HDMI高清晰数字接口_Final.pptx

HDMI高清晰度多媒體介面 发展历程 HDMI技術 高清數位多媒體介面採用TMDS編碼技術最大傳輸率165Mpix sec V1 3後擴展為340Mpix sec 數位化圖像聲音傳輸介面同時傳送音訊及影像信號傳輸無壓縮的音訊及視訊訊號支持HDCP 高清晰數位信號保護 新版本支援對乙太網路的支援 T M D S介紹 什麼是TMDS編碼技術 最小化差分訊號采用4Channel輸出設計 3ChannelData 1ChannelClock 將8 bit的輸入信號轉換為10bit的輸出信號 並串行輸出 採用最小化差分信號 避免信號間的干擾及高頻引起的EMI問題 主要應用于DVI HDMI等數位化信號傳輸 為什麼採用TMDS編碼 HDMI介面傳輸的是無壓縮的資料 視頻資料 音訊資料 控制訊號 傳輸這樣的信號需要佔用大量的資料帶宽 傳統的傳輸方案無法同時滿足大數量的資料傳輸並保持資料的穩定性 因此利用TMDS編碼技術去傳輸HDMI資料 便成為了最佳選擇 TMDS LVDS TMDS CML TMDS是一種電流型邏輯電路 通過遠端的直流耦合電壓經過遠端阻抗產生直流電流 內部通過控制信號控制輸出的產生TMDS中一對差分信號均為信號的傳輸路徑 GND為信號的返回路徑 LVDS LVDS是一種電流驅動元件 電流通過遠端阻抗是產生電壓信號LVDS中的一組信號為信號的傳輸路徑 另一組信號便為信號的返回路徑 HDCP 什麼叫HDCP HDCP全稱為高位寬數位內容保護協議 High BandwidthDigitalContentProtection 是由英特爾和好萊塢聯手提議創建 應用於數字內容的保護 目前主要用於DVI和HDMI數據傳輸的保護 此外HDCP協議是一種收費的授權協議 任何支持HDCP的設備都須向HDCP管理中心申請授權 HDCP如何保護數據不被竊取禁止未經授權的設備接收高清晰度的內容在數據發送端將數據加密傳輸 在數據接收端將加密的數據解密還原獨特的密鑰撤銷機制 將洩漏的密鑰加入黑名單 协议规范 HDCP規範的強制規定高清晰畫面在不支持HDCP協議的設備播放時 必須強制將分辨率降至480P播放數字音頻信號在不支持HDCP協議的設備播放時 必須強制降至DAT等級的模擬輸出信號不得支持數字數據的直接拷貝 非法拷貝的數據將會無法播放或以較低的畫質播放信號來源及顯示器必須支持HDCP協議 傳輸架構 一 傳輸架構 二 傳輸架構設計用作Transmitter與Repeater Receiver之間的視頻 音頻數據傳輸支持下級級聯設備的直接擴展支持通過Repeater 最大達到128個從設備擴展傳輸機制HDCPTransmitter會接收HDCPContent的請求響應 傳送給HDCPReceiver一個認證確認信號 HDCPReceiver確認這個認證信號後 會返回一個確認信號至HDCPTransmitter HDCPTransmitter收到返回的確認信號後 會将HDCPContent的資料通過特殊的方式加密後進行傳輸 密鑰認證機制 一 密鑰認證機制 二 從設備為HDCPReceiver HDCPTransmitter會傳輸一組包含KVS Aksv 和64 bit填充數據 An 的信息至HDCPReceiverHDCPReceiver收到後 會同樣傳輸包含KSV Bksv 和響應數據的信息回饋至HDCPTransmitterTransmitter Receiver相互確認後 會各自按照KSV中 1 字節指向的密鑰加總 得到一組56 bit的共同密鑰數據將按照共同密鑰進行加密傳輸 並在接收端解密還原從設備為HDCPRepeater HDCPRepeater會向下取得一組KSVList進行確認 作用原理大致相同DevicePrivateKey 每個設備都會包含一組40把長度為56 