HDMI接口技術(shù)

HDMI接口由Silicon Image美國(guó)晶像公司倡導(dǎo)，聯(lián)合索尼、日立、松下、飛利浦、湯姆遜、東芝等八家著名的消費(fèi)類電子制造商聯(lián)合成立的工作組共同開(kāi)發(fā)的。HDMI最早的接口規(guī)范HDMI1.0于2002年12月公布，目前的最高版本是于今年6月發(fā)布的HDMI1.3規(guī)范。

HDMI源于DVI接口技術(shù)，它們主要是以美國(guó)晶像公司的TS信號(hào)傳輸技術(shù)為核心，這也就是為何HDMI接口和DVI接口能夠通過(guò)轉(zhuǎn)接頭相互轉(zhuǎn)換的原因。美國(guó)晶像公司是HDMI八個(gè)發(fā)起者中唯一的集成電路設(shè)計(jì)制造公司，是高速串行數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)廠商，因?yàn)橄旅嬉岬降腡MDS信號(hào)傳輸技術(shù)就是它們開(kāi)發(fā)出來(lái)的，所以這里稍微提及一下。

TMDS(Transition Minimized Differential Signaling)也被稱為最小化傳輸差分信號(hào)，是指通過(guò)異或及異或非等邏輯算法將原始信號(hào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成10位，前8為數(shù)據(jù)由原始信號(hào)經(jīng)運(yùn)算后獲得，第9位指示運(yùn)算的方式，第10位用來(lái)對(duì)應(yīng)直流平衡(DC-balanced，就是指在編碼過(guò)程中保證信道中直流偏移為零，電平轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)不同邏輯接口間的匹配)，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)以差分傳動(dòng)方式傳送。這種算法使得被傳輸信號(hào)過(guò)渡過(guò)程的上沖和下沖減小，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)趨于直流平衡，使信號(hào)對(duì)傳輸線的電磁干擾減少，提高信號(hào)傳輸?shù)乃俣群涂煽啃浴?/p>

通常，HDMI連接由一對(duì)信號(hào)源和接受器組成，有時(shí)候一個(gè)系統(tǒng)中也可以包含多個(gè)HDMI輸入或者輸出設(shè)備。每個(gè)HDMI信號(hào)輸入接口都可以依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)接收連接器的信息，同樣信號(hào)輸出接口也會(huì)攜帶所有的信號(hào)信息。HDMI數(shù)據(jù)線和接收器包括三個(gè)不同的TMDS數(shù)據(jù)信息通道和一個(gè)時(shí)鐘通道，這些通道支持視頻、音頻數(shù)據(jù)和附加信息，視頻、音頻數(shù)據(jù)和附加信息通過(guò)三個(gè)通道傳送到接收器上，而視頻的時(shí)鐘則通過(guò)TMDS時(shí)鐘通道傳送，接收器接受這個(gè)頻率參數(shù)之后，再還原另外三個(gè)數(shù)據(jù)信息通道傳遞過(guò)來(lái)的信息。

HDMI輸入的源編碼格式包括視頻像素?cái)?shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)包。其中數(shù)據(jù)包中包含有音頻數(shù)據(jù)和輔助信息數(shù)據(jù)，同時(shí)HDMI為了獲得聲音數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)的高可靠性，數(shù)據(jù)包中還包括一個(gè)BCH錯(cuò)誤糾正碼。HDMI的數(shù)據(jù)信息的處理可以有多種不同的方式，但最終都是在每一個(gè)TMDS通道中包含2位的控制數(shù)據(jù)、8位的視頻數(shù)據(jù)和4位的數(shù)據(jù)包。HDMI的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程可以分成三個(gè)部分:視頻數(shù)據(jù)傳輸期、島嶼數(shù)據(jù)傳輸期和控制數(shù)據(jù)傳輸期。

提起數(shù)碼產(chǎn)品的接口，大家都能列舉出一大片，什么S端子、AV端子、色差分量接口、VGA接口、DVI接口;而說(shuō)到HDMI數(shù)字信號(hào)接口，消費(fèi)者更不會(huì)陌生，作為最新一代的數(shù)字接口，HDMI已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種數(shù)碼產(chǎn)品上，不管是平板電視、DVD碟機(jī)、高清播放機(jī)，還是投影儀、數(shù)碼攝像機(jī)、液晶顯示器，以及藍(lán)光DVD和HD DVD，都少不了HDMI數(shù)字信號(hào)接口的身影。

HDMI的數(shù)據(jù)信息的處理可以有多種不同的方式，也就是說(shuō)HMDI支持多種方式的視頻編碼，通過(guò)對(duì)3個(gè)TMDS數(shù)據(jù)信息通道的合理分配，既可以傳輸RGB數(shù)字色度分量的4:4:4信號(hào)，也可以傳輸YCbCr數(shù)字色差分量的4:2:2信號(hào)，最高可滿足24位視頻信號(hào)的傳輸需要。

HDMI每個(gè)TMDS通道視頻像素流的速率一般在25MHz~165MHz之間，HDMI1.3規(guī)范已經(jīng)將這一上限提升到了225MHz，當(dāng)視頻格式的速率低于25MHz時(shí)，將使用像素重復(fù)法來(lái)傳輸，即視頻流中的像素被重復(fù)使用。以每個(gè)TMDS通道最高165MHz的頻率計(jì)算，3個(gè)TMDS通道傳輸R/G/B或者Y/Cb/Cr格式編碼的24位像素視頻數(shù)據(jù)，最高帶寬可以達(dá)到4.95Gbps，實(shí)際視頻信號(hào)傳輸帶寬接近4Gbps，而現(xiàn)在最高規(guī)格的高清視頻格式1080p所需的帶寬僅僅為2.2Gbps，因此HDMI擁有的充足帶寬不僅可以滿足現(xiàn)在高清視頻的需要，在今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都可以提供對(duì)更高清晰度視頻格式的支持。

HDMI不僅可以滿足1080P的分辨率，還能支持DVD Audio等數(shù)字音頻格式，支持八聲道96kHz或立體聲192kHz數(shù)碼音頻傳送，可以傳送無(wú)壓縮的音頻信號(hào)及視頻信號(hào)。HDMI可用于機(jī)頂盒、DVD播放機(jī)、個(gè)人電腦、電視游樂(lè)器、綜合擴(kuò)大機(jī)、數(shù)字音響與電視機(jī)。HDMI可以同時(shí)傳送音頻和影像信號(hào)。

HDMI支持EDID、DDC2B，因此具有HDMI的設(shè)備具有"即插即用"的特點(diǎn)，信號(hào)源和顯示設(shè)備之間會(huì)自動(dòng)進(jìn)行"協(xié)商"，自動(dòng)選擇最合適的視頻/音頻格式。

與DVI相比HDMI接口的體積更小，HDMI/DVI的線纜長(zhǎng)度最佳距離均不超過(guò)8米。只要一條HDMI纜線，就可以取代最多13條模擬傳輸線，能有效解決家庭娛樂(lè)系統(tǒng)背后連線雜亂糾結(jié)的問(wèn)題。