng)通道(HDMI Ethernet Channel，HEC)HDMI 1.4版數(shù)據(jù)線將增長(zhǎng)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)備可以通過(guò)百兆以太網(wǎng)發(fā)送和接受數(shù)據(jù)，可滿足任何基于IP的應(yīng)用。HDMI以太網(wǎng)通道將容許基于互聯(lián)網(wǎng)的HDMI設(shè)備和其他HDMI設(shè)備共享互聯(lián)網(wǎng)接入，無(wú)需另接一條以太網(wǎng)線。新功能還將提供一種連接平臺(tái)，容許HDMI設(shè)備之間共享內(nèi)容。HDMI以太網(wǎng)絡(luò)通道技術(shù)在單一HDMI纜線中集成視頻、音頻與數(shù)據(jù)流，兼具HDMI連接的一流信號(hào)品質(zhì)與便利性，與家用娛樂(lè)網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大與彈性功能。HDMI以太網(wǎng)絡(luò)通道在HDMI連接中加

15、入專(zhuān)用的數(shù)據(jù)通道，提供高達(dá)100 Mb/sec的雙向高速網(wǎng)絡(luò)功能。2.音頻回授通道(Audio Return Channel，ARC)帶有內(nèi)置調(diào)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(shù)據(jù)至環(huán)繞聲系統(tǒng)。在高清電視直接接受音頻和視頻內(nèi)容的狀況下，這個(gè)新通道能讓高清電視通過(guò)HDMI線把音頻直接傳送到A/V功放接受機(jī)上，無(wú)需此外一條線纜。3.HDMI 3D功能新規(guī)范將為HDMI設(shè)備定義通用3D格式和辨別率，實(shí)現(xiàn)家庭3D系統(tǒng)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(shù)發(fā)展迅猛，同步間有數(shù)項(xiàng)競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)齊頭并進(jìn)，因此HDMI 1.4規(guī)格為常用的3D顯示技術(shù)定義了有

16、關(guān)合同，涉及：圖幀、圖線、圖場(chǎng)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(shè)備支持的高清辨別率將達(dá)到4K2K，四倍于目前的1080p，可以和眾多數(shù)字家庭影院以同樣的辨別率傳播內(nèi)容。具體格式：38402160 24Hz/25Hz/30Hz；40962160 24Hz 。5.拓展支持色彩空間HDMI技術(shù)將支持專(zhuān)為數(shù)碼相機(jī)設(shè)計(jì)的色彩空間，涉及sYCC601、Adobe RGB、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.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(jī)、手機(jī)等便攜設(shè)備帶來(lái)最高1080p的辨別率支持及最快5GB的傳播速度。7.汽車(chē)連接系統(tǒng)(Automotive Connection System，ACS)一種為車(chē)載高清內(nèi)容傳播設(shè)計(jì)的線纜規(guī)范，可避免發(fā)熱、震動(dòng)、噪音等汽車(chē)內(nèi)部常用環(huán)境的影響，也為汽車(chē)制造商在車(chē)內(nèi)傳送高清內(nèi)容提供了一套切實(shí)可行的解決方案。汽車(chē)用連接版本為HDMI E TYPE8.五種HDMI1.4新標(biāo)記如今，HDMI似乎是與高清原則畫(huà)上了等號(hào)。無(wú)論是在液晶電視、藍(lán)光播放器，還是HTPC、投影機(jī)上，這個(gè)小小的接口都