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发表于 2011-3-27 21:49:51
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整个传输原理依然是基于 Silicon Image 公司的TMDS 编码技术。而对于 DVI 接口存在的各
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种缺陷,HDMI 进行了大幅提升,主要体现在以下方面:
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* 更好的抗干扰性能,能实现最长 20 米的无增益传输。
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* 针对大尺寸数字平板电视分辨率进行优化,兼容性好。
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* 支持EDID(注 1)和 DDC2B(注 2)标准,设备间可以智能选择最佳匹配的连接方式。 $ g1 B' _# |) a
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* 拥有强大的版权保护机制(HDCP),有效防止盗版现象。 ' s: A+ N! I4 V* Y
J" B7 L$ }7 e: C2 i * 支持24bit 色深处理,(RGB、YCbCr4-4-4、YCbCr4-2-2)。 ]1 ]" G6 ]6 E: u: f" u" m/ i
- L; M( s1 g! \. G7 ^) n6 K * 接口体积小,各种设备都能轻松安装。 + H% b$ u% x" ?& {
0 c! [: J9 B# Q9 e * 一根线缆实现数字音频、视频信号同步传输,有效降低使用成本和繁杂程度。 / [5 G; D; f' W) W
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* 完全兼容 DVI 接口标准,用户不用担心新旧系统不匹配。
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* 支持热插拔技术。
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7 k7 Q; S/ R" \. t6 B 注 1:EDID(Extended Display Identification DATA,即扩展显示识别数据),最初是
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8 }1 n- M0 W% z5 M为PC显示器设置的优化显示格式而设计的规范,存储在显示器中专用的容量为1Kb的EEROM
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! a8 Z% D1 S, @, T) F! i7 n存储器中。而 HDMI 接口,则遵从并且扩展了此规范。HDMI 接口在数字电视中的 EDID 数据 $ s% I8 N- N( P# w& B% L
* J8 V5 ?9 i' O结构,与 PC 显示器的最大区别是编程数据可以是 128Byte 的倍数,它不仅规定数字电视显 + ^! u8 o5 a. J+ K6 c$ Q8 I+ v1 L
" s) z1 w: u7 |* x' S6 f+ |示的格式,也规定数字视频信号和数字音频信号。 ' S1 r' Z5 [9 Q7 K
6 q+ M& z3 T: ]' L 注 2:DDC2B 是主机与显示设备准双向通讯的协议标准,主要基于 I2C 通讯协议。只有主
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机向显示设备发出需求信号,并得到显示器的响应后,显示设备才会像主机送出 EDID 资料。
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+ q" f/ k2 e' d3 _: T/ Q w0 P8 I1 f 上述仅仅罗列了 HDMI技术相对于 DVI 技术的主要优势,而随着 HDMI 标准本身的发展,其
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从最初的 1.0 版本也进化出了 1.2 版本和 1.3 等后续版本,不仅性能更加强大,兼容性也更 2 y! H6 a: g7 c" t8 p- H! l
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加出色。因此,HDMI 正在成为高清时代普及率最 - \6 ~# G6 M: s: {
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高、用途最广泛的数字接口。在现在任何一台平
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板电视上,HDMI 接口都成了标准化的配置。 技术详解
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) e3 j4 u& u' E: u- } 如同最顶级的发动机是 F1 赛车驰骋赛场的保障一样,HDMI 标准之所以拥有强大的数据 ' Q Z: a5 A4 n5 ~ m" W
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传输能力,和它的传输原理是分不开的,下面我们就看看 HDMI 标准的传输原理是什么。
