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HDMI市场和技术概要 Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 2 议程 HDMI市场采用情况HDMI系统概述HDMI结构概述扩展显示器识别数据 EDID 高清内容保护 HDCP 消费电子控制 CEC 产品概述 Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 3 SiliconImage公司 创始于1995年1999年上市 纳斯达克 SIMG 全世界约有250名员工2003年营业额为1亿3百万美元DVI和HDMI数字接口规范的基本技术发明者DVI和HDMI产业工作组的联合创立人串行ATA工作组的主要贡献者DVI HDMI和SATA半导体的市场领导者 Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 4 市场和产品 消费电子 存储 个人电脑 市场 产品 存储应用 DVD PVR DTV AV RX STB 个人电脑 电脑显示器 显卡 笔记本电脑 Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 5 一个世界范围内的标准 北美在2004年带有HDMI接口的数字电视机的输出接口带有DVI的模式FCC DVD 有线行业标准要求数字接口欧洲2005年中EICTAHDReady标识欧洲的显示器必须强制带有DVI HDCP或HDMI HDCP 内容发行者宣布到2006年将为高清内容发行作准备 卫星 有线 地面机顶盒必须带有HDMI输出日本在2003年国内的模型已带有HDMI接口DVD PDP LCD TV高清地面广播启动 带有HDMI接口的机顶盒可以使用 亚洲在2005年中国国内市场将把HDMI接口应用到EVD HVD DTV上 在2004年台湾 韩国已出现带有HDMI接口的国内LCD TV PDP样品 Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 6 DVD市场中HDMI的采用情况 数据来源 DisplaySearch IDC SiliconImage 包括DVD播放器 刻录机HDMI使DVD播放器能够在美国市场上以150美元的低价出售 绝大部分带有集成计数器性能 720p 1080i输出 该性能要求HDMI HDCP输出 至2006年HDMI的加法器成本低至1 5美元 带有集成HDMI的DVDSOC2007年可实现 加法器成本定位在0 20美元 Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 7 机顶盒市场内的HDMI采用情况 数据来源 DisplaySearch IDC SiliconImage 包括有线 卫星 陆地 IP机顶盒高清驱动了HDMI的使用节目发行者 CableLabs DirecTV BSkyB 要求HDMI HDCP连接 带有集成HDMI接口的SOC将于今年实现 Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 8 DTV市场上的HDMI采用情况 Source DisplaySearch IDC SiliconImage 包括直观式CRT Rr Proj LCD TV PDP在美国市场上HDMI接口逐渐成为标准 以尺寸大于20寸的显示器尤为突出 期望这样的形式可以朝着13寸显示屏的方向发展以及扩展到世界各地 带有集成HDMI接口的SOC将于今年实现 Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 9 采用HDMI的新市场 消费者AV接收器市场目前采用HDMI在2006年HDMI将延伸至便携式电子学领域高清的可携式摄像机数码相机集成SOC支持HDMI接口已在发展趋势中带有HDMI接口的数码相机SOC已于05年2月宣布在DTV上采用HDMI接口的高使用率激活了便携式市场个人电脑媒体中心的PC机必须有HDMI输出2H 05产品发布现在开始SiliconImage宣布德克萨斯州指定HDMI为PC机市场的接口Microsoft Intel正在制定标准来支持HDMI输出Longhorn操作系统必须有HDCP的支持 Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 10 议程 HDMI的市场采用情况HDMI系统概述HDMI结构概述扩展显示器识别数据 EDID 高清内容保护 HDCP 消费电子控制 CEC 产品概述 Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 11 HDMI和DVI之间的比较 DVIHDMI传输编码TMDSTMDS TERC4视频格式24 bitRGB 4 4 424 bitRGB 4 4 424 bitYCbCr 4 4 416 20 24 bitYCbCr 4 2 2音频格式无2 6 8 ch 32 192kHz控制信息无AVIInfoFramesEDID是 仅用于视频 是 用于音视频 电子消费控制无CEC一致性测试无是 CTS 控制标准DVI1 0HDMI1 1CEA 861CEA 861BHDCP1 0HDCP1 1VESA1 3VESA1 3 Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 12 HDMI规范语言 发送器 内容提供者 DVD 机顶盒 接收器 显示设备 DTV LCD TV PDP 转发器 音视频接收器 HDMI入 HDMI出 Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 13 HDMIA型连接器 A型传输所有必要的HDMI信号单个TMDS连接消费电子应用B型传输TMDS双路连接 用于个人电脑的使用 分辨率 UXGA 从HDMI规范1 0 Section4 1 4ConnectorPinAssignments Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 14 HDMI源端设备 HDMI接收设备 HDMI传输器 EDIDROM HDMI系统运行 视频 音频 控制 状态 TMDSChannel0 TMDSChannel1 TMDSChannel2 TMDS时钟通道 HDMI接收器 视频 音频 控制 状态 CEControl CEC 视频音频信息包 支持音视频格式 消费电子控制 CEC Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 15 HDMI典型的视频帧 数据岛周期音频数据辅助数据控制周期 Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 16 数据岛 音频 辅助信息等信息包在数据岛内传输HSYNC和VSYNC也在数据岛时期被传输信息包类型 空音频采样音频时钟恢复信息帧 视频 数据岛 视频 视频消隐期 Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 17 HDMI分组结构 分组类型空 可忽视的 都为零音频时钟再生 子分组包含重建音频时钟的N和CTS音频采样 