HDMI接口定义 现在HDTV格式开始流行起来了,在网上你到处能看到 HDTV高清晰格式的各种影片的下载。在电器行你到处 也能看到各种彩电纷纷开始支持 HDTV 格式。但是仅仅有 HDTV 片源,仅仅有能播放 HDTV 的电视就够了么?他们 之间要用怎样的纽带联系起来呢?今天笔者就向大家介绍一种已经流行起来的新型多媒体接口——HDMI。 什么是HDMI 接口? HDMI(High-Definition Multimedia Interface,高清晰多媒体接口)是一种新型的数字音频视频接口,在未来它会取 代现有的DVD 影碟机,电视机,机顶盒和显示器等各种数字设备的信号接口。这就意味着消费者可以仅仅使用一条信 号线来代替以前好几根信号线。你既可以用它连接DVD 影碟机,又可以用它连接电视机。这项心的接口标准由日立、 松下、飞利浦、美商晶像、索尼、汤姆森、东芝公司联合制定。 一根标准的HDMI 接口线缆 这种新型的数字接口最大的好处就是可以同时传送音频和视频数据,给消费者带来最高的音质和画质体验。现在的 数码音频可以使用光线来传送数字信号,但是像DVD 影碟机这样的数字视频设备还都在使用S 端子。它是一种非常普 及的模拟信号接口。当然数字视频接口早就已经有了,它的名字叫做DVI,通常你可以在LCD 液晶显示器上看到这种 接口。 最新的HDMI 接口与DVI 接口相比有三个明显的区别。首先HDMI 比DVI 支持更高的分辨率。大约HDMI 可以支 持两倍于现在HDTV的分辨率。第二,DVI 仅仅支持视频信号的传送,但是音频信号要使用另外的线缆进行传送。而HDMI 可以进行音频和视频数字信号的同传。第三,HDMI 接口的体积要远远小于DVI 接口。令消费者高兴的是HDMI 向下兼容DVI 接口,也就是说你可以使用HDMI 设备连接DVI 设备,中间仅仅使用一个小小的转接线就能搞定。当用 户全面升及到新的HDMI 系统后,以前的DVI 设备仍然可以继续使用。 HDMI 转DVI 的转接器 DVI 转HDMI 的转接器 另一个很大的区别就是面向对象的不同。传统的DVI 接口标准面向的是一般PC 用户,而HDMI 接口标准则是面向 使用消费电子产品的人群,例如DVD 影碟机,家庭影院设备等等。 对于用户最关心的是新接口的性能,而对于内容出版商来说他们更关系版权保护措施。新的HDMI 接口带有先进的 HDCP 版权保护技术。(High-Bandwidth Digital Copy Protection,高带宽数字拷贝版权保护)这项技术是由大名鼎鼎的 Intel 研发的。 HDMI 接口的工作原理 这张图是HDMI 接口的架构示意图。从左边的信号源中你可以看到,HDMI 接口的信源可以是任何支持HDMI 输出 的设备,而接入端也可以是任何带有HDMI 入接口的设备。无论他们是音频设备、视频设备还是控制设备,HDMI接口都可以应用其中。 在HDMI 接口中的数据信号采用的是TMDS 最小化传输差分信号协议。这种数据传输协议曾经在DVI 接口上得到 广泛的应用。而HDMI 接口上的数据信号也沿用了这种协议。这种协议会将标准8bit 数据转换为10bit 信号,并且在转 换过程中使用微分传送。微分传送这种技术也曾经被广泛的应用于千兆以太网的数据传输中。 在HDMI 接口中音频、视频数据的传输时可以使用三条TMDS 数据通道。视频信息在传送时被转换城连续的24bit 像素数据,每个时钟周期可以传送10bit 的数据。像素时钟周期传输比率大约在25MHz 至165MHz 之间。一般来说标 准的NTSC 480i 隔行信号的像素时钟传输比率大约为13.5MHz。若传输信号的比率小于25MHz,HDMI 会采用自动循 环技术填补码率,将信号的码率提升到25MHz 的水平。而HDMI 接口最高每秒可以传输165M像素的数据量,这个数 据吞吐能力是相当惊人的。在未来一段时间内足以应付高码率,高数据流家用电器的信号传输任务。 