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HDMI接口定义和认识

HDMI接口定义和认识

分类:
产品资讯
作者:
鑫宇欣电子
来源:
百度
发布时间:
2019/05/22


HDMI线

HDMI是(High Definition Multimedia Interface)的缩写,意思是高清晰度多媒体接口,是一种数字化视频/音频接口技术,适合影像传输的专用型数字化接口,可同时传送音频和影像信号,最高数据传输速度为48Gbps(2.1版)。同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换。HDMI可搭配宽带数字内容保护(HDCP),以防止具有著作权的影音内容遭到未经授权的复制。HDMI所具备的额外空间可应用在日后升级的音视频格式中。而因为一个1080p的视频和一个8声道的音频信号需求少于0.5GB/s,因此HDMI还有很大余量。这允许它可以用一个电缆分别连接DVD播放器,接收器和PRR

HDMI标识方式

HDMI Licensing, LLC于2010年3月4日代表HDMI原始开发成员发布HDMI规格版本1.4a,其中特色包括3D应用的关键增强功能,加入了用于广播内容的强制3D格式,以及称为Top-and-Bottom的3D格式。由于“HDMI 1.4”的说法过于宽泛,无法显示该设备的具体支持技术,因此在此次的规范中完全禁止使用“HDMI 1.4版”这样的版本号标识方法。根据发布的新版“商标和Logo使用规范”,HDMI线缆制造商在销售和宣传HDMI 1.4版标准线缆时,禁止使用版本号标识,旧版线缆则应在一年内去除所有用版本号标识的标签说明包装等。

除线缆以外的其他HDMI设备,应在2012年1月1日前去除所有版本号标识。在此之前,厂商应在明确显示所使用技术的前提下应用版本号标识,如“"HDMI v.1.4 with Audio Return Channel and HDMI Ethernet Channel”(HDMI 1.4版支持ARC音频回授通道和HEC以太网通道),但严禁使用笼统的“HDMI v.1.4 compliant”(兼容HDMI 1.4)。

HDMI 1.4版线缆共有5种类型,规范的标识方式分别为:

Standard HDMI Cable 中文规范名称:标准HDMI线最高支持2160p(3840x2160,也就是4K)/30HZ

Standard HDMI Cable with Ethernet 标准以太网HDMI线

Standard Automotive HDMI Cable 标准车用HDMI线

High Speed HDMI Cable 高速HDMI线 支持1080p、DeepColor、3D

High Speed HDMI Cable with Ethernet 高速以太网HDMI线

产品优势

HDMI不仅可以满足1080P的分辨率,还能支持DVD Audio等数字音频格式,支持八声道96kHz或立体声192kHz数码音频传送,可以传送无压缩的音频信号及视频信号。HDMI可用于机顶盒DVD播放机个人电脑电视游乐器综合扩大机、数字音响电视机。HDMI可以同时传送音频和影像信号。

HDMI支持EDID、DDC2B,因此具有HDMI的设备具有“即插即用”的特点,信号源和显示设备之间会自动进行“协商”,自动选择最合适的视频/音频格式。

与DVI相比HDMI接口的体积更小,HDMI/DVI的线缆长度最佳距离均不超过8米。只要一条HDMI缆线,就可以取代最多13条模拟传输线,能有效解决家庭娱乐系统背后连线杂乱纠结的问题。

测试规范

输出兼容性测试

1. 和HDMI接口电视的兼容性:同时传输音频和视频;

2. 和DVI接口电视的兼容性:只传输视频;

3. 和HDMI接口的功放的兼容性:只传输音频;

判断标准:HDMI接口可以传输的音频支持“任何能通过S/PDIF输出的压缩数字音频”和“2/6/8声道,32-192KHZ采样率的未压缩的数字音频”,可以输出“I2S(一种数字传输界面,时差性能要优于S/PDIF,适合短距离通讯)和SPDIF的音频”;它总能获得CD的音频质量;HDMI接口可以传输的视频支持“高清1080I”,“高清720P”,“普通隔行”和“普通逐行”,同时支持NTSC和PAL电视制式;可以根据接受端可以接受的视频状态自动输出“YUV”或“RGB”编码的视频格式;