bit的密鑰 這些密鑰用來確認排除非法設備 KeySelectionVector 每個密鑰還會包含一組長度為40 bit的KSV 用來確認和密鑰的選取 數據加密 解密機制 整個加密過程是以流的方式進行 每個像素的數據都會和建立起的密鑰推導出的24 bit數據做XOR運算 並且每一個frame都會重新生成不同的密鑰 色彩原理 一 色彩原理 二 色彩的組成原理 畫面上的每幀的圖像是由像素點 pixel 組成的每一個像素點 pixel 則是由三個RGB色元調製而成每一個RGB色元 则是由色深資料位數構成 一般為24bit 3 顯示原理CRT顯示器由電子槍射出鐳射光束 轟擊螢光粉 進而顯示畫面CRT採用隔行掃描 由於視覺殘留效應 會在人眼中產生完整畫面 高階CRT顯示器亦有採用逐行掃描技術 但刷新率較高120Hz以上 靜態畫面按照一定頻率刷新 刷新率 便呈現出動態畫面液晶顯示器則是由液晶分子控制器去驅動相應的液晶分子 按照一定的順序排列 進而產生靜態畫面 後按刷新率刷新 產生動態畫面 顯示原理 隔行掃描顯示器在顯示一副畫面時 線掃描奇數行 全部完成掃描後 再掃描偶數行 因此每幅圖像需掃描2次才能完成 造成畫面閃爍較大 因此該掃描方式較為落後 通常用在早期的顯示器產品中 逐行掃描顯示器在顯示一副畫面時 從屏幕的左上角第一行開始逐行進行 整個圖像掃描一次完成 因此圖像顯示畫面閃爍小 顯示效果較好 目前主流的顯示器大多採用逐行掃描的方式 顯示規格 資料傳輸帶寬 一 HDMI信號傳輸帶寬計算 採用24 bit色深 則單通道色深為24bit 3 8bitTMDS信號傳輸過程中 會包含視頻訊號 音頻包及控制信號等TMDS傳輸原理是將8 bit的輸入信號轉換為10 bit輸出信號因此 可以有上述簡單原理推導出HDMI相關傳輸帶寬計算方法 最大TMDS傳輸帶寬 f 10bit 3最大Video傳輸帶寬 f 8bit 3 資料傳輸帶寬 二 資料傳輸帶寬 三 最小Video帶寬及最低Pixel頻率動態畫面是靜態畫面按照一定的刷新率顯示所呈現出 因此各種分辨率下視頻傳輸的比特率及頻率為 最低Video要求帶寬 解析度 3 RGB 色深 刷新率最低Pixel頻率 解析度 刷新率 資料傳輸原理 一 資料傳輸原理 二 HDMI傳輸原理原始信號包括 2 bit控制信號 4 bit封包信號及8 bit的視頻信號在源端發送器 TMDS編碼器將8 bit的輸入信號轉換為10 bit的輸出信號 並在一個TMDS時鐘週期內 將信號傳輸至遠端接收器在遠端接收器 TMDS解碼器將10 bit輸出信號轉換為8 bit的原始輸入信號 並通過顯示器的驅動電路顯示輸出其他功能信號CEC用來傳輸工業ACLink控制信號 以便支援遙控器 可預留 DDC用來做輸出設備與顯示裝置的通信信號Utility可用作AudioReturnChannel或HDMIEthernet的功能擴展 與其他設備進行共享互通 V1 4版本新增 Utility用做HEAC HPD用於熱插拔的偵測 可擴展為HEAC HDTV 什麼叫HDTV 一個正常視力的觀眾在距該系統顯示屏高度的三倍距離上所看到的圖像質量 應該具有觀看原始景物或表演時所看到影像什麼叫FullHD 完全顯示解析度1920 1080畫面的顯示裝置物理解析度達到1920 1080的顯示裝置 觀看者 H 3H Thanks HDMI介面種類 HDMIATypeHDMIv1 019Pin3組TMDS傳輸通道HDMIBTypeHDMIv1 029Pin6組TMDS傳輸通道HDMICTypeHDMIv1 319Pin3組TMDS傳輸通道HDMIDTypeHDMIv1 419Pin3組TMDS傳輸通道 TypeA TypeAPlug TypeAReceptacle TypeA TypePlugPinDefine T