HDMI高清晰度多媒体接口2008.doc

HDMI高清晰度多媒体接口　2008-12-12 14:21
分类：随心所记
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HDMI(高清晰度多媒体接口)

左：HDMI传输线
右：HDMI正式商标
类别
数位影像/声音连接头
产品历史
设计者
HDMI组织
设计年代
2002年12月
制造年代
2003年至今
规格
热插拔
yes
外接
yes
声音讯号
PCM,DVD-Audio,Super Audio CD,Dolby TrueHD,DTS Master Audio
影像讯号
480,576,720,or 1080 (progressive or interlaced video).

资料带宽
10.2 Gbps at 340 Mhz
缆线
5 meters max.
脚位数量
19
脚位配置

Type A (Receptacle) HDMI
Pin 1
TMDS Data2+

Pin 2
TMDS Data2 Shield

Pin 3
TMDS Data2–

Pin 4
TMDS Data1+

Pin 5
TMDS Data1 Shield

Pin 6
TMDS Data1–

Pin 7
TMDS Data0+

Pin 8
TMDS Data0 Shield

Pin 9
TMDS Data0–

Pin 10
TMDS Clock+

Pin 11
TMDS Clock Shield

Pin 12
TMDS Clock–

Pin 13
CEC

Pin 14
Reserved (N.C. on device)

Pin 15
SCL

Pin 16
SDA

Pin 17
DDC/CEC Ground

Pin 18
+5 V Power

Pin 19
Hot Plug Detect

HDMI（英语：High Definition Multimedia Interface），即高清晰度多媒体接口，是一种全数位化影像/声音传送接口，可以传送无压缩的音频信号及视频信号。HDMI提供所有相容装置——如机上盒、DVD播放机、个人电脑、电视游乐器、综合扩大机、数位音响与电视机——一个共通的资料连接管道。HDMI可以同时传送音频和影音信号，由于音频和视频信号采用同一条电缆，大大简化了系统的安装。
HDMI是被设计来取代较旧的类比影音传送接口如SCART或RCA等端子的。
HDMI支援各类电视与电脑影像格式，包括SDTV、HDTV视频画面，再加上多声道数位音频。在传送时，各种视频资料将被HDMI收发芯片以“Transition Minimized Differential Signaling”（TMDS）技术编码成资料封包。规格初制订时其最大画素传输率为165Mpx/sec，足以支援1080p画质每秒60张画面，或者UXGA分辨率（1600x1200）；后来在HDMI 1.3规格中扩增为340Mpx/sec，以符合未来可能的需求。
HDMI也支援非压缩的8声道数位音频传送（取样率192kHz，资料长度24bits/sample），以及任何压缩音频串流如Dolby Digital或DTS，亦支援SACD所使用的8声道的1bit DSD信号。在HDMI 1.3规格中，又追加了超高资料量的非压缩音频串流如Dolby TrueHD与DTS-HD的支援。
标准的Type A HDMI接头有19个脚位，另有一种支援更高分辨率的Type B接头被定义出来，但目前仍无任何厂商使用Type B接头。Type B接头有29个脚位，容许其传送扩张的视频通道以应付未来的高画质需求，如WQSXGA（3200x2048）。
Type A HDMI可向下相容于现今多数显示器与显卡所使用的Single-link DVI-D或DVI-I接口（但不支援DVI-A），这表示采用DVI-D接口的讯号来源可以透过转换线驱动HDMI屏幕，但是此种转换方案并不支援音频传送与遥控机能。此外，如无HDCP认证的DVI屏幕也将不能收看从HDMI所输出带有HDCP加密保护的视频资料。（所有HDMI屏幕皆支援HDCP，但大多数DVI接口的显示器不支援HDCP。）Type B HDMI接头也将向下相容于Dual-link DVI接口。
HDMI组织的发起者包括各大消费电子产品制造商，如日立制作所、松下电器、Quasar、飞利浦、新力、汤姆生RCA、东芝、Silicon Image。数位内容保护公司（Digital Content Protection, LLC）[1]提供HDMI接口相关的防拷保护技术。此外，HDMI也受到各主要电影制作公司如20世纪福斯、华纳兄弟、迪士尼，包括三星电子在内的各大消费电子产品制造商，以及多家有线电视系统业者的支持。
目录
[隐藏]
1 规格
1.1 HDMI接头
1.2 TMDS通道
1.3 DDC通道
1.4 CEC通道（必须预留线路但可以不必实作）
1.5 防拷机制
2 版本演化
2.1 HDMI 1.1
2.2 HDMI 1.2
2.3 HDMI 1.2a
2.4 HDMI 1.3
2.5 HDMI 1.3a
2.6 HDMI 1.3b
2.7 HDMI 1.3b1
2.8 HDMI 1.3c
3 长度限制问题
4 HDMI版本修订
5 参考资料
6 外部链接
[编辑] 规格
[编辑] HDMI接头
HDMI的规格书中规定了三种HDMI接头, 分别是:
HDMI A Type
总共有19pin, 为最常见的HDMI接头规格, 相对等于DVI Single-Link传输。在HDMI 1.2a之前, 最大能传输165MHz的TMDS, 所以最大传输规格只能在于1600x1200(TMDS 162.0MHz) 。
Pin
Pin定义
1
TMDS Data2+
2
TMDS Data2 Shield
3
TMDS Data2–
4
TMDS Data1+
5
TMDS Data1 Shield
6
TMDS Data1–
7
TMDS Data0+
8
TMDS Data0 Shield
9
TMDS Data0–
10
TMDS Clock+
11
TMDS Clock Shield
12
TMDS Clock–
13
CEC
14
Reserved (N.C. on device)
15
SCL
16
SDA
17
DDC/CEC Ground
18
+5V Power
19
Hot Plug Detect

