HDMI接口技術

HDMI接口技術

Min Ban Ban

概述

提起數碼產品的接口,大家都能列舉出一大片,什麼S端子、AV端子、色差分量接口、VGA接口、DVI接口……而說到HDMI數位訊號接口,消費者更不會陌生,作為最新一代的數字接口,HDMI已經廣泛套用於各種數碼產品上,不管是平板電視、DVD碟機、高清播放機,還是投影儀、數碼攝像機、液晶顯示器,以及藍光DVD和HDDVD,都少不了HDMI數位訊號接口的身影。
接口接口

基本傳輸原理

HDMI(High-DefinitiMultimediaInterface)又被稱為高清晰度多媒體接口,是首個支持在單線纜上傳輸,不經過壓縮的全數字高清晰度、多聲道音頻和智慧型格式與控制命令數據的數字接口。HDMI接口由SiliconImage美國晶像公司倡導,聯合索尼、日立、松下、飛利浦、湯姆遜、東芝等八家著名的消費類電子製造商聯合成立的工作組共同開發的。HDMI最早的接口規範HDMI1.0於2002年12月公布,目前的最高版本是於今年6月發布的HDMI1.3規範。
HDMI源於DVI接口技術,它們主要是以美國晶像公司的TS信號傳輸技術為核心,這也就是為何HDMI接口和DVI接口能夠通過轉接頭相互轉換的原因。美國晶像公司是HDMI八個發起者中唯一的積體電路設計製造公司,是高速串列數據傳輸技術領域的領導廠商,因為下面要提到的TMDS信號傳輸技術就是它們開發出來的,所以這裡稍微提及一下。
TMDS(TransitionMinimizedDifferentialSignaling)也被稱為最小化傳輸差分信號,是指通過異或及異或非等邏輯算法將原始信號數據轉換成10位,前8為數據由原始信號經運算後獲得,第9位指示運算的方式,第10位用來對應直流平衡(DC-balanced,就是指在編碼過程中保證信道中直流偏移為零,電平轉化實現不同邏輯接口間的匹配),轉換後的數據以差分傳動方式傳送。這種算法使得被傳輸信號過渡過程的上沖和下沖減小,傳輸的數據趨於直流平衡,使信號對傳輸線的電磁干擾減少,提高信號傳輸的速度和可靠性。
一般情況下,HDMI連線由一對信號源和接受器組成,有時候一個系統中也可以包含多個HDMI輸入或者輸出設備。每個HDMI信號輸入接口都可以依據標準接收連線器的信息,同樣信號輸出接口也會攜帶所有的信號信息。hdmi數據線和接收器包括三個不同的TMDS數據信息通道和一個時鐘通道,這些通道支持視頻、音頻數據和附加信息,視頻、音頻數據和附加信息通過三個通道傳送到接收器上,而視頻的時鐘則通過TMDS時鐘通道傳送,接收器接受這個頻率參數之後,再還原另外三個數據信息通道傳遞過來的信息。

視頻數據傳輸

視頻數據傳輸期,HDMI數據線上傳送視頻像素信號,視頻信號經過編碼,生成3路(即3個TMDS數據信息通道,每路8位)共24位的視頻數據流,輸入到HDMI發射器中。24位像素的視頻信號通過TMDS通道傳輸,將每通道8位的信號編碼轉換為10位,在每個10位像素時鐘周期傳送一個最小化的信號序列,視頻信號被調製為TMDS數據信號傳送出去,最後到接受器中接收。
島嶼數據傳輸期,TMDS通道上將出現音頻數據和輔助數據,這些數據每4位被一組,構成一個上面提到的4位數據包,數據包和視頻數據一樣,被調製為10位一組的的TMDS信號後發出。視頻數據傳輸期和島嶼數據傳輸期均開始於一個GuardBand保護頻帶,GuardBand由2個特殊的字元組成,這樣設計的目的在於在明確限定控制數據傳輸期之後的跳轉是視頻數據傳輸期。

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