详解HDMI.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third Level,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,#,HDMI,市场和,技术概要,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,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,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,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,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,4,市场和产品,消费电子,存储,个人电脑,市场,产品,存储,应用,DVD,PVR,DTV,AV/RX,STB,个人电脑,电脑显示器,显卡,笔记本电脑,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,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,2005,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。,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,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,0.20,美元,),Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,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。,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,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,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。,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,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,2H,05,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/Intel,正在制定标准来支持,HDMI,输出,Longhorn,操作系统必须有,HDCP,的支持,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,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,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,11,HDMI,和,DVI,之间的比较,DVI,HDMI,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 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,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,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,),Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,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,用于个人电脑的使用,(,分辨率,UXGA),PIN,信号,分配,PIN,信号,分配,1,TMDS,数据,2+,2,TMDS,数据,2,屏蔽,3,TMDS,数据,2,4,TMDS,数据,1+,5,TMDS,数据,1,屏蔽,6,TMDS,数据,1,7,TMDS,数据,0+,8,TMDS,数据,0 Shield,9,TMDS,数据,0,10,TMDS,时钟,+,11,TMDS,时钟,屏蔽,12,TMDS,时钟,13,CEC,14,保留,(NC on device),15,SCL,16,SDA,17,DDC/CEC Ground,18,+5V Power,19,热插拔,检测,从,HDMI,规范,1.0,Section 4.1.4 Connector Pin Assignments,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,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),单根缆线,视频,音频,信息包,支持音视频格式,消费电子控制,(CEC),Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,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,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,16,数据岛,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,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,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,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,18,HDMI,分组结构,主体部分包括四个子分组，每个长度为,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,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,19,信息包,字节,#,861B Byte#,7,6,5,4,3,2,1,0,PB0,N.A.,校验总和,PB1,Data Byte 1,Rsvd(0),Y1,Y0,A0,B1,B0,S1,S0,PB2,Data Byte 2,C1,C0,M1,M0,R3,R2,R1,R0,PB3,Data Byte 3,Reserved(0),SC1,SC0,PB4,Data Byte 4,Rsvd(0),VIC6,VIC5,VIC4,VIC3,VIC2,VIC1,VIC0,PB5,Data Byte 5,Reserved(0),PR3,PR2,PR1,PR0,PB6,Data Byte 6,Line Number of End of Top Bar(lower 8 bits),PB7,Data Byte 7,Line Number of End of Top Bar(upper 8 bits),PB8,Data Byte 8,Line Number of start of Bottom Bar(lower 8 bits),PB9,Data Byte 9,Line Number of start of Bottom Bar(upper 8 bits),PB10,Data Byte 10,Pixel Number of End of Left Bar(lower 8 bits),PB11,Data Byte 11,Pixel Number of End of Left Bar(upper 8 bits),PB12,Data Byte 12,Pixel Number of End of Right Bar(lower 8 bits),PB13,Data Byte 13,Pixel Number of End of Right Bar(upper 8 bits),PB14-PB27,Data Bytes 14-27,Reserved(0),AVI,信息帧分组实例,字节,7,6,5,4,3,2,1,0,HB0,分组类型,=0 x82(AVI,信息结构,),HB1,信息帧版本,=0 x02,HB2,0,0,0,信息帧长度,=13(0 x0D),信息分组包头,分组主体,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,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,),正在接受评估的,DTS,HD,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,”,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,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，带有,SiI9031,的,THD+N),Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,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,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,23,HDMI E-DDC,总线,HDMI E-DDC,是在,DVI,上使用的,DDC,的超集,DDC,是与,I,2,C,兼容的总线,HDMI,允许,E-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,I,2,C,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,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,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,发送器增加的特征，不是,HDMI,或,DVI,规范的一部分,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,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,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,26,HDMI E-EDID,分层,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,27,HDMI E-EDID,数据块,0,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,28,HDMI E-EDID,部件,1,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,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,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,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,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,31,主机,设备,A,显示器,设备,B,Initiate Authentication:Aksv,An,HDCP,认证协议,Generate Random Number An from,free running DVIBlockCipher,Response:Bksv,R,0,Km=,Bkeys over Aksv,Check for Bksv in revocation list.,Km=,Akeys over Bksv,K,S,=DVIBlockCipher(Km,An),M,0,=DVIBlockCipher(Km,An),R,0,=DVIBlockCipher(Km,An),K,S,=DVIBlockCipher(Km,An),M,0,=DVIBlockCipher(Km,An),R,0,=DVIBlockCipher(Km,An),(vertical retrace preceding frame,i,),Response:R,i,every 2 seconds,K,i,=DVIBlockCipher(K,S,M,i-1,),M,i,=,DVIBlockCipher,(,K,S,M,i-1,),R,i,=DVIBlockCipher(K,S,M,i-1,),If response received:,verify R,i,=R,i,(i,2,c),(i,2,c),(i,2,c),AKE is,performed,at start of CP session,Key generation,is repeated,every frame,during,vertical retrace,K,i,=DVIBlockCipher(K,S,M,i-1,),M,i,=,DVIBlockCipher,(,K,S,M,i-1,),R,i,=DVIBlockCipher(K,S,M,i-1,),Frame,i,Data Encryption,(active data frame,i,),DVIStreamCipher(K,i,M,i,RGB),DVIStreamCipher(K,i,M,i,RGB),K,S,=,Session key,K,i,=,Frame key,Km=,Authentication key,Shared secretes:,Verify R,0=,R,0,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,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,可协调的显示菜单,智能化开机和关机,向所有电子消费设备的,Multi-Drop,网,双向,对等,带宽,数位时间相当长,.,大约,4.8msec,速率,(,包括,ECC,和校验总和,),.,每秒,26,字节,设备地址,存储在,VSDB,的里的接收器的,EDID,中,通过,EDID,读数,由源端设备发现,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,33,总结,HDMI,是用于数字音视频传输的一个非常灵活安全的方式,为了实施方便起见,以现行的标准为基础,提供增强的特征,使消费者有更佳的体验,Copyright 2004 Silicon Image Inc.All rights reserved.,34,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,