HDMI B Type
总共有29pin, 可传输HDMI A type两倍的TMDS资料量, 相对等于DVI Dual-Link传输。但是到现在市面上根本没有生产过相关产品。 但由于现有WQXGA(2560x1600)高分辨率以上的显示器, 由于技术以及成本问题, 无法使用HDMI A type来做传输接口, 所以HDMI B type 可能只会出现在超高分辨率的产品上。 (因为HDMI A type 只有Single-Link的TMDS传输, 如果要传输成HDMI B type的讯号, 则必须要两倍的传输效率, 会造成TMDS的Tx、Rx的工作频率必须提高至270MHz以上。 而在HDMI 1.3 IC出现之前, 市面上大部分的TMDS Tx、Rx只能稳定在165MHz以下工作。)
Pin
Pin定义
1
TMDS Data2+
2
TMDS Data2 Shield
3
TMDS Data2–
4
TMDS Data1+
5
TMDS Data1 Shield
6
TMDS Data1–
7
TMDS Data0+
8
TMDS Data0 Shield
9
TMDS Data0–
10
TMDS Clock+
11
TMDS Clock Shield
12
TMDS Clock–
13
TMDS Data5+
14
TMDS Data5 Shield
15
TMDS Data5-
16
TMDS Data4+
17
TMDS Data4 Shield
18
TMDS Data4-
19
TMDS Data3+
20
TMDS Data3 Shield
21
TMDS Data3-
22
CEC
23
Reserved (N.C. on device)
24
Reserved (N.C. on device)
25
SCL
26
SDA
27
DDC/CEC Ground
28
+5V Power
29
Hot Plug Detect

