2022年HDMI基础知识整理版

1、 HYPERLINK 进一步理解HDMI接口-03-21 15:008205人阅读 HYPERLINK l comments 评论(0) HYPERLINK javascript:void(0); o 收藏 t _blank 收藏 HYPERLINK l report o 举报 举报分类：hdmi（1）一、HDMI接口的工作原理这张图是HDMI接口的架构示意图。从左边的信号源中你可以看到，HDMI接口的信源可以是任何支持HDMI输出的设备，而接入端也可以是任何带有HDMI输 入接口的设备。无论她们是音频设备、视频设备还是控制设备，HDMI接口都可以应用其中。在HDMI接口中的数据信号采用的是T

2、MDS最小化传播差分信号合同。这种数据传播合同曾经在DVI接口上得到广泛的应用。而HDMI接口上的数据信号也沿用了这种合同。这种合同会将原则8bit数据转换为10bit信号，并且在转换过程中使用微分传送。微分传送这种技术也曾经被广泛的应用于千兆以太网的数据传播中。在HDMI接口中音频、视频数据的传播时可以使用三条TMDS数据通道。视频信息在传送时被转换城持续的24bit像素数据，每个时钟周期可以传送10bit的数据。像素时钟周期传播比率大概在25MHz至165MHz之间。一般来说原则的NTSC 480i隔行信号的像素时钟传播比率大概为13.5MHz。若传播信号的比率不不小于25MHz，HDMI

3、会采用自动循环技术弥补码率，将信号的码率提高到25MHz的水平。而HDMI接口最高每秒可以传播165M像素的数据量，这个数据吞吐能力是相称惊人的。在将来一段时间内足以应付高码率，高数据流家用电器的信号传播任务。HDTV最高的原则是1080p，它每屏的辨别率为1920X1080，若每秒传播60帧图像（1080p60），那么最后的像素时钟传播比率为124.4MHz。由此看来HDMI接口完全可以沉着应付当今的消费电子产品的各项应用。固然HDMI也支持双接口并联模式，那样可以提供惊人的330MHz传播比率。但是目前这种双并联HDMI接口不会用于一般消费阶层。在HDMI中所采用的视频信号的编码方式为RG

4、B格式，如YCbCr 4:4:4 或YCbCr 4:2:2格式，她们每个像素都是24bit。YCbCr是一种数字视频信号的格式，它与YPbPr格式相类似。（目前DVD播放机的分量输出都是使用YCbCr/YPbPr格式）这种视频信号原则也就是我们常常所说的“YUY”。Y的意思是亮度，它并不带有图像颜色的信息。只是负责记录图像中黑色与白色信息。Cb是图像中蓝色与亮度的差别值（B-Y），而Cr是红色与亮度之间的差别值（R-Y）。 那么Y、Cb、Cr这三个值就定义了视频编码时的采样率。而上文中的“4”代表使用NTSC或PAL制式时的采样率，即13.5MHz。那么我们看到的4:4:4，意思就是Y、Cb、

5、Cr的编码采样率各是13.5MHz。而我们看到的4:2:2格式中Cb、Cr的采样率各是6.75MHz。那么目前你就能很明显的辨别出上面两个YCbCr格式中哪个视频质量更好了。在HDMI接口中，音频信号可以使用2至8声道，每个声道的采样率为192KHz。此外HDMI接口也提供了DDC显示数据通道，它会向视频接受装置发送配备信息和数据格式信息。接受装置可以读取这些E-EDID增强扩展显示辨认数据的信息。最后HDMI接口也提供了CEC消费电子控制通道，通过这条通道可以控制视听设备的工作。二、HDMI接口连接器按照电气构造和物理形状的区别，HDMI接口可以分为Type A 、Type B、 Type

