详解HDMI

Microsoft/Intel正在制定标准来支持HDMI输出

Longhorn 操作系统必须有HDCP的支持
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议程

HDMI 的市场采用情况

HDMI 系统概述
– –
–
–
HDMI 结构概述 扩展显示器识别数据 (EDID) 高清内容保护 (HDCP) 消费电子控制(CEC)
分组主体
PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6
校验总和
A0 M0 B1 R3 B0 R2 S1 R1 SC1 VIC 3 PR3 VIC 2 PR2 VIC 1 PR1 S0 R0 SC0 VIC 0 PR0
Reserved (0) VIC 5 VIC 4
Reserved (0)
Line Number of End of Top Bar (lower 8 bits) Line Number of End of Top Bar (upper 8 bits)

至2006年HDMI的加法器成本低至1.5美元。
–
机顶盒市场内的HDMI采用情况
50,000 45,000 40,000 35,000 Analog Input Only DVI Input HDMI Input
K Units
30,000 25,000 20,000 15,000 10,000 5,000 0 2004 2005 2006 2007 2008
信息分组包头
字节 HB0 HB1 HB2 0 0 0 7 6 5
PB7 PB8 PB9
4
3
2
1Line Number of start of Bottom Bar (lower 8 bits) 0
Line Number of start of Bottom Bar (upper 8 bits) Pixel Number of End of Left Bar (lower 8 bits) Pixel Number of End of Left Bar (upper 8 bits)

产品概述
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HDMI和DVI之间的比较
DVI
传输编码 视频格式 TMDS 24-bit RGB, 4:4:4
HDMI
TMDS, TERC4 24-bit RGB, 4:4:4 24-bit YCbCr, 4:4:4 16/20/24-bit YCbCr, 4:2:2 2/6/8-ch., 32-192kHz AVI InfoFrames 是 (用于音视频) CEC
–
32 像素
HDMI分组
标题
主体
纠错码
分组主体
子分组 数据
56比特
子分组
子分组
子分组
BCH纠错码
8比特
18
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AVI信息帧分组实例
信息包 字节 # 861B Byte # N. A. Data Byte 1 Data Byte 2 Data Byte 3 Data Byte 4 Data Byte 5 Data Byte 6 Data Byte 7 Data Byte 8 Rsvd (0) VIC 6 Rsvd (0) C1 Y1 C0 Y0 M1 7 6 5 4 3 2 1 0
– –
数据来源: Display Search, IDC, Silicon Image
HDMI使DVD播放器能够在美国市场上以150 美元的低价出售。 绝大部分带有 集成计数器性能 (720p/1080i 输出) ，该性能要求 HDMI-HDCP 输出。 带有集成HDMI的DVD SOC 2007年可实现 (加法器成本定位在0.20美元) Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved. 6
VESA 1.3
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HDMI 规范语言

发送器 = 内容提供者 (DVD, 机顶盒) 接收器 = 显示设备 (DTV, LCD-TV, PDP)

转发器 = 音视频接收器 (HDMI 入, HDMI 出)
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480 active lines
525 total lines
数据岛

音频、辅助信息等信息包在数据岛内传输
HSYNC和VSYNC也在数据岛时期被传输
信息包类型:
– – – –
空 音频采样 音频时钟恢复 信息帧
数据岛
视频消隐期
视频
视频
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音频格式 控制信息 EDID 电子消费控制
无 无 是 (仅用于视频) 无
一致性测试
控制标准
无
DVI 1.0 CEA-861 HDCP 1.0
是（CTS）
HDMI 1.1 CEA-861B HDCP 1.1
VESA 1.3
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包括有线, 卫星, 陆地, IP 机顶盒
–
数据来源: Display Search, IDC, Silicon Image
高清驱动了HDMI的使用
节目发行者 (CableLabs, DirecTV, BSkyB)要求 HDMI-HDCP 连接。 带有集成HDMI接口的SOC 将于今年实现。
2
Silicon Image公司

创始于1995年
1999年上市 (纳斯达克: SIMG)
全世界约有250名员工 2003年营业额为1亿3百万美元


DVI和HDMI数字接口规范的基本技术发明者
DVI和HDMI产业工作组的联合创立人 串行ATA工作组的主要贡献者 DVI, HDMI和SATA半导体的市场领导者
标题
主体
纠错码
分组标题
分组类型
8数位
分组特定数据
16数位
BCH纠错码
8数位
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HDMI分组结构

主体部分包括四个子分组，每个长度为64数位
包括数据和BCH纠错码 – 信息帧分组为最多为30字节 (长度在包头中说明) – 只允许CEA-861B定义的信息帧
HDMI 市场和 技术概要
议程

