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HDMI 概述

HDMI 是一种数字信号传输标准, 它继承了DVI的核心技术TMDS (传输最小化差分信号),增强了DVI的功能(标准的DVI 只能传输视频数据),不但可以传输视频数据, 还可以传输音频等其他数据。主要用于广播电视领域, 在计算机领域也得到了广泛的使用。

HDMI 接口:

有三种尺寸的HDMI 接口, 从左到右分别为:hdmi(A), hdmi(C), Micro Hdmi(D)

 

HDMI A type :19pin;尺寸为 4.45 mm x  13.9 mm , 是市面上最常见的hdmi 接口标准。 计算机显卡, 蓝光机, 显示器如果有HDMI接口一般都会支持HDMI A TYPE 。

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Pin Pin定义
1 TMDS Data2+
2 TMDS Data2 Shield
3 TMDS Data2–
4 TMDS Data1+
5 TMDS Data1 Shield
6 TMDS Data1–
7 TMDS Data0+
8 TMDS Data0 Shield
9 TMDS Data0–
10 TMDS Clock+
11 TMDS Clock Shield
12 TMDS Clock–
13 CEC
14 Reserved(N.C. on device)
15 SCL
16 SDA
17 DDC/CEC Ground
18 +5V Power
19 Hot Plug Detect
HDMI C Type
俗称mini-HDMI,应用于HDMI1.3版本,总共有19pin,可以说是缩小版的HDMI A type,规格为2.42mm×10.42mm,但脚位定义有所改变。主要是由于尺寸的限制,一些显卡也会使用mini-HDMI,但绝大多数显卡使用的 是 A type。
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Pin Pin定义
1 TMDS Data2 Shield
2 TMDS Data2+
3 TMDS Data2–
4 TMDS Data1 Shield
5 TMDS Data1+
6 TMDS Data1–
7 TMDS Data0 Shield
8 TMDS Data0+
9 TMDS Data0–
10 TMDS Clock Shield
11 TMDS Clock+
12 TMDS Clock–
13 DDC/CEC Ground
14 CEC
15 SCL
16 SDA
17 Reserved(N.C. on device)
18 +5V Power
19 Hot Plug Detect
HDMI D Type (Mirco HDMI)
应用于HDMI1.4版本,总共有19pin,规格为2.8mm×6.4mm,但脚位定义有所改变。新的Micro HDMI接口将比19针Mini HDMI(c type)版接口小50%左右,可为相机、手机,有些笔记本电脑等便携设备带来最高1080p的分辨率支持及最快5GB的传输速度。
Pin Pin定义
1 Hot Plug Detect
2 Utility
3 TMDS Data2+
4 TMDS Data2 Shield
5 TMDS Data2-
6 TMDS Data1+
7 TMDS Data1 Shield
8 TMDS Data1-
9 TMDS Data0+
10 TMDS Data0 Shield
11 TMDS Data0-
12 TMDS Clock+
13 TMDS Clock Shield
14 TMDS Clock-
15 CEC
16 DDC/CEC Ground
17 SCL
18 SDA
19 +5V Power

 

HDMI 信号线比较多,大体可以分为几类:

音频,视频数据线: TMDS 0-2 差分数据线 + TMDS clk 差分时钟线, TMDS 0-2 屏蔽线 + TMDS clk 屏蔽线

CEC : 消费电子控制线, 主要用于设备遥控

I2C : SCL,SDA 用于读取显示器或者其他设备的信息,

+5V : 电源线,作为视频信号源端 是5v 输出, 作为视频信号 接收端,是5v 电源的输入。

HPD:Hot Plug Detect线, 作为视频信号源端, 是输入线,用于检测设备是否连接; 作为视频信号接收端,输出HPD 信号, 通知源端,设备准备好。

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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。
  • 视频像素带宽:从25 MHz到340 MHz(Type A, HDMI 1.3)。带宽低于25MHz的视频信号如NTSC480i将以倍频方式输出。每个像素的允许数据量从24位至48位。支持每秒120帧画面1080p(1920 x 1080@60Hz)分辨率画面发送以及WQSXGA分辨率(3200 x 2048)
  • 视频数据编码方式: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(I2c 数据通道)

  • 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VESA Enhanced 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
  • 为单芯线双向串行总线
  • 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

