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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 / M$ i+ ~& x0 ^) _. \
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种缺陷,HDMI 进行了大幅提升,主要体现在以下方面: " N; ^( }: P2 | P) p8 ^" e* v% n
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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。 - ~! n+ g4 c d8 T% R" E
9 a% S0 f& r! D
* 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。 ) Q- D! i3 z H4 E; V b& o
4 T- \7 ?5 [; z/ L+ I) 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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- i0 f' Q+ F, Z5 c * 支持24bit 色深处理,(RGB、YCbCr4-4-4、YCbCr4-2-2)。 - l& a0 C r4 B2 L$ D
; I2 m+ _* J0 w * 接口体积小,各种设备都能轻松安装。 1 q: ]$ K+ f7 }# J# `% [" v6 P
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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。 # {1 j6 g1 x7 g/ n) Y1 S9 v* e+ [
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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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( J+ L- A C% i7 s 注 1:EDID(Extended Display Identification DATA,即扩展显示识别数据),最初是 : h* f& i$ E k; ~
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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 L( F/ V9 e z, q5 {2 g# R' y
5 w) |, _; R; C! m( ~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 : H* p7 z6 I4 u
H$ y3 w9 |( u+ A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
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* U; n" G) z* e( A; b$ w# i/ i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 8 H. R+ Y. B7 I. G( z
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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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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 ; [ }* {' G: _3 W
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加出色。因此,HDMI 正在成为高清时代普及率最 ' X: i) `. y/ J( c' [! W4 M6 i
( C& G/ L9 O' s n' M' H- Y3 o高、用途最广泛的数字接口。在现在任何一台平 2 G5 O# O& y$ k
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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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( \" D, r1 Y) R4 Q 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 ' [; ]0 w: T) R; Z& q# ?: L' E) g) @
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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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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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2 n. z5 a5 @9 p8 z! P5 R# s* lDifferential 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
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6 L! s p' W/ z4 z' c* o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。
3 T& ?1 @2 {# ?+ o( M6 K! i" STMDS 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 . Q! G1 X! @9 | {8 Z, O: O' \
: ]' V* l( p5 Y% p (“0”或者“1”)由两脚间电压正负极性和大小决定。 # Q- u: W: j- r- _; e$ a
; V% f+ K5 B6 `( D* A, @- k$ P& f 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/ Y# t. U2 }3 R7 A$ d: ~% a
: \, q- A L! C0 j& g' V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 ( H% S m+ G) I! p1 L) ]! Z( [: h
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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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+ v6 W! Z$ ]0 Z; {3 f# f) s. Z 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 % M" B) \- e- y ^1 Y, ^
" y/ X9 F3 t( A5 Y5 u24bit)、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 $ R5 q! L: |. T) M. Q+ b' A2 q
, a/ z- ]. k) I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
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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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2.8.4 带宽和 TMDS 的关系 ' S) C% K( K; f" b- p
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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 v2 @4 t2 L0 c; r$ e- g) o
6 s& q) p; P' H/ l4 E# a么的来的呢?和 TMDS 又有什么关系呢?看右面的公式:
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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
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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 , V) R( g" t9 ^# a# L/ [
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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 $ A! |) ~$ \# H- X1 D* d! \8 v
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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
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9 E2 s- s; t: x+ m, ^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 C- _4 {2 v$ g {
: e/ o6 l! a2 i8 t标准中,这个原理同样适用。 3 i6 G8 M9 {+ x f
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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 4 f: l9 C+ `% Y5 O; E# B
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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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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 ; ~* T, j# f; |# j- F% y
# e+ H5 T2 ^+ a4 u* E4 K6 \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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