HDMI 市场采用情况

HDMI 系统概述
HDMI 结构概述 – 扩展显示器识别数据 (EDID) – 高清内容保护 (HDCP) – 消费电子控制 (CEC)
–

产品概述
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HDMI 分组结构

分组类型
空 – 可忽视的，都为零 – 音频时钟再生 – 子分组包含重建音频时钟的N和CTS – 音频采样 – 包含1到4个音频样本 – EIA/CEA-861B信息帧 – 说明视频、音频和MPEG格式以及用户定义 的信息
–

分组特定数据 – 用于音频采样和信息帧
32 像素
HDMI 分组
6
TMDS 数据1–
TMDS 数据0 Shield TMDS 时钟+ TMDS 时钟– 保留 (NC on device) SDA

B型传输TMDS双路连接,用于 个人电脑的使用
7
8
(分辨率 > UXGA)
9
10
11
12
13
14
15
SCL
16
17
DDC/CEC Ground 热插拔 检测
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+5V Power
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市场和产品
市场
消费电子 存储 个人电脑
产品
存储 应用
PVR DTV DVD AV/RX STB
显卡 电脑显示器
个人 电脑
笔记本电脑
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DTV 市场上的HDMI 采用情况
120,000 Analog Input Only DVI Input HDMI Input
100,000
80,000
K Units
60,000
40,000
12
HDMI A型连接器
PIN 信号 分配 TMDS 数据2+ TMDS 数据2– PIN 信号 分配 TMDS 数据2 屏蔽 TMDS 数据1+

A型
– – –
1
2
3
4
传输所有必要的HDMI信号 单个TMDS连接 消费电子应用
5
TMDS 数据1 屏蔽
TMDS 数据0+ TMDS 数据0– TMDS 时钟 屏蔽 CEC
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2008 Source: Display Search, IDC, Silicon Image
采用HDMI的新市场

消费者
– –
AV 接收器市场目前采用HDMI 在2006年HDMI将延伸至便携式电子学领域
4
一个世界范围内的标准

北美
– –
在2004年带有HDMI接口的数字电视机的输出接口带有DVI的模式 FCC, DVD, 有线行业标准要求数字接口 2005年中EICTA HD Ready 标识 欧洲的显示器必须强制带有DVI-HDCP 或 HDMI-HDCP 。 内容发行者宣布到2006年将为高清内容发行作准备。 卫星、有线、地面机顶盒必须带有 HDMI 输出 在2003年国内的模型已带有HDMI接口 DVD, PDP, LCD-TV 高清地面广播启动 – 带有HDMI接口的机顶盒可以使用。
HDMI 接收设备
HDMI 传输器
信息包 TMDS Channel 2
HDMI 接收器
音频
控制/状态
TMDS 时钟通道
控制/状态 EDID ROM
支持音视频格式
CE Control (CEC) 消费电子控制 (CEC)
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从HDMI规范1.0, Section 4.1.4 Connector Pin Assignments Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved. 13
HDMI系统运行
HDMI 源端设备
单根缆线
视频 TMDS Channel 0 视频 TMDS Channel 1 音频 音频 视频
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HDMI 典型的视频帧
HSYNC
V S Y N C
45 lines vertical blanking
Active Video
• 数据岛周期 • 音频数据 • 辅助数据 • 控制周期
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高清的可携式摄像机 数码相机

– –
集成SOC支持HDMI接口已在发展趋势中

带有HDMI接口的数码相机SOC 已于05年2月宣布
在DTV上采用HDMI接口的高使用率激活了便携式市场

个人电脑
–
– –
媒体中心的PC机必须有HDMI输出2H’05 产品发布现在开始

Silicon Image宣布德克萨斯州指定HDMI为PC机市场的接口
DVD市场中HDMI的采用情况
160,000 140,000 120,000 100,000 Analog Input Only DVI Input HDMI Input
K Units
80,000 60,000 40,000 20,000 0 2004 2005 2006 2007 2008

包括 DVD播放器,刻录机

欧洲
– –

日本Βιβλιοθήκη – –亚洲在2005年中国国内市场将把HDMI接口应用到 EVD/HVD, DTV上。 – 在2004年台湾、韩国已出现带有HDMI接口的国内 LCD-TV, PDP样品。
–
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20,000
0 2004 2005 2006 2007

包括直观式 CRT, Rr. Proj., LCD-TV, PDP 在美国市场上HDMI 接口逐渐成为标准，以尺寸大于20寸的显示器尤为突出。 – 期望这样的形式可以朝着13寸显示屏的方向发展以及扩展到世界各地。 带有集成HDMI接口的SOC 将于今年实现。