HDMI版本

  • HDMI 1.1 (2004年5月提出)
    • 支持DVD-Audio
  • HDMI 1.2  (2005年8月提出)
    • 支持8声道1bit音频(SACD所用户)
    • 让PC讯源可使用HDMI Type A接头
    • 在维持YCbCr CE色域前提之下开放PC讯源使用原生RGB色域
    • 要求HDMI 1.2以上显示器支持低电压讯源
  • HDMI 1.2a (2005年12月提出)
    • 完全确立CEC沟道的功能,指令集,以及兼容性测试程序
  • HDMI 1.3 (2006年6月22日提出)
    • 扩增single-link模式的带宽至340 Mhz(数据发送速度10.2 Gbps)
    • 从24bit色域(1677万色)扩张支持至30-bit, 36-bit,与48-bit(RGB or YCbCr)色域(相当于超过十亿色显示)
    • 支持新的xvYCC色彩标准
    • 支持自动语音同步(台词对嘴)机能
    • 支持Dolby TrueHD以及DTS-HD Master Audio信号输出至外接解码器如果播放机具有直接将此二种信号解码的能力,则不需要支持HDMI 1.3,因为所有的HDMI规格都可以发送未压缩的音频信号。
    • 提出新的小型化接头以支持轻便型摄像机
  • HDMI 1.3a (2006年11月10日提出)
    • 修改Cable and Sink的HDMI C Type接头
    • 澄清RGB视频量化范围
    • 增加CEC指令关于时间及声音控制
    • 同时Released认证的测试规格文件
  • HDMI 1.3b (2007年3月26日提出)
    • 主要是修改HDMI测试规格(HDMI Testing specification),而HDMI Specification依然是HDMI 1.3a。所以第一次出现当时的主要的HDMI Specification跟测试规格(HDMI Testing specification)是不同版本的情况发生。
  • HDMI 1.3c(2008年7月25日提出)
    • 与之前版本的主要差异为线材的测试(增加线材测试条目或修正其内容有助于HDMI设备的互连兼容性)
    • 亦有部分修改与repeater和CEC相关
  • HDMI 1.4(2009年5月28日提出)
    • 新增HDMI百兆以太网沟道,允许基于互联网的HDMI设备和其它HDMI设备共享互联网接入,无需另接一条以太网线。
    • 新增音频回授沟道(ARC, Audio return channel),让高清电视可通过HDMI线把音频信号独立传送到A/V功放接收机、音响设备上输出。
    • 定义通用3D格式和分辨率。实现家庭3D系统输入输出部分的标准化,最高支持两条1080p分辨率的视频流。
    • 最高支持4K×2K(3840×2160p@24Hz/25Hz/30Hz或4096×2160p@24Hz)
    • 拓展支持色彩空间,专为数字相机设计的色彩空间,包括sYCC601、Adobe RGB、AdobeYCC601,可在连接数字相机的时候显示更精确的逼真色彩。
    • 新增Micro HDMI迷你接口,新的Micro HDMI接口将比19针普通接口小50%左右。
    • 支持汽车连接系统,一种为车载高清内容传输设计的线缆规范,可避免发热、震动、噪音等汽车内部常见环境的影响,也为汽车制造商在车内传送高清内容提供一套切实可行的解决方案。
  • HDMI 1.4a(2010年3月4日提出)
    • 新增Top-and-Bottom(上下)格式
    • 新增两套应用于广播系统中的强制性3D画面传输格式标准
    • 定义强制性广播、游戏、电影3D标准
  • HDMI 1.4a标准要求
    • 3D显示设备帧封装水平须达到720p@50、1080p@24或720p@60、1080p@24
    • Side-by-Side Horizontal需达到1080i@50或1080i@60
    • top-and-bottom需达到720p@50、1080p@24或720p@60、1080p@24
  • HDMI 1.4b(2011年10月11日提出)
    • 支持3D,1080p,120Hz
  • HDMI 2.0(2013年9月4日提出)
    • 新增2160p@50 YCbCr 4:2:0、2160p@60 YCbCr 4:2:0(4K分辨率)
    • 支持21:9长宽比
    • 32声道,4组音频流
    • 传输带宽18Gbps
    • 线材兼容HDMI 1.4(没有定义新的数据线和接头)
    • 支持CEC扩展
    • 支持双画面
    • 动态自动声画同步
  • HDMI 2.0a(2015年4月8日提出)
    • 支持高动态范围成像(HDR)
  • HDMI 2.0b
    • 支持高动态范围成像(HDR)视频的传输 带宽高达18Gbps 4K @ 50与/ 60(2160P)。
  • HDMI 2.1(2017年1月4日提出)
    • 带宽提升至48Gbps
    • 支持4K 120Hz及8K 60Hz
    • 支持高动态范围成像(HDR),可以针对场景或帧数进行优化
    • 支持eARC功能
    • 可针对游戏帧数进行信号同步,减少画面撕裂
    • 向后兼容HDMI 2.0、HDMI 1.4

通常来说, hdmi 适合的广电,计算机行业等音视频设备的连接, 由于接口上没有固定装置(机械结构, 不像VGA 接口, DVI 接口,有固定螺丝),一般情况下,不适合工业,汽车等行业的使用。 但使用特殊的电缆,也是可以使用的。 hdmi 是目前市面上的显示器的常用接口之一, 在计算机显示器, 电视机上得到了广泛的使用。

 

 

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