HDTV最高的标准是1080p,它每屏的分辨率为1920X1080,若每秒传输60 帧图像(1080p@60),那么最终的像素 时钟传输比率为 124.4MHz。由此看来 HDMI 接口完全可以从容应付当今的消费电子产品的各项应用。当然 HDMI 支持双接口并联模式,那样可以提供惊人的330MHz传输比率。但是目前这种双并联HDMI 接口不会用于一般消费阶 在HDMI中所采用的视频信号的编码方式为RGB格式,如YCbCr 4:4:4 或YCbCr 4:2:2 格式,他们每个像素都是 24bit 。YCbCr 是一种数字视频信号的格式,它与 YPbPr 格式相类似。(目前 DVD 播放机的分量输出都是使用 YCbCr/YPbPr 格式)这种视频信号标准也就是我们经常所说的―YUY‖。Y的意思是亮度,它并不带有图像颜色的信息。 只是负责记录图像中黑色与白色信息。Cb 是图像中蓝色与亮度的差异值(B-Y),而Cr 是红色与亮度之间的差异值 (R-Y)。那么 Y、Cb、Cr 这三个值就定义了视频编码时的采样率。而上文中的―4‖代表使用NTSC 或PAL 制式时的采 样率,即13.5MHz。那么我们看到的4:4:4,意思就是Y、Cb、Cr 的编码采样率各是13.5MHz。而我们看到的4:2:2 式中Cb、Cr的采样率各是6.75MHz。那么现在你就能很明显的区分出上面两个 YCbCr 格式中哪个视频质量更好了。 在HDMI 接口中,音频信号能够使用 声道,每个声道的采样率为192KHz。另外HDMI 接口也提供了 DDC 显示数据通道,它会向视频接收装置发送配置信息和数据格式信息。接收装置可以读取这些 E-EDID 增强扩展显示识 别数据的信息。最后HDMI 接口也提供了CEC 消费电子控制通道,通过这条通道可以控制视听设备的工作。 HDMI 接口连接器 HDMI 接口有两种类型,一种是有19 个针脚的A型,另一种是带有29 针脚的B型。B型的接口比A型的接口体积 更大,它可以支持双路连接。这就意味着采用 B型接口时数据传输量将会双倍提升。A型接口每个时钟周期可以传输 165MHz 的像素的信息,而B型接口每个时钟周期可以传送高达330MHz 的像素信息。 A型HDMI 接口与普通的DVI 接口的实物对比 由于TMDS 标准中指出,线缆的长度不得超过15 米。因此使用TMDS 标准的 HDMI 接口线缆长度也被限制在15 米以内。这个长度对于一般的家用和办公领域来说已经足够了。 带有A型HDMI 接口的信号发射装置可以连接到使用B型接口的接收装置上,此时需要一个 B到A型的转换接口 即可顺利连接。但是需要注意的是,一个带有B型接口的信号发射装置是不可能连接一个带有A类接口的信号接收装 置。目前HDMI 接口已经可以向下兼容DVI 接口,他们之间只需使用专用的转接线缆即可相互转换。 专利许可费 不幸的是,HDMI 接口并不是一个开放的标准。制造商必须向HDMI 标准制定协会支付版税,来换取一个生产许可 证。不过这个版税可不便宜,每年要交纳15000 美元的许可费,并且更黑的是每生产一个HDMI 接口就要支付0.15 元的许可费。只有这样制造商才能在自己的产品和使用手册中标识支持HDMI的logo。如果制造商已经是HDCP 高清 数字内容保护协议的会员那么每个带有 HDMI 接口的产品只需交纳 0.04 美元的许可费。如果制造商在其产品中使用 HDCP 高清数字内容保护机制,那么就必须要交纳15000 美元的年费,在加上每个产品0.005 美元的购买密匙费。 针脚定义 为了方便大家查阅资料,以及各位DIY玩家对HDMI 接口作进一步改造特此将 DVI接口的各个针脚定义归纳出来。 