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4 P( R9 l: O! L8 K6 g HDMI标准继续沿用了和DVI相同的,由Silicon Image公司发明的TMDS(Time Minimized
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" @7 S; j7 e; e( QDifferential Signal)最小化传输差分信号传输技术。TMDS 是一种微分信号机制,采用的 , E5 h5 T2 w' u( a8 q; \
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是差分传动方式。这不仅是 DVI 技术的基础,也是 HDMI 技术的基础原理。
1 E; R+ _& I- P& z C: aTMDS 差分传动技术是一种利用 2 个引脚间电压差来传送信号的技术。传输数据的数值
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(“0”或者“1”)由两脚间电压正负极性和大小决定。
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; w; A1 w( r6 X 每一个标准的 HDMI连接,都包含了 3 个用于传输数据的 TMDS 传输通道,还有 1 个独立 * p$ Q* K) u8 o0 X
9 ^, @3 o9 i; g' {的 TMDS 时钟通道,以保证传输时所需的统一时序。在一个时钟周期内,每个 TMDS通道都能 / g- q* W: D- u# \- V. U0 P. W
2 {3 `- H# q& J( j传送 10bit的数据流。而这 10bit数据,可以由若干种不同的编码格式构成。 7 j0 } m1 M% h4 A/ f, { i
5 c7 o1 O, R3 p( c' @% V. O 一般来说,HDMI 传输的编码格式中要包含视频数据(HDMI1.3 版本前每个像素采用
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24bit)、控制数据和数据包(数据包中包含音频数据和附加信息数据,例如纠错码等)。TMDS & o/ U: u* b+ O O" m. x
& z1 U+ Y& z& W+ v+ c6 |. |每个通道在传输时要包含一个 2bit的控制数据、8bit 的视频数据或者 4bit 的数据包即可。 0 R% b7 K! m& v
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在 HDMI 信息传输过程中,可以分为三个阶段:视频数据传输周期、控制传输周期和数据岛
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传输周期,分别对应上述的三种数据类型。
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8 D# T% n# G# O8 `2.8.4 带宽和 TMDS 的关系
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2 I9 f+ t3 ? C( G8 [) l/ J 在 HDMI标准中所规定的带宽,在 1.0 版本就设定为最高 4.96Gbps。那么这一数值是怎 2 S3 m9 `7 B5 K u7 ^0 Q6 f
3 E; c! e! a7 C' L0 _么的来的呢?和 TMDS 又有什么关系呢?看右面的公式: w# y( v$ S* c' `( _9 u! a. ]# L
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这是一个适用于所有串口传输接口带宽计算的公 9 M7 ~# m, ^4 @# [& Y$ h7 }2 ^$ m
! K- i; b9 o2 Y1 T% {式。在所有的数字电路中,都有一个负责提供基本频率的元器件——晶振,它就像是一个精
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确的闹钟一样,电路中所有的元器件都按照它的节奏统一行动。比方说,某一运算电路的晶
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振频率是 100Hz,就是说这一电路在一秒钟内可以进行 100 次运算过程。由此可见,晶振的 - }% b$ y/ H7 a: e% ~
7 t8 V3 O9 a% A3 ^工作频率越高,每秒所能处理的运算次数就会越多,数据的处理能力也就会越强大。而 HDMI - Q" e) S2 ?2 Q* [
& Y) @; D( U: |( v! a标准中,这个原理同样适用。 2 {" K+ A/ a! @5 _
3 A& j) J( c# v0 D. r5 [* V HDMI 电路中的时钟频率,在最初制定时范围从 25MHz-165MHz 之间,也就是说一个 TMDS 0 C% N. r. o/ ~5 E& t3 p2 j
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通道每秒最多能传输 165MHz×10bit=1.65Gbit 的数据,3 个 TMDS 通道一秒就可以传输 ( i- Z4 O8 m9 M- U- q! y; t8 d: W7 ]4 I
% j: T3 O& f/ \# z1.65×3=4.95Gbit 的数据,再加上控制数据,用标准方法表示就是 4.96Gbps 的带宽。而如 0 Q7 Z1 E9 c- `0 o1 b
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果用像素点来表示,那就是一秒可以传输显示 1.65G 个像素点(一个完整的像素点信息由 |
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