详解HDMIPPT课件

1、HDMI 市场和 技术概要,.,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,.,3,Silicon Image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,.,4,市场和产品,消费电子,存储,个人电脑,市场,产品,存储 应用,DV

2、D,PVR,DTV,AV/RX,STB,个人电脑,电脑显示器,显卡,笔记本电脑,.,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EICTA HD Ready 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2

3、005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。,.,6,DVD市场中HDMI的采用情况,数据来源: Display Search, IDC, Silicon Image,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DVD SOC 2007年可实现 (加法器成本定位在0.

4、20美元),.,7,机顶盒市场内的HDMI采用情况,数据来源: Display Search, IDC, Silicon Image,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。,.,8,DTV 市场上的HDMI 采用情况,Source: Display Search, IDC, Silicon Image,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

5、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。,.,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2H05 产品发布现在开始 Silicon Image宣布德克萨斯州指定HDMI为PC机市场的接口 Microsoft/In

6、tel正在制定标准来支持HDMI输出 Longhorn 操作系统必须有HDCP的支持,.,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,.,11,HDMI和DVI之间的比较,DVIHDMI 传输编码 TMDSTMDS, TERC4 视频格式24-bit RGB, 4:4:424-bit RGB, 4:4:4 24-bit YCbCr, 4:4:4 16/20/24-bit YCbCr, 4:2:2 音频格式无2/6/8-ch., 32-192kHz 控制信息 无AVI

7、 InfoFrames EDID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 DVI 1.0HDMI 1.1 CEA-861CEA-861B HDCP 1.0HDCP 1.1 VESA 1.3VESA 1.3,.,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),.,13,HDMI A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

8、用 (分辨率 UXGA),从HDMI规范1.0, Section 4.1.4 Connector Pin Assignments,.,14,HDMI 源端设备,HDMI 接收设备,HDMI 传输器,EDID ROM,HDMI系统运行,视频,音频,控制/状态,TMDS Channel 0,TMDS Channel 1,TMDS Channel 2,TMDS 时钟通道,HDMI 接收器,视频,音频,控制/状态,CE Control (CEC),视频 音频 信息包,支持音视频格式,消费电子控制 (CEC),.,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,.,16,数据岛,

9、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,.,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,.,18,HDMI分组结构,主体部分包括四个子分组，每

10、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,.,19,AVI信息帧分组实例,信息分组包头,分组主体,.,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(HDMI 1.1版) 所支持的SACD(HDMI1.2版) 正在接受评估

11、的DTSHD, Dolby Digital+, 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”,.,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，

12、带有SiI9031的 THD+N),.,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,.,23,HDMI E-DDC总线,HDMI E-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

13、-DDC总线达到100 kbps，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,DVD or STB,DTV,.,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EDID HTPG=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。 Silicon Image发送器增

14、加的特征，不是 HDMI或DVI规范的一部分,.,25,HDMI E-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-HDCP CEA-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,.,26,HDMI E-EDID 分层,.,27,HDMI E-EDID 数据块 0,.,28,HDMI E-EDID 部件1,.,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

15、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Cable ready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,.,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,TMDS Encrypted Link,视/音频数据通过像素到像素原理进行加密,HDCP密钥,HDCP密钥,.,31,主机 设备 A,显示器 设备 B,

16、Initiate Authentication: Aksv, An,HDCP 认证协议,Generate Random Number An from free running DVIBlockCipher,Response: Bksv, R0,Km = Bkeys over Aksv,Check for Bksv in revocation list.,Km = Akeys over Bksv,KS = DVIBlockCipher(Km, An) M0 = DVIBlockCipher(Km, An) R0 = DVIBlockCipher(Km, An),KS = DVIBlockCiph

17、er(Km, An) M0 = DVIBlockCipher(Km, An) R0 = DVIBlockCipher(Km, An),(vertical retrace preceding frame i ),Response: Ri every 2 seconds,Ki = DVIBlockCipher(KS, Mi -1) Mi = DVIBlockCipher(KS, Mi -1) Ri = DVIBlockCipher(KS, Mi -1),If response received:verify Ri = Ri,(i2c),(i2c),(i2c),AKE is performed at

18、 start of CP session,Key generation is repeated every frame during vertical retrace,Ki = DVIBlockCipher(KS, Mi -1) Mi = DVIBlockCipher(KS, Mi -1) Ri = DVIBlockCipher(KS, Mi -1),Frame i Data Encryption,(active data frame i ),DVIStreamCipher(Ki, Mi, RGB),DVIStreamCipher(Ki, Mi, RGB),KS = Session key,Ki = Frame key,Km = Authentication key,Shared secretes:,Verify R0 = R0,.,32,CEC 概要,HDMI中可选的特征 如不用,则通过CEC单线信号 如实施的话,则与micro的控制协议 基于欧洲音视频连接协议 允许使用者控制所有连接HDMI设备: 一个遥控器 可协调的