6、C三种类型。每种类型的接口分别由用于设备端的插座和线材端的插头构成，使用5V低电压驱动，阻抗都是100欧姆。这三种插头都可以提供可靠的TMDS连接。Type A型接口A型是原则的19针HDMI接口，普及率最高。A型的插座成扁平的“D”型，上宽下窄。接口外侧设有一圈厚度为0.5毫米的金属材质屏蔽层，避免来自外界的多种干扰信号。其中用于设备端的插座内径最宽处14毫米，高4.55毫米。19跟引脚在中心位置分两层排列。每根引脚的宽度为0.45毫米，长度为4.1毫米。A型的插头外径是最宽处13.9毫米，高4.45毫米。内部的引脚呈环状排列。而HDMI原则规定这些尺寸的误差要控制在相称小的范畴内（0.05

7、毫米左右），以保证良好的接触性。A型接口每个时钟周期可以传播165MHz的像素的信息。Type B型接口B型接口的物理构造相比于A型接口，基本形状并没有太大变化，都是“D”型。但是其插座端最大宽度达到了21.3毫米，比A型的14毫米足足大了一圈。有29个引脚，可以提供双TMDS传播通道，因此支持更高的数据传播率和Dual-Link DVI连接。B型接口每个时钟周期可以传送高达330MHz的像素信息。Type C型接口C型HDMI接口设计目的就是为了紧凑型便携设备，因此C型插座的尺寸只有10.52.5毫米，而插头也只有10.422.4毫米。非常的小巧。C型接口每个时钟周期可以传播165MHz的像

8、素的信息。由于TMDS原则中指出，线缆的长度不得超过15米。因此使用TMDS原则的HDMI接口线缆长度也被限制在15米以内。这个长度对于一般的家用和办公领域来说已经足够了。带有A型HDMI接口的信号发射装置可以连接到使用B型接口的接受装置上，此时需要一种B到A型的转换接口即可顺利连接。但是需要注意的是，一种带有B型接口的信号发射装置是不也许连接一种带有A类接口的信号接受装置。目前HDMI接口已经可以向下兼容DVI接口，她们之间只需使用专用的转接线缆即可互相转换。专利许可费不幸的是，HDMI接口并不是一种开放的原则。制造商必须向HDMI原则制定协会支付版税，来换取一种生产许可证。但是这个版税可不

9、便宜，每年要交纳15000美元的许可费，并且更黑的是每生产一种HDMI接口就要支付0.15美元的许可费。只有这样制造商才干在自己的产品和使用手册中标记支持HDMI的logo。如果制造商已经是HDCP高清数字内容保护合同的会员那么每个带有HDMI接口的产品只需交纳0.04美元的许可费。如果制造商在其产品中使用HDCP高清数字内容保护机制，那么就必须要交纳15000美元的年费，在加上每个产品0.005美元的购买密匙费。三、针脚定义为了以便人们查阅资料，以及各位DIY玩家对HDMI接口作进一步理解以A型HDMI接口为例简介各个针脚的定义。1.数据通道（TMDS通道）HDMI的数据通道和DVI的数据通

10、道都采用TMDS信号（最小化传播差分信号）。通过TMDS信号传送音频，视频，以及多种辅助数据 。信号编码方式：遵循DVI 1.0规格。A型HDMI接口是单链接，B型HDMI接口是双链接（带宽增长一倍）。视频像素带宽：从25 MHz到340 MHz (A型, HDMI 1.3) 或至 680 MHz (B型)。带宽低于25MHz的视频信号如NTSC 480i将以倍频方式输出。每个像素的容许数据量从24位至48位。支持每秒120张画面，1080p辨别率画面传送以及WQSXGA辨别率。像素编码方式：RGB 4:4:4，YCbCr 4:4:4 (8-16 bits per component)；YCb

11、Cr 4:2:2 (12 bits per component) 。音频采样率：32 kHz, 44.1 kHz, 48 kHz, 88.2 kHz, 96 kHz, 176.4 kHz, 192 kHz。音频声道数量：最大8声道。音频流规格：IEC61937兼容流，涉及高流量无损信号如Dolby TrueHD, DTS-HD Master Audio。2.CEC通道（必须预留线路但可以不必实现）CEC全文为Consumer Electronics Control，用来传送工业规格的AV Link合同信号，以便支持单一遥控器操作多台AV机器。为单芯线双向串行总线。3.DDC通道DDC全文为Di

