HDMI接口基础知识与使用手册指南

HDMI接口基础知识与使用手册指南

需要注意的是：

本文分五大部分：

基础知识

接口信号

设计部分

测试部分

仿真部分

1、基础知识

HDMI接口有四种类型接口：

2、接口信号

常见的HDMI接口是下图的A类(19脚)：

·Preamble（控制信息），主要用于控制接下来传输的数据是Data Island或者Video Data。

·Data Island（数据包），各种类型的包信息，包括音频数据包，图像信息包等。

·HSYNC: 行同步信号，表示扫描1行的开始；VSYNC: 帧同步信号,表示扫描1帧的开始，一帧也就是LCD显示的一个画面。

图像方面：一秒可以传输显示1.65G个像素点（一个完整的像素点信息由R/G/B三原色信息构成）所需要的数据量。

除了RGB还会看到YUV。YUV主要用于优化彩色视频信号的传输，它将亮度信息（Y）与色彩信息（UV）分离，没有UV信息一样可以显示完整的图像，只不过是黑白的，这样的设计很好地解决了彩色电视机与黑白电视的兼容问题，使其向后相容老式黑白电视。

所以，YUV又叫做YCrCb。

Cr反映的是RGB输入信号红色部分与RGB信号亮度值之间的差异;Cb反映的是RGB输入信号蓝色部分与RGB信号亮度值之间的差异。

数字音频方面：支持符合IEC60985 L-PCM标准的32kHz、44.1kHz和48kHz,16bit量化的立体声数字音频信号和IEC 61937标准的采样率为192KHz，24bit量化的单路无压缩PCM数字音频信号。

ARC（Audio Return Channel）音频回传通道。ARC出现的目的，是使整个数字化家电在线材安装上更为简便。它的功能就是传输声音信号，具体是指在支持ARC的HDMI接口上，电视可以通过ARC将音频信号通过HDMI线回传到功放或者其他拥有HDMI ARC功能的音频设备上去，这样用以节省单独的数字输出线材。

这里面和LVDS这个进行区分：

10~12（3 pin）: TMDS 时钟通道参考时钟信号，使接收设备恢复数据流。

14（1 pin）:保留引脚，未使用（或者也可以为CEC提供多一个引脚）

EDID（Extended Display Identification Data）扩展显示标识数据，VGA、DVI的EDID由主块128字节组成，HDMI的EDID增加扩展块(128字节)，扩展块的内容主要是和音频属性相关的，DVI和VGA没有音频，HDMI自带音频。

EDID可以简单理解为串联Host和显示器之间的桥梁，在输入端Host通过读取设备上的EDID来获悉设备支持的显示时序，而同样，在输出端设备需要读取显示器的EDID来确定自己的输出时序。

需要注意的是:现在的显示器功能很强大，通常都提供多种视频接口（DVI、VGA、HDMI、Display Port），由于每种接口的特性和带宽不同，使得不同接口的EDID也不同。使用哪个接口，Host读到的就是哪个接口的EDID。所以，显示器不止一种EDID信息。

经常听到有人说“EDID信息”，也有人说“DDC信息”。那么EDID和DDC的关系是什么？DDC是一个通道，是用来传送EDID信息的，也可以说EDID信息是通过DDC传送的。

HDCP传输过程中，发送端和接受端都存储一个可用密钥集，这些密钥都是秘密存储，发送端和接受端都根据密钥进行加密解密运算，这样的运算中还要加入一个特别的值KSV(视频加密密钥)。同时HDCP的每个设备会有一个唯一的KSV序列号，发送端和接受端的密码处理单元会核对对方的KSV值，以确保连接是合法的。

HDCP是靠两个设备的交互进行HDCP授权认证的，简易认证流程图如下：

17（1 pin）:接地引脚

19（1 pin）: 热插拔检测，用于向源端传达已发生“热插拔”事件的信号（例如已拔出电缆），这通常会导致源重新初始化 HDMI 链接。

3、设计部分

线长的匹配部分：

组与组之间，HDMI*1.4控制在+/-1”(2.97GT/s)。

除了所说的2.97GT/s，还有一个1.65GT/s。当然时钟的频率是多少，是能推算出来。

针对CMC，有些情况不是必须的，可以不要，根据实际应用来分析。

线缆标准给出两种类别：标准电缆，支持速率75MHz，分辨率是720p和1080i；高速电缆，支持速率340MHz，分辨率是1080p。

连接器：

4、测试部分

根据测试规范CTS(Compliance Test Specification)。HDMI测试分为物理层和协议层的测试。

HDMI的测试需要在不同分辨率下进行：

信号低电平的测试,一般选择最低分辨率(640x480p)。

支持最高的分辨率下,进行时钟占空比/上升时间/时延等测试。

像素时钟在27MHz，74.25MHz，148.5MHz，222.75MHz下，需要进行时钟抖动和眼图等测试。

5、仿真部分

对TMDS差分线进行频域分析，进行S参数仿真，生成差分对差分损耗，来查看相关的技术指标，一般以-3dB的基准来查看传输线的性能。

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