包含1到4个音频样本EIA CEA 861B信息帧 说明视频 音频和MPEG格式以及用户定义的信息分组特定数据 用于音频采样和信息帧 32像素 主体 标题 纠错码 分组类型 分组特定数据 BCH纠错码 HDMI分组 8数位 16数位 8数位 分组标题 Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 18 HDMI分组结构 主体部分包括四个子分组 每个长度为64数位包括数据和BCH纠错码信息帧分组为最多为30字节 长度在包头中说明 只允许CEA 861B定义的信息帧 32像素 主体 标题 纠错码 子分组 子分组 子分组 子分组 数据 BCH纠错码 HDMI分组 分组主体 56比特 8比特 Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 19 AVI信息帧分组实例 信息分组包头 分组主体 Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 20 HDMI音频支持 所支持的音频格式压缩数字音频 杜比数码 THX DTS等 任何能通过S PDIF传输的音频格式未压缩的数字音频2 6 8声道 32 192kHz采样率所支持的DVD音频 HDMI1 1版 所支持的SACD HDMI1 2版 正在接受评估的DTS HD DolbyDigital MLP总能获得CD质量音频所需的基本音频2声道 16数位 32 44 1 48kHz音频传输规则如果一个HDMI源端设备支持其任何输出的音频传输 则 它一定支持HDMI音频传输最小的 基本音频 支持如果一个HDMI接收设备支持其任何输入的音频接收 它一定接收所有HDMI输入的音频最小的2声道的PCM 基本音频 Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 21 HDMI音频传输 音频时钟不通过HDMI缆线传输时钟通过使用N CTS值的HDMI接收器再生N CTS由基于正在传输的音频由源端编写可实现高质量的音频再现 例如 信噪比为100分贝时 带有SiI9031的THD N Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 22 HDMI视频支持 RGB强制用于所有源端设备和接收设备如果源端设备可通过任何其他端口输出YCbCr 可以使用4 4 4或者4 2 2 则源端设备必须支持YCbCr输出如果接收设备可以通过任何其他端口输入YCbCr 4 4 4和4 2 2必须都支持 则接收设备必须支持YCbCr输入如传输的是非RGB数据或带有像素复制的传输 则需要AVI的信息帧有时使用像素复制支持高端音频推荐常包括完整的AVI数据 Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 23 HDMIE DDC总线 HDMIE DDC是在DVI上使用的DDC的超集DDC是与I2C兼容的总线HDMI允许E DDC总线达到100kbps 用于更长缆线的支持SiI9030传输器已经集中在I2C主板上 DDC总线 在DDC上不可见micro to Tx和micro to Rx的传输 DVDorSTB DTV Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 24 HDMI 5V 热插拔和RSEN HDMI将 5 0V从源端设备传输到接收设备E EDID可从未加电的显示器获得热插拔信号从接收设备回到源端设备HTPG 1表示连接的接收设备可带有EDIDHTPG 1不一定是上电了的显示器在每个下行流连接事件触发HTPG为低电平接收器检测 RSEN RSEN 1表明接收器芯片上电 SiliconImage发送器增加的特征 不是HDMI或DVI规范的一部分 Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 25 HDMIE EDID规范 接收设备EDID包括视频模式音频模式带有CEC地址的VSDB源端设备支持分段指示器数据块图DVI HDCPCEA 861 基本显示器X音视频定时支持 增强显示器X音视频定时支持 Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 26 HDMIE EDID分层 Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 27 HDMIE EDID数据块0 Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 28 HDMIE EDID部件1 Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 29 HDCP概要 HDCP市场要求DVD必须用于DVD播放器任何的数字输出如果视频格式大于480p 576p 只用HDCP加密输出对于如蓝光等新HD标准的要求机顶盒满足北美内容发行商的要求DIRECTV Echostar CableLabs期待2005年欧洲新的HD广播 显示器北美Cableready的数字电视所要求的HDCP技术使用个人 公共加密系统可更新的系统 撤销可宣布系统被 黑 然后放到撤销列表中主机管理整个HDCP认证过程认证 转发支持 撤销 Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 30 HDCP加密 解密 发送器 接收器 HDCP密码 HDCP密码 TMDS编码器 TMDS解码器 TMDSEncryptedLink 视 音频数据通过像素到像素原理进行加密 HDCP密钥 HDCP密钥 Copyright2004SiliconImageInc Allrightsreserved 31 主机 设备A 显示器 设备B InitiateAuthentication Aksv An HDCP认证协议 GenerateRandomNumberAnfromfreerunningDVIBlockCipher Response Bksv R0 Km BkeysoverAksv CheckforBksvinrevocationlist Km AkeysoverBksv KS DVIBlockCipher Km An M0 DVIBlockCipher Km An R0 DVIBlockCipher Km An KS DVIBlockCipher Km An M0 DVIBlockCipher Km An R0 DVIBlockCipher Km An verticalretraceprecedingframei Response Ri every2seconds Ki DVIBlockCipher KS Mi 1 Mi DVIBlockCipher KS Mi 1 Ri DVIBlockCipher KS Mi 1 Ifresponsereceived verifyRi Ri i2c i2c i2c AKEisperformedatstartofCPsession Keygenerationisrepeatedeveryframeduringverticalretrace Ki DVIBlockCipher KS M i 1 Mi DVIBlockCipher KS M i 1 Ri