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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: & f% I; n* e) g/ c @$ `
/ C4 }+ ?' Z; h# n9 c1 ^' t/ c, J * 更好的抗干扰性能,能实现最长 20 米的无增益传输。 ' v; g! J; @( H: n" o1 Q) [$ i; G5 J
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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。 * t* {' z. z, v" ~2 `- X6 Q
8 P) D! W% b2 s# T6 {: a% L * 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。 : B! P8 m! U% k% Y; D7 X
0 r& t. O, [: @1 C v * 拥有强大的版权保护机制(HDCP),有效防止盗版现象。
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I. P+ U/ h2 ], \/ n+ e * 支持24bit 色深处理,(RGB、YCbCr4-4-4、YCbCr4-2-2)。
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* 接口体积小,各种设备都能轻松安装。 6 f0 b0 p f+ g' E
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* 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。
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5 u/ k" o& z7 c! o4 h* `7 J * 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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注 1:EDID(Extended Display Identification DATA,即扩展显示识别数据),最初是 * V6 j% s, V- G: c; Z2 p/ `/ C
! }$ d3 `0 y- C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 # P4 @7 Y) f4 Y" {' t# l
6 i$ X- u( U6 s+ [' |8 W) P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
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; B7 L+ Z: n. k: R1 I9 f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 3 |3 v8 K9 I+ s1 ^- C. k
7 x1 w" g/ j J, \示的格式,也规定数字视频信号和数字音频信号。
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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 . ?; l$ |9 W: X$ Z- v+ O- y
) _5 b @+ ]0 |8 C9 I F. j# Q, ^ W* ]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。 / Z+ M% x" Y" `1 y6 z* t
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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 2 Y; X. Y1 z Z( `. Z- ]2 {
" k; _' I6 i% D6 w# D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
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9 p( \" ^9 z2 ^加出色。因此,HDMI 正在成为高清时代普及率最
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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 ) `7 p# T# d* n a& x
" G3 J2 x4 t1 q# o 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
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' C* C, V% F% c0 z5 {; ^$ F* N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。 6 s+ k1 v$ p( D5 b
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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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8 R: ?; X) Q3 l4 Q6 x& J0 `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 . b! y; w4 |- m8 c/ W
# T d4 @" G' g1 [8 S R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。 ; o+ @5 z. ~0 C; M! E. u
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 / G, P2 e/ G, I0 l; ^3 U ~+ |- r
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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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1 ] W) W1 ?5 F9 l5 N 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
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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
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5 E: K. g$ h8 j1 X, C5 |7 _& _* O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。
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* {2 @5 O1 ?. x0 Q+ X: G) Y 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 ' n7 Y, p3 {$ _3 k. ?" }2 k
! @: {+ I1 D: h: Z5 p' Z2 i24bit)、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 . v* j. E0 ~' ~: L
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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。
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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 . _" \2 d1 Q$ T, ~# B" r7 _
2 _- e3 r) y/ D: _6 [3 Z传输周期,分别对应上述的三种数据类型。
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2.8.4 带宽和 TMDS 的关系
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: q8 @% T! w$ L2 @: j, I 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 9 g, S8 d7 A t2 Z
( q7 c) `7 |6 \" n) d' \么的来的呢?和 TMDS 又有什么关系呢?看右面的公式:
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$ p4 @4 e9 |1 S 这是一个适用于所有串口传输接口带宽计算的公 # h# N6 o1 o2 q% b+ v. C
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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 / L. L! J2 T, I( P( x' N" E* f/ D
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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 ; p s5 P; O6 S: h; P& B' f# b
6 ]* e6 S/ t0 S r1 I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 . m# ~0 {! t! B; k! r$ n& `
8 w4 R* V- i( v5 Z标准中,这个原理同样适用。 " `7 a. J+ r: }; _5 {2 p/ w! U+ Q
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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 ! T- _- m3 n" z& F& ?1 u
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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
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7 N4 [& Q# S5 s1.65×3=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
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( W k0 q1 X+ f/ u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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