12、splay Data Channel，传送端与接受端可运用DDC通道得知彼此的传送与接受能力，但HDMI仅需单向获知接受端(显示屏)的能力。使用100kHz时钟频率的I2C信号。传送数据构造为VESA Enhanced EDID (V1.3)。3. SCL和SDASCL的全文是Serial Clock，SDA的全文是Serial Data。这两支脚位是用来让source(DVD) 和 display (TV)作沟通，在电视内部均有一种记忆体，寄存有这台电视所支持的辨别率，例如：720P 或1080P，如果source(DVD)不懂得目前所连接的电视所支持的电视辨别率是多少时，source(DV

13、D) 就不懂得要放送出什么辨别率的讯号。因此在一开始source(DVD)会透过这两支脚位去读取电视所支持的辨别率，当source(DVD) 懂得后source(DVD) 才放送出符合电视辨别率的影像画面。其中SCL是时钟(CLOCK)脚位，SDA是资料脚位。4.DVI转HDMI由于HDMI和DVI采用相似的TMDS信号，因此很容易互相转换。但是DVI没有规定传送音频信号，因此DVI转HDMI，或者HDMI转DVI都只有视频信号，没有音频信号。AMD的APU是一种特例，APU平台的DVI信号来自HDMI，因此DVI接口用DVI转接HDMI也有音频信号。四、HDMI 1.4新增功能HDMI最新的

14、版本是1.4版，1.4版新增功能简介如下。1.HDMI以太网通道(HDMI Ethernet Channel，HEC)HDMI 1.4版数据线将增长一条数据通道，支持高速双向通讯。支持该功能的互连设备可以通过百兆以太网发送和接受数据，可满足任何基于IP的应用。HDMI以太网通道将容许基于互联网的HDMI设备和其他HDMI设备共享互联网接入，无需另接一条以太网线。新功能还将提供一种连接平台，容许HDMI设备之间共享内容。HDMI以太网络通道技术在单一HDMI缆线中集成视频、音频与数据流，兼具HDMI连接的一流信号品质与便利性，与家用娱乐网络的强大与弹性功能。HDMI以太网络通道在HDMI连接中加

15、入专用的数据通道，提供高达100 Mb/sec的双向高速网络功能。2.音频回授通道(Audio Return Channel，ARC)带有内置调谐器与HDMI接口的电视，不必使用其她音频缆线，即可上传音频数据至环绕声系统。在高清电视直接接受音频和视频内容的状况下，这个新通道能让高清电视通过HDMI线把音频直接传送到A/V功放接受机上，无需此外一条线缆。3.HDMI 3D功能新规范将为HDMI设备定义通用3D格式和辨别率，实现家庭3D系统输入输出部分的原则化，最高支持两条1080p辨别率的视频流。3D技术发展迅猛，同步间有数项竞争技术齐头并进，因此HDMI 1.4规格为常用的3D显示技术定义了有

16、关合同，涉及：图帧、图线、图场可选措施，并排措施（全景与半景），2D加深度措施。4.支持更高辨别率HDMI设备支持的高清辨别率将达到4K2K，四倍于目前的1080p，可以和众多数字家庭影院以同样的辨别率传播内容。具体格式：38402160 24Hz/25Hz/30Hz；40962160 24Hz 。5.拓展支持色彩空间HDMI技术将支持专为数码相机设计的色彩空间，涉及sYCC601、Adobe RGB、AdobeYCC601，可在连接数码相机的时候显示更精确的逼真色彩。6.Micro HDMI迷你接口新的Micro HDMI接口将比目前19针MINI HDMI版接口小50%左右，可为相机、手机等便携设备带来最高1080p的辨别率支持及最快5GB的传播速度。7.汽车连接系统(Automotive Connection System，ACS)一种为车载高清内容传播设计的线缆规范，可避免发热、震动、噪音等汽车内部常用环境的影响，也为汽车制造商在车内传送高清内容提供了一套切实可行的解决方案。汽车用连接版本为HDMI E TYPE8.五种HDMI1.4新标记如今，HDMI似乎是与高清原则画上了等号。无论是在液晶电视、蓝光播放器，还是HTPC、投影机上，这个小小的接口都