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电视机上的EDID 杨恩泽2009年11月11日 主要内容 0 EDID基础知识1 DGSSPnP介绍2 EDID数据格式3 EDID数据扩展 CEA EXT4 EDID数据的读 写 验证5 与EDID数据相关的问题与现象 0 EDID基础知识 0 0名词解释 CEA 美国 消费电子协会ConsumerElectronicsAssociation 通过制定科技政策 组织大型展会 进行市场调研和建立行业战略关系来促进消费电子行业的发展 通过将消费电子技术行业工程师联合在一起 CEA能够推进行业标准的制订 指导企业进行产品的开发 制造和产品间的互联 CEA 861D 0 EDID基础知识 0 1名词解释 VESA 视频电子标准协会VideoElectronicsStandardsAssociation VESA由代表来自世界各地的 享有投票权利的140多家成员公司的董事会领导的非盈利国际组织 VESA致力于开发 制订和促进个人计算机 PC 工作站以及消费类电子产品的视频接口标准 DisplayPort DPMS DDC EDID Plug Play 显示 图形子系统 等标准 0 EDID基础知识 0 2什么是EDID EDID EDID是由VESA创造出来的 用于使显示器支持即插即用 EDID是一个128Bytes的数据结构 存储于显示器一端的存储器内 EDID描述了显示器自身的显示特性与显示能力 信源 PC DVD STB等 根据EDID的描述输出显示器所支持的信号格式 扩展显示标识数据ExtendedDisplayIdentificationData 0 EDID基础知识 0 3名词解释 DDC 显示数据通道DisplayDataChannel DDC由VESA制定 是一条主机和显示器之间的信息通道 通过它可以将显示器的EDID数据直接传输给主机 DDC通道与传输视音频数据的通道相互独立 DDC VGA DVI DDC2BHDMI E DDC 0 EDID基础知识 0 3名词解释 DDC 正在使用的DDC标准中包含以下内容 1 主机 显示器间采用I2C协议传输数据 2 规定EEPROM器件地址为A0h 3 规定EEPROM器件由接口供电 1 DGSSPnP介绍 1 1什么是PnP 什么是显示 图形子系统中的PnP PnP PlugandPlay或表示为Plug Play 即插即用 plugitin turnitonanditworks 显示 图形子系统 包含显示器 视频接口 计算机图形卡等能够产生图形的源 显示 图形子系统中的即插即用 终端用户将显示器与主机系统连接起来 打开电源之后 在显示器屏幕上显示出最理想的图像 EDID数据中定义的或用户之前设定的 1 DGSSPnP介绍 1 1什么是PnP 什么是显示 图形子系统中的PnP使显示 图形子系统中支持即插即用 必须要有 APnPCompatibleMonitor EDIDADataCommunicationsChannel DDCAPnPCompatibleGraphicsSubsystemAPnPCompatibleOperatingSystem 1 DGSSPnP介绍 1 1 1APnPCompatibleMonitor EDID一台兼容PnP的显示器 必须包含有效的EDID数据 这些数据要存储于显示器的存储器中 EDID数据中包含显示器自身的标识信息以及显示器所支持的视频格式 属性等内容 主机系统使用EDID信息来配置图形子系统 应用软件程序也可能会使用到EDID中的一部分信息 必须要确保在显示器打开或关闭时主机能够读取到EDID内容 显示器制造商要负责确保显示器产品能提供有效的EDID数据 要确保8个字节的EDID数据头正确无误 EDID内容可正确获取 要确保校验和正确无误 1 DGSSPnP介绍 1 1 2ADataCommunicationsChannel DDC一个具有数据通讯功能的通道 必须能够将显示器与主机的图形子系统连接起来 在现在的显示 图形子系统中 数据通讯的通道选择的是VESA的DDC 2B DisplayDataChannel DDC的初衷就是将EDID数据从显示器传输到主机的图形系统中 DDC CI DisplayDataChannelCommandInterface 可用来传输主机控制显示器的命令 VGA DVI HDMI DisplayPort等视频通道中 都包含DDC 1 DGSSPnP介绍 1 1 3APnPCompatibleGraphicsSubsystem一个兼容PnP的图形子系统 必须被安装在主机系统中 图形子系统包括存储于固件中的VIDEOBIOS和图形子系统的Driver VIDEOBIOS必须具有读取 存储 检错 解码当前显示器EDID信息的能力 图形子系统的Driver要能够读取并解码部分或全部的EDID内容 图形子系统的Driver应该具有配置图形卡某些高级功能的能力 