|
|
楼主 |
发表于 2011-3-27 21:49:51
|
显示全部楼层
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
" I. V4 B3 n) T Z# z. a! e2 D- P" s3 O
种缺陷,HDMI 进行了大幅提升,主要体现在以下方面:
8 i, n' _7 G6 M3 e( y, P- ^; F5 n: C A; C
* 更好的抗干扰性能,能实现最长 20 米的无增益传输。 / B+ f2 M( D5 G* O" X
( P& d- v# y" k0 ^, }* J
* 针对大尺寸数字平板电视分辨率进行优化,兼容性好。
, M9 q/ {: e7 c# v; T9 @) ?
$ l6 f0 R2 W# p% c1 L1 z * 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。 ) l P4 m' G, z, w+ v% i% Z
/ J" ^- @. F# y
* 拥有强大的版权保护机制(HDCP),有效防止盗版现象。
$ W& s6 K P$ v* ? m; X2 E% g
6 [1 [& ^3 N2 R& j * 支持24bit 色深处理,(RGB、YCbCr4-4-4、YCbCr4-2-2)。
$ b4 J8 f7 m3 c
2 z6 W7 Z- F8 a8 l! v * 接口体积小,各种设备都能轻松安装。
; f4 I, g/ l: e0 g7 b c" _6 V" i* ]
* 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。
4 O5 @$ t: V9 g' c4 M5 ?9 t3 F \* {1 x. u, {
* 完全兼容 DVI 接口标准,用户不用担心新旧系统不匹配。 & ^1 p6 |- s' A% ?
& v1 ~3 h; k+ J * 支持热插拔技术。 & Q( g- c9 U8 k; c* f" P
- U) `4 N7 }9 g0 B5 r# V
注 1:EDID(Extended Display Identification DATA,即扩展显示识别数据),最初是
, q7 E9 N8 c7 d! x: q+ \9 T, f5 M& C' W" x2 i# X
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
1 a. C: {) E! K; L8 D7 t, B4 Y9 U5 b9 W: O8 k8 v! J) E: {
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 * Y9 D& ]7 l( e9 l6 ~/ s
: M, Q- K4 |7 W. }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
/ D8 [9 o: d# Q* Y- p) b1 J% Z2 w& q4 _4 r/ j8 I) C4 p3 }+ J
示的格式,也规定数字视频信号和数字音频信号。
( r, t9 o1 ?7 b2 S% |
) N/ W N0 e6 p 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 ' |1 F/ ?5 o0 u
. B$ K7 ~$ l+ K4 O) X8 I! f2 }/ d: c
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。
4 Z( z ~6 N) M2 `8 }5 o l! X7 ?; k' H
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
6 W2 ?, A5 s1 Z( Q7 f- p8 O
6 L/ F" v- o6 _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
+ J3 G! a$ \$ O: }4 x) h/ s) E' P" k: _2 ?7 ]# N* x" p
加出色。因此,HDMI 正在成为高清时代普及率最 8 H3 K& m; r% [' z I
# T" v2 M9 _) D: Q/ `
高、用途最广泛的数字接口。在现在任何一台平
) P) s/ `- f& _8 @' j6 n/ C- B/ ]9 T# R o( ?) `
板电视上,HDMI 接口都成了标准化的配置。 技术详解 , \. B: f* ^2 S: O5 l
( [9 ~2 d8 |" Y$ G 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 4 @4 R6 J2 P5 Z. U) J* W* ~
9 _# w! d0 b6 g, Y# u
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。 " B% I' [+ i* W4 d
/ Q& N& ^0 z2 F2 W- e
HDMI标准继续沿用了和DVI相同的,由Silicon Image公司发明的TMDS(Time Minimized
' X- r$ S% ?6 D! ?
: u3 F+ V3 g& ]Differential 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
5 B/ L& }$ P7 E2 x/ ]& p! Q" ~1 v3 x4 M$ ]2 v3 |
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。
5 H- x m7 o! P S: [8 p0 ]TMDS 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
4 P: _2 B* [( |1 e
$ k3 d- n: }8 Y& p. h( V (“0”或者“1”)由两脚间电压正负极性和大小决定。
2 Q* Z8 U8 C( }; E" g8 F5 [: P' t% f( h5 A |+ ]$ ~
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
/ G% v3 X+ ^9 x k% C$ O
' i$ e, G" |1 W% n( _8 O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
# l/ |+ \7 ?/ ^5 Y: G+ q% n9 x" q& B1 u( z4 c
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。
" z) _; l% P2 J4 a+ V" O
/ J+ G* b. h/ U. ]) O* I 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
( h: l! P6 l+ r4 m0 u; Q6 H5 U( x4 a \. Y
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 . s' n, I2 }9 N* g
1 R3 I* d& s0 G5 i# J! _) O% v, i1 ^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。 * m* d; L$ }0 \1 L; f: D. y
4 c' F3 L' r& ~+ s( P
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 9 t! c$ @) N1 F" T: }! W. K
B. e' E) q+ I: _: @
传输周期,分别对应上述的三种数据类型。 d- h6 l9 g1 K! {- d! J- C3 j
7 N: [0 w8 ]1 q
2.8.4 带宽和 TMDS 的关系
& K+ N7 e. i; z$ a+ v* g" x+ D, F8 C8 a- j2 M1 R. e9 ]0 i o" G
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
+ @/ C1 j$ l* @3 E5 W' T, C' P: q: \# B
么的来的呢?和 TMDS 又有什么关系呢?看右面的公式:
) R% r; x$ F4 }, ]/ n, `- {
C4 T' i+ y% z. D! c8 v 这是一个适用于所有串口传输接口带宽计算的公 2 b- a. A) W q* [0 G/ F% d( B, ?! m
8 `0 S6 C( b, d& p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 / g/ Q, {( I$ `6 ]
8 I/ I" Z5 X, Z' J9 m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 0 W, A2 p6 S7 F/ C2 u2 G- G
) @1 m8 ^. r# \) X) W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 1 b8 p4 \& J/ o- G* s/ p4 b, G
2 O7 D2 \" T+ i* ^$ `; w9 K
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 ; @5 U! G1 q( A# O3 _9 y: @
9 N" O& c @0 W2 z标准中,这个原理同样适用。
/ J: c# H8 j; c( F% |' v4 o8 a5 ~% v8 }% e
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
, ?# B. o. z& i' ?/ h0 d7 E
3 T* C8 ^6 v( m- [+ N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
+ r! o3 ~; v- y" s. s; U/ l) L* J
1.65×3=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 / k6 @7 o6 r$ P% Q& a5 U
6 S" u, u4 @ h$ M$ q3 S/ ~: P$ a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 |
|