HDMI C Type
总共有19pin, 可以说是缩小版的HDMI A type, 但脚位定义有所改变。 主要是用在便携式装置上, 例如DV、数码相机、便携式多媒体播放机等。 现在已有SONY HDR-DR5E DV利用此规格接头作为影像输出接口。(常常有人称为该规格为mini-HDMI, 这可算是自行胡乱创造的名称, 实际上HDMI官方并没此名称。)
Pin
Pin定义
1
TMDS Data2 Shield
2
TMDS Data2+
3
TMDS Data2–
4
TMDS Data1 Shield
5
TMDS Data1+
6
TMDS Data1–
7
TMDS Data0 Shield
8
TMDS Data0+
9
TMDS Data0–
10
TMDS Clock Shield
11
TMDS Clock+
12
TMDS Clock–
13
DDC/CEC Ground
14
CEC
15
SCL
16
SDA
17
Reserved (N.C. on device)
18
+5V Power
19
Hot Plug Detect
[编辑] TMDS通道
传送音频，视频，以及各种辅助资料
讯号编码方式：遵循DVI 1.0规格。Single-link (Type A HDMI) or dual-link (Type B HDMI).
视频像素带宽：从25 MHz到340 MHz (Type A, HDMI 1.3) 或至 680 MHz (Type B). 带宽低于25MHz的视频讯号如NTSC 480i将以倍频方式输出。每个像素的容许资料量从24位元至48位元。支援每秒120祯1080p分辨率画面传送以及WQSXGA分辨率[1].
像素编码方式：RGB 4:4:4, YCbCr 4:4:4 (8-16 bits per component); YCbCr 4:2:2 (12 bits per component)
音频取样率：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。
音频串流规格：IEC61937相容串流，包括高流量无失真讯号如Dolby TrueHD, DTS-HD Master Audio
[编辑] DDC通道
DDC全文为Display Data Channel
传送端与接收端可利用DDC通道得知彼此的传送与接收能力，但HDMI仅需单向获知接收端(显示器)的能力。
使用100kHz时脉的I?C讯号
传送数据结构为VESA Enhanced EDID (V1.3).
[编辑] CEC通道（必须预留线路但可以不必实作）
CEC全文为Consumer Electronics Control
用来传送工业规格的AV Link协定讯号，以便支援单一遥控器操作多台AV机器
为单芯线双向串行总线
在HDMI 1.0协定中制订，在1.2a版中更新
[编辑] 防拷机制
强制支援HDCP规格1.10版
[编辑] 版本演化
[编辑] HDMI 1.1
2004年5月提出
支援DVD音频
[编辑] HDMI 1.2
2005年8月提出
支援8声道1bit音频(SACD所使用者)
让PC讯源可使用HDMI Type A 接头
在维持YCbCr CE色域前提之下开放PC讯源使用原生RGB色域
要求HDMI 1.2以上显示器支援低电压讯源
[编辑] HDMI 1.2a
2005年12月提出
完全确立CEC通道的功能，指令集，以及相容性测试程序
[编辑] HDMI 1.3
2006年6月22日提出[2] [3]
扩增single-link模式的带宽至340 Mhz (资料传送速度10.2 Gbps)
从24bit色域(1677万色)扩张支援至30-bit, 36-bit, 与 48-bit (RGB or YCbCr) 色域（相当于超过十亿色显示）
支援新的xvYCC色彩标准
支援自动语音同步（台词对嘴）机能
支援Dolby TrueHD 以及 DTS-HD Master Audio 讯号输出至外接解码器[4] 如果播放机具有直接将此二种讯号解码的能力，则不需要支援HDMI 1.3，因为所有的HDMI规格都可以传送未压缩的音频讯号。
提出新的小型化接头以支援轻便型摄录影机[5]
Sony PlayStation 3 是第一个上市的 HDMI 1.3播放机.
Sony BRAVIA KDL- 46X2500、KDL-40X2500是第一个上市的 HDMI 1.3屏幕. (1080p支援新的xvYCC色彩标准, 36bits deep color)
EPSON EMP-TW1000是第一个上市的HDMI 1.3的投影机(支援 30-bit deep color)
[编辑] HDMI 1.3a
2006年11月10日提出
修改Cable and Sink的HDMI C Type 接头
Source termination recommendation
移除上升时间(rise time)和下降时间(fall time)的最高最低限制
改变CEC电容限制
澄清RGB 影像量化范围
增加CEC指令关于时间及声音控制
同时Released认证的测试规格文件
[编辑] HDMI 1.3b
2007年3月26日提出
主要是修改HDMI 测试规格(HDMI Testing specification), 而 HDMI Specification依然是HDMI 1.3a。所以第一次出现当时的主要的HDMI Specification 跟 测试规格(HDMI Testing specification)是不同版本的情况发生。
1.3b 2007/03/26 Modifications to TE overview and policy description (4.1)
Addition of Agilent TDR to Recommended TE (4.2.1.11)
Clarification of tentative cable emulators (4.2.1.17)
Jitter tolerance test changes (8-7)