并且能够提供操作系统与图形板卡硬件之间的通讯 PnP处理进程 系统开机过程中BIOS读取EDID 操作系统读取 存储EDID数据 图形子系统的Driver读取EDID数据不属于PnP处理进程 1 DGSSPnP介绍 1 1 4APnPCompatibleOperatingSystem一个兼容PnP的操作系统 必须具有接收EDID信息 解码 存储显示器信息与图形板卡信息的能力 这些信息存储于DGSSID DisplayGraphicsSubsystemIdentification 对象中 DGSSID对象可以放在非易失性存储器或硬盘等存储媒介中 操作系统会提供一个接口给终端用户 用户通过这个接口控制或选择图形子系统具有的某些高级功能 比如 图像像素格式 刷新频率 颜色位深 颜色管理工具等 1 DGSSPnP介绍 1 1 5GSS PnP处理流程描述Step1 系统建立 开机 VideoBIOS读取EDID系统建立 将计算机 GSS 显示器连接起来 开机 先开哪个 计算机OR显示器VideoBIOS读取EDID 可否读取 存储 校验 解码 是 进行Step2否 由GSS产生 BaseVideoMode SystemPOST PowerOnSelfTest加电自检 1 DGSSPnP介绍 1 1 5GSS PnP处理流程描述Step2 VIDEOBIOS处理EDID时序优先级判断PTB 1 是 解码DTB中的PTM GSS产生PTM图像格式 SystemPOST 否 解码DTB中的DTF GSS产生DTF图像格式 SystemPOST PTB PrefferedTimingBit首选时序位 EDID数据18h中的一位 DTB DetailedTimingBlock详细时序信息描述块 1 DGSSPnP介绍 1 1 5GSS PnP处理流程描述Step2 VIDEOBIOS处理EDID时序优先级若GSS不支持PTM DTB1 以及所有的DTF DTB2 DTB3 DTB4 图像格式 则VIDEOBIOS去标准时序 固定时序中寻找GSS支持的时序格式 如果找到 则令GSS输出相应的时序格式 如果没找到 则输出 BaseVideoMode SystemPOST 1 DGSSPnP介绍 1 1 5GSS PnP处理流程描述Step3 SystemPOST OSLoad Run VideoBIOS完成EDID时序优先级处理 SystemBIOS接管控制权 进行系统加电自检 SystemBIOS将控制权交给BootLoader BootLoader加载操作系统内核 并运行操作系统 操作系统掌握整个系统控制权 1 DGSSPnP介绍 1 1 5GSS PnP处理流程描述Step4 操作系统处理EDID数据 操作系统读取 存储 校验VIDEOBIOS中的EDID数据 判断当前EDID LastEDID OldEDID NewEDID ifLastEDID 令GSS产生Last UserDefinedMode ifOldEDID 令GSS产生Old UserDefinedMode ifNewEDID 解码EDID时序信息 令GSS产生DTB中描述的PTF图像格式 并产生新的DGSSID对象 用户在计算机上运行应用程序 关机 1 DGSSPnP介绍 1 1 5GSS PnP处理流程描述Step4 操作系统处理EDID数据若操作系统读取EDID数据失败 则检查是否有UserProfile 是 则令GSS产生 UserDefinedMode 否 则令GSS产生 BaseVideoMode 产生DGSSID对象 用户在计算机上运行应用程序 关机 2 EDID数据格式 2 0EDID数据格式 概述 总计 10部分128Bytes 2 EDID数据格式 2 0EDID数据格式 概述 2 EDID数据格式 数据头 是一个包含8字节的固定结构 用于标识EDID数据的开始 2 1数据头 Header 2 EDID数据格式 厂商与产品ID数据块 10Bytes 由5个数据域组成 用于唯一地标识显示器产品 2 2厂商 产品ID信息 Vendor ProductIDInformation 2 EDID数据格式 制造厂商ID 用于区分产品由哪个厂商制造 用2字节表示代表厂商名称的三个字母 每个字母用压缩的ASCII表示 厂商名称从微软获得 厂商可以在以下网址处在线申请厂商ID 2 2厂商 产品ID信息 Vendor ProductIDInformation 2 EDID数据格式 2 3EDID结构的版本号与修正号 2Bytes 版本号 修订号 记录了EDID数据结构所遵循的版本信息 版本号的改变 主要的属性 功能发生改变 不保证与以前的版本兼容修正号的改变 微小的改变 保持与以前修正的版本兼容 2 EDID数据格式 EDID结构的版本2 0用于满足VESAPlug我们关心的是EDID数据结构的版本 2 3EDID结构的版本号与修订号 2Bytes EDID的历史 2 3EDID结构的版本号与修订号 2Bytes EDID数据结构版本之间的差异 2 EDID数据格式 