端口插拔可靠性测试

1.接口热插拔可靠性:在碟机和接受端都工作的状态下,插拔HDMI接口,两端的设备是否工作正常,HDMI输出的音视频功能是否正常;

2.ESD 测试

3.接口插拔寿命测试:多次插拔HDMI接口,测试HDMI接口寿命;判断标准:热插拔时接受端能正常输出HDMI的音视频信号,源端系统需仍正常工作;接口插拔寿命最少需要5000次以上;

输出的可靠性测试

1.源输出端驱动能力测试;

2.连接线的衰减特性测试;

3.高频和大容量数据传输可靠性;

判断标准:最长可以传输30米,保证声音图像正常;大容量DVD(多字幕,多通道)碟片播放画面的流畅性;

4.开机,待机时,HDMI是否输出正常。

检测标准

请参考HDMI接口和连接线的供应商的检测标准;

非正常工作状态下HDMI端口输出测试

1.高低温状态:

2.高低压状态:

3.长时间工作状态:

判断标准:具体的温度,电压和工作时间的参数参考普通碟机;在这些状态下,需要HDMI接口的音视频功能正常工作;

输出端口功能测试

1.HDMI端口支持1080P,720P的高清格式视频输出;

2.HDMI端口支持各种压缩和非压缩的数字音频输出;

3.自动侦测接受设备的屏幕比例;判断标准:在同样的片源下,HDMI高清输出图像效果应该比CVBS和普通色差“更清晰,无闪烁,细节的表现力上更强,色彩更逼真”(可以用高清晰的JPEG图片或DVD效果演示碟来演示);如果接受的电视设备可以解码由HDMI输入的数字音频信号,接受端应该有声音输出;HDMI输出端可以自动调整输出的宽高比来适应接受设备。

优点

HDMI 相对于现有的模拟视频接口如复合、S-Video和分量视频的优点:

1、质量: HDMI 是数字接口,由于所有的模拟连接(例如分量视频或 S-video)要求在从模拟转换为数字时没有损失,因此它能提供最佳的视频质量。这种差别在更高分辨率,例如 1080p 时特别明显。数字视频将比分量视频更清晰,消除了分量视频中发现的柔和度和拖尾现象。诸如文本这类微小、高对比度的细节将这种差别发挥到极致。

2、易用性: HDMI 在单线缆中集成视频和多声道音频,从而消除了当前 A/V 系统中使用的多线缆的成本、复杂性和混乱。这在升级或添加设备时特别有用。

3、高智能: HDMI 支持视频源(如 DVD 播放机)和 DTV 间的双向通信,实现了新功能,例如自动配置和一键播放。通过使用 HDMI,设备为连接的显示器自动传输最高效的格式(例如 480p vs 720p,16:9 vs 4:3)? 免除了消费者需要滚动所有格式选项,以猜测最佳的观看格式的麻烦。

4、高清晰内容就绪: 支持 HDCP 的 HDMI 设备能够访问高级的高清晰度内容,给我我们带来些许安慰。HD-DVD 和 Blu-ray 已对当今的高清晰度电影延迟了起动影像抵制标记(又称为内容保护标记),以帮助最小化由于转换造成的潜在问题,但有望在几年内起动这一标记,意味着将来的高清晰度电影将无法通过不受保护的接口(如模拟元件)以高清晰度播放。

应用

HDMI接口的应用,现在来说是非常广泛:1、高清信号源:蓝光机高清播放机PS3、独显电脑、高端监控设备;2、显示设备:液晶电视电脑显示器(比较少见)、监控显示设备等。液晶电视带HDMI接口是目前最为常见的:一般至少一个,多的可达3-6个HDMI接口。

接口类型

HDMI标准接口,又称为HDMI A型接口 ,这种接口宽度为14mm,一般主要用在高清电视、台式电脑、投影仪等设备;