HDMI接口 针脚 信号类型定义 TMDS数据2+ TMDS数据2 屏蔽线 TMDS数据2 TMDS数据1+ TMDS数据1 屏蔽线 TMDS数据1– TMDS数据0+ TMDS数据0 屏蔽线 TMDS数据0– 10 TMDS 时钟信号+ 11 TMDS 时钟信号 屏蔽线 12 TMDS 时钟信号– 13 CEC 14 保留针脚 (如探测设备是否正在运行) 15 SCL 16 SDA 17 DDC/CEC 接地 18 5V19 热插拔监测 HDMI接口 针脚 Signal TMDS数据2+ TMDS数据2 屏蔽线 TMDS数据2- TMDS数据1+ TMDS数据1 屏蔽线 TMDS数据1- TMDS数据0+ TMDS数据0 屏蔽线 TMDS数据0- 10 TMDS 时钟信号+ 11 TMDS 时钟信号 屏蔽线 12 TMDS 时钟信号- 13 TMDS 数据5+ 14 TMDS 数据5 屏蔽线 15 TMDS 数据5- 16 TMDS 数据4+ 17 TMDS 数据4 屏蔽线 18 TMDS 数据4- 19 TMDS 数据3+ 20 TMDS 数据3 屏蔽线 21 TMDS 数据3- 22 CEC 23 保留针脚 (如探测设备是否正在运行) 24 保留针脚 (如探测设备是否正在运行) 25 SCL 26 SDA 27 DDC/CEC 接地 28 +5V 29 热插拔监测 HDMI接口转DVI-D 接口 HDMI 针脚 信号类型定义 Wire DVI-D 针脚 TMDS数据2+ TMDS数据2 屏蔽线 TMDS数据2- TMDS数据1+ TMDS数据1 屏蔽线 TMDS数据1- TMDS数据0+ TMDS数据0 屏蔽线 TMDS数据0- 1710 TMDS 时钟信号+ 2311 TMDS 时钟信号 屏蔽线 2212 TMDS 时钟信号- 2413 CEC N.C. N.C. 14 保留针脚 N.C. N.C. 15 SCL 16DDC 17DDC/CEC 接地 1518 +5V 5V 14 19 热插拔监测 1620 不连接 21不连接 22不连接 12 23 不连接 13 24 不连接 20 25 不连接 21 26 不连接 HDMI接口转 DVI-D 接口 HDMI 针脚 信号类型定义 Wire DVI-D 针脚 TMDS数据2+ TMDS数据2 屏蔽线 TMDS数据2- TMDS数据1+ TMDS数据1 屏蔽线 TMDS数据1- TMDS数据0+ TMDS数据0 屏蔽线 TMDS数据0- 1710 TMDS 时钟信号+ 2311 TMDS 时钟信号 屏蔽线 2212 TMDS 时钟信号- 2413 TMDS 数据5+ 2114 TMDS 数据5 屏蔽线 1915 TMDS 数据5- 2016 TMDS 数据4+ 17TMDS 数据4 屏蔽线 18TMDS 数据4- 19TMDS 数据3+ 1320 TMDS 数据3 屏蔽线 1121 TMDS 数据3- 1222 CEC N.C. N.C. 23 保留针脚 N.C. N.C. 24 保留针脚 N.C. N.C. 25 SCL 26DDC 27DDC/CEC 接地 1528 +5V 5V 14 29 热插拔监测 16不连接 N.C. 总结HDMI 接口可以同时传输视频和音频信号,再加上海量的带宽足以应付HDTV高清晰数字节目的播放。又因为它向 下兼容已经普及的DVI 接口,这能很好的保护消费者以前的投资,使消费者可以平滑的升级到未来支持HDMI 接口的 设备。虽然由于制造商需要交纳不菲的许可费也使得HDMI 接口的成本大大提高了,价格因素会阻碍HDMI 接口的普 及。但是HDMI 是今后消费电子发展的趋势,除非又出现新的接口与之抗衡,否则它必然会得到广泛普及。 书是我们时代的生命——别林斯基 书籍是巨大的力量——列宁 书是人类进步的阶梯———高尔基 书籍是人类知识的总统——莎士比亚 书籍是人类思想的宝库——乌申斯基 书籍——举世之宝——梭罗 好的书籍是最贵重的珍宝——别林斯基 书是唯一不死的东西——丘特 书籍使人们成为宇宙的主人——巴甫连柯 书中横卧着整个过去的灵魂——卡莱尔 人的影响短暂而微弱,书的影响则广泛而深远——普希金 人离开了书,如同离开空气一样不能生活——科洛廖夫 书不仅是生活,而且是现在、过去和未来文化生活的源泉 法耶夫书籍把我们引入最美好的社会,使我们认识各个时代的伟大智者 书籍便是这种改造灵魂的工具。人类所需要的,是富有启发性的养料。