显示器屏幕有效尺寸 单位 cm宽 高范围 1 255cm注 投影仪要设为0 表示可变Gamma值的表示 范围 1 00到3 55表示值 Gamma值 100 100 2 4基本的显示参数及属性 5Bytes 视频输入定义 主机 信号源 将根据14h中的信息 对其输出进行配置 2 4基本的显示参数及属性 5Bytes 注 当14h的Bit7设置为1时 表示输入为数字信号接口 此时Bit6 Bit0必须全部置为0 属性支持 18h定义显示器是否支持DPMS GTF sRGB等功能 由于专利问题 制作EDID时需特别注意 2 4基本的显示参数及属性 5Bytes 2 EDID数据格式 19h 22h这10个字节提供了显示器的x y色度坐标的信息及白点 WhitePoint 坐标值 缺省的白点值 初始上电或复位后的值 由显示器厂商定义 2 5显示器色度坐标 10Bytes 2 EDID数据格式 23h 25h固定时序数据块以紧凑的位标形式表示显示器所支持的固定的VESA及其他常用时序格式 2 6固定时序EstablishedTimings 3Bytes 2 EDID数据格式 标准时序数据块用2个字节描述一种时序 可以描述8种不同的时序 未使用的字节要用01h 01h填充 2 7标准时序StandardTimings 16Bytes 2 EDID数据格式 0 x36 0 x7D详细的时序描述 这里72bytes包含该显示器的最佳分辨率 频率范围及显示器名称等信息 分为4部分 每个部分18字节 注 第一部分必须为该显示器最佳分辨率的信息 必须包含频率范围及显示器名称的描述信息 所有数据块 即使没用到也 必须使用符合标准定义的有效数据进行填充 2 8详细时序DetailedTimings 72Bytes 2 EDID数据格式 7Eh处的一个字节 指示是否存在下一个128字节数据当只有128字节的时候 VGA EDID 此处为00h当有256 或更多 字节的时候 此处为01h 2 9扩展标识 1Byte EDIDStructure1 4中定义的扩展标识 2 EDID数据格式 2 10校验和 Checksum 1Byte7Fh Checksum 256 前127字节相加之和 256 主机读取到EDID数据之后 先跟据校验和对数据进行校验 所有128个字节相加后结果若为00h 则说明所获取的数据是正确的 3 EDID数据扩展 CEA EXT 在EDID的block0中 4个18字节的描述块 只有两个用于详细时序描述 另外两个分别用于产品名称 频率范围描述 为了容纳更多的详细时序描述信息 由CEA在CEA 861系列标准中定义了CEAExtension 简写为CEA EXT CEA EXTVersion1 仅提供额外的详细时序描述信息 CEA EXTVersion2 增加 BasicAudio YCbCr 格式支持等描述信息 该版本已经弃用 CEA EXTVersion3 现在正在使用的版本 增加了许多新内容 3 0CEA EXT简介 3 1CEA EXTVersion3的内容 128Bytes 3 2CEADataBlockCollection 3 2 0CEADataBlockTag代码 每种数据块第一个字节格式如下 每种Tag代码所代表的数据块 3 2 0CEADataBlockTag代码 当使用扩展Tag代码时 每个数据块中第二个字节格式如下 每种扩展Tag代码所代表的数据块 3 2 1CEADataBlock Video CEAShortVideo描述格式 Native格式 一种具有最佳分辨率的视频格式 显示器件接受这种格式的信号之后 不进行任何的内部缩放 去隔行 隔行以及帧率变换 直接将其显示出来 Bit7 1 则表明该视频格式为Native格式 具有与显示器物理尺寸吻合的最佳分辨率 且在详细时序描述块中有进一步描述 3 2 2CEADataBlock Audio CEAShortAudio描述格式 每种音频格式需要三个字节来描述 LPCM属于非压缩格式 其它为压缩格式 某种格式中可以设置声道数 频率 位宽等参数 3 2 3CEADataBlock Speaker 如果显示器件支持任何类型的数字音频格式 建议CEA EXT数据中包含SpeakerAllocation数据块 该数据块又3个字节表示 如下表所示 3 2 4CEADataBlock VendorSpecific VSDB VendorSpecific数据块包含IEEE识别码 信源物理地址 颜色位深 最大TMDS时钟速率 视频 音频延迟等信息 如下表所示 3 3CEA EXT详细时序描述 尽管在之前的DataBlockCollection中 有短格式Video时序描述 但是考虑到与老版本的兼容性 要求要有详细时序描述与其对应 640 480p基本时序格式不需要有详细时序描述 详细时序描述仍为每种格式18Bytes 与Block0中的定义格式保持一致 排列顺序要按照优先级排列 3 4CEA EXT扩展标识 校验和 FEh处的一个字节用于标识后面是否