Added cable tests for TMDS_CLOCK channel (5-3)
New VL triggering (7-2)
Editorial and clarifications on CEC Line Degradation (7-15, 8-14)
Added testing of additional source-supported Deep Color formats (7-34)
Additional HDMI VSDB EDID checks (8-3)
Additional TTC usage (5-3, 8-5, 8-6, 8-7)
Incorporated Tek-recommended setup and calibration for TDR (8-8)
Clarification on Sink Deep Color Recommended Test Method (8-25)
Added long cable or cable emulator use for Repeater test (9-3)
Added color-depths for each format in Source_Video_Formats (App. 3)
Removed test for filler bytes (8-3)
Removed Tektronix part number of cable emulator EFF-HDMI-CE-01
[编辑] HDMI 1.3b1
2007年8月1日提出
仅修正关于测试设备上 Type C connector 的固定器(fixture)的些微内容
[编辑] HDMI 1.3c
2008年7月25日提出
和 1.3b、1.3b1 一样是为 1.3a 制订的测试标准
与之前版本的主要差异为线材的测试(增加线材测试条目或修正其内容有助于HDMI装置的互连相容性)
亦有部份修改与 repeater 和 CEC 相关
[编辑] 长度限制问题
HDMI的缆线长度限制是其主要的问题之一，在部分消费者自行测试当中回报标准的28AWG（American Wire Gauge, 美国缆线度量）规格HDMI铜线大约在超过5米之后开始讯号衰减。此长度通常不足以满足投影机与电脑的连接。
但HDMI组织网页并不认可此限制，其网页常见问答集HDMI FAQ page当中记载：“我们见过有缆线在没有"转接器"之情况下通过不短于十米的 HDMI "标准缆线" 承诺测试”。
现有通过HDMI认证的 10M cable(未使用HDMI equalizer IC), 大都使用24AWG 的线材去制作。
一些报告指出增加缆线中铜线的直径以降低阻抗是有效延长缆线长度的方法之一，另外也有报告指出24AWG规格的缆线表现较28AWG好。另外也有人使用光纤或两条CAT-5网络缆线来取代标准HDMI铜线。某些厂商也制造HDMI讯号增强器以因应使用者的需求。
现有单一一颗 HDMI equalizer IC, 可让24AWG HDMI cable 最大使用长度变成50米。 如果有提供足够且干净的电源, 还可再串接。
[编辑] HDMI版本修订
HDMI 修订
1.0
1.1
1.2/1.2.a
1.3/1.3.a
最大signal视频带宽(兆赫)
165
165
165
340
最大TMDS资料传送率(Gbit/s)
4.95
4.95
4.95
10.2
最大影像资料传送率(Gbit/s)
3.96
3.96
3.96
8.16
最大声音资料传送率(Mbit/s)
36.86
36.86
36.86
36.86
单链接HDMI 在24bits 时最大分辨率
1920x1080p60
1920x1080p60
1920x1080p60
2560x1600p60
1920x1080p120
RGB
是
是
是
是
YCbCr
是
是
是
是
xvYCC
不
不
不
是
Deep Color 色深技术
不
不
不
是
最大颜色的深度(位元每映像点)
24
24
24
48 *
消费者电子控制(CEC) * *
是
是
是
是
更新CEC指令清单
不
不
不
没有(1.3.a:yes)
自动同步分析
不
不
不
是
8channel/192 kHz/24 位元音像能力
是
是
是
是
DVD-A 支持
不
是
是
是
SACD (DSD) 支持
不
不
是
是
杜比TrueHD 压缩音频
不
不
不
是
DTS-HD Master Audio压缩音频
不
不
不
是
在全部分辨率下Blu-ray/HD DVD录影和音像支援
*
*
*
**
[编辑] 参考资料
^ HDCP管理机构，是英特尔的子公司。
^ HDMI 1.3 Press Release．
^ Joseph Palenchar（2006-06-19）．HDMI 1.3 Connections Due By Year End．
^ HDMI Part 5 - Audio in HDMI Versions（2006-08-09）．
^ Pics of the HDMI-mini connector．
[编辑] 外部链接

维基共享资源中相关的多媒体资源：
高清晰度多媒体接口
HDMI Licensing, LLC.（英文）（简体中文）
All About the HDMI Interface
HDMI Tutorial
HDMI Switches
All About HDMI
Going the Distance With HDMI
HDMI Upgraded To Support 'Deep Color'．ExtremeTech（2006-06-12）．于2006年6月14日查阅．
Interview with Steve Venuti, Director of Marketing for HDMI Licensing (Part 1)
Interview with Steve Venuti, Director of Marketing for HDMI Licensing (Part 2)
What is HDMI?
"HDMI Cable Benchmark Reviews"
HDMI测试