HDMI 信号引脚定义 HDMI A Type

引脚

信号分配

引脚

信号分配

1

TMDS Data2

11

TMDS Clock Shield

2

TMDS Data2 Shield

12

TMDS Clock-

3

TMDS Data2-

13

CEC

4

TMDS Data1

14

Reserved(N.C.on device)

5

TMDS Data1 Shield

15

SCL

6

TMDS Data1-

16

SDA

7

TMDS Data0

17

DDC/CEC Ground

8

TMDS Data0 Shield

18

➕5V Power

9

TMDS Data0-

19

Hot Plug Detect

10

TMDS Clock

 

 

HDMI迷你接口,又称为HDMI C型接口,这种接口宽度为10.5mm,一般主要用在MP4,平板电脑、相机等设备;

HDMI 信号引脚定义 HDMI C Type

引脚

信号分配

引脚

信号分配

1

TMDS Data2 Shield

11

TMDS Clock

2

TMDS Data2

12

TMDS Clock-

3

TMDS Data2-

13

DDC/CEC Ground

4

TMDS Data1 Shield

14

CEC

5

TMDS Data1

15

SCL

6

TMDS Data1-

16

SDA

7

TMDS Data0 Shield

17

Reserved(N.C.on device)

8

TMDS Data0

18

➕5V Power

9

TMDS Data0-

19

Hot Plug Detect

10

TMDS Clock Shield

 

 

 


HDMI微型接口,又称为HDMI D型几口,这种接口宽度为6mm,一般主要用在智能手机、平板电脑等设备。

HDMI 信号引脚定义 HDMI D Type

引脚

信号分配

引脚

信号分配

1

Hot Plug Detect

11

TMDS Data0-

2

Utility

12

TMDS Clock

3

TMDS Data2

13

TMDS Clock Shield

4

TMDS Data2 Shield

14

TMDS Clock-

5

TMDS Data2-

15

CEC

6

TMDS Data1

16

DDC/CEC Ground

7

TMDS Data1 Shield

17

SCL

8

TMDS Data1-

18

SDA

9

TMDS Data0

19

➕5V Power

10

TMDS Data0 Shield

 

 

其中

TMDS沟道

发送音频、视频及各种辅助数据

信号编码方式:遵循DVI1.0规格。Single-link (Type A HDMI) 或 dual-link (Type B HDMI)

视频像素带宽:从25 MHz到340 MHz(Type A, HDMI 1.3)或至680MHz (Type B)。带宽低于25MHz的视频信号如NTSC480i将以倍频方式输出。每个像素的容许数据量从24位至48位。支持每秒120张画面1080p分辨率画面发送以及WQSXGA分辨率

像素编码方式:RGB4:4:4, YCbCr 4:4:4(8-16 bits per component); YCbCr 4:2:2(12 bits per component); YCbCr 4:2:0(HDMI 2.0)

音频采样率:32kHz, 44.1kHz, 48kHz, 88.2kHz, 96kHz, 176.4kHz, 192kHz, 1536kHz(HDMI 2.0)。

音频声道数量:最大8声道。HDMI 2.0支持32声道。

音频流规格:IEC61937兼容流,包括高流量无损信号如Dolby TrueHD、DTS-HD Master Audio。

DDC沟道

DDC全文为Display Data Channel

发送端与接收端可利用DDC沟道得知彼此的发送与接收能力,但HDMI仅需单向获知接收端(显示器)的能力。

使用100kHz时钟频率的I²C信号

发送数据结构为VESAEnhanced EDID(V1.3)。

CEC沟道

CEC全文为Consumer Electronics Control

必须预留线路,但可以不必实现

用来发送工业规格的AV Link协议信号,以便支持单一遥控器操作多台AV机器

为单芯线双向串列总线

在HDMI 1.0协议中制订,在1.2a版中更新

一些制造商可能使用HDMI CEC,但是可能使用不同的名称来代表CEC功能:

Samsung - AnyNet

Sharp - Aquos Link

Sony - BRAVIA Link and BRAVIA Sync

Hitachi - HDMI-CEC

AOC - E-Link

Pioneer - Kuro Link

Toshiba - CE-Link and Regza Link

Onkyo - RIHD (Remote Interactive over HDMI)

LG - SimpLink

Panasonic - HDAVI Control, EZ-Sync, VIERA Link

Philips - EasyLink

线材规格

在HDMI 2.1版本前,根据规范,所有的HDMI线分为五种,线材的种类,HDMI的版本为规范连接器,大部分情况下线材部分没有更动。

标准缆线 (支持1080i及720p)

标准缆线附带以太网

高速缆线 (支持1080p, 4K@30fps, 3D 与 Deep Color)

高速缆线附带以太网

车用缆线

防拷机制

强制支持HDCP规格1.10版

·1-9 都是TMDS数据传输实际上用到的引脚,分为0,1,2三组。

·10-12 为TMDS时钟信号,如当前Video Timing为480p@60Hz(Htotal:800,Vtotal:525),则TMDS clock = 800x525x60 = 25.2MHz。TMDS clock就像是对像素的打包,一个clock分别在三个Channel传输一个像素的R、G、B(8bit)信号。

·13 为CEC(consumer electronic control)类似一种扩展的HDMI功能,供厂家自己定制HDMI消息,(比如说你有一台sony的DVD与TV,两者用HDMI线接上,如果你用TV的遥控器可以控制DVD,另DVD执行某种功能,那么该功能的命令信号就是通过TV与DVD间的CEC引脚传输的)

·14 为保留引脚,未使用(或者也可以为CEC提供多一个引脚)

·15-16 为I2C引脚,用于DDC(Display Data Channel,主要用于EDID与HDCP的传输)传输,具体可以查看。在HDMI的流程中,DDC通信几乎是最先做的(前有Hotplug),因为HDMI的主从两个设备需要通过DDC来获得他们对方设备的EDID,从而得到各种信息,并且通过比较timming以确定以后送出来的timming为最合适的

·17 为接地引脚

·18 为5v的AC引脚

·19 为Hotplug(热拔插)引脚(用于监测HDMI设备有没有存在,如果存在(Hotplug为high)那么可以通过DDC去读EDID),HDMI有规定在HDMI 5vAC断电时source device可以读reciever device的EDID,也就是需要Hotplug为High。其中有两种Hotplug相关的情况会导致HDMI被识别为DVI:

·Hotplug为High,不过EDID并没有准备好,那么信号源设备会由于无法读到EDID而认为接收设备为DVI,这样会导致HDMI有图像无声的问题。

·Hotplug为Low,也会导致信号源无法读到EDID而认为接收设备为DVI,从而导致HDMI有图无声

·在TV这种有多个HDMI通道的情况下,有时会在多个HDMI通道进行切换,切换后HDMI通道应当先初始化,即先把Hotplug拉低,通知HDMI source device之前所用的EDID已经改变,需要重新读取,那么source device在Hotplug被拉高的时候会去读取新的EDID,但是拉低这个过程至少需要100ms,否则source device有可能不会去读取新的EDID,从而输出DVI信号

HDMI接口类型版本区分

•版本HDMI 1.0 频率165MHZ 带宽4.95Gbps 原始标准,最近已基本淘汰;

•版本HDMI 1.1 频率165MHZ 带宽4.95Gbps 增加DVD-Audio支持等;

•版本HDMI 1.2 频率165MHZ 带宽4.95Gbps 增加SACD音频支持等;

•版本HDMI 1.2a 频率165MHZ 带宽4.95Gbps 增加兼容性认证等要求;

•版本HDMI 1.3 频率340MHZ 带宽10.2Gbps 提高通讯带宽,增加TrueHD和DTS-HD音频;

•版本HDMI 1.4 频率340MHZ 带宽10.2Gbps 增加一条数据通道,支持百兆以太网双向通信。