HDMI協議

• • • 概述
    • 物理結構
    • 傳輸
    • • Control Period（控制數據）
      • Video Data Period（視頻數據）
      • Data Island Period（數據包）
      • 三種數據傳輸注意事項
    • 實體模型
    • • EDID & DDC
      • HPD

概述

HDMI是音視頻傳輸協議，主要用于DVD, 機頂盒等音視頻source到TV，顯示器等sink設備的傳輸。傳輸基于的是TMDS協議。

物理結構

上圖是HDMI block結構圖，可以看出HDMI用于source和sink之間的連接，HDMI cable由3組差分信號傳輸TMDS數據，1組差分信號傳輸clock。此外，HDMI還有一個DDC的通道連接到sink的EDID。CEC和HEAC都是HDMI的可選協議。

1-9是TMDS data傳輸用到的引腳，共有三組；
10-12是TMDS clock傳輸用到的引腳，共有一組，TMDS clock就是pixel clock；
13是CEC引腳，一種消費電子兼容的傳輸協議；
14是保留引腳；
15,16是DDC的引腳，DDC是基于I2C協議傳輸，故引腳為SCL和SDA；
17是接地；
18是+5V power；
19是HPD引腳，用于建立連接。

傳輸

HDMI傳輸由三組TMDS通道和一組TMDS clock通道組成，TMDS clock的運行頻率是video信號的pixel頻率，在每個cycle，每個TMDS data通道發送10bit數據。

HDMI傳輸如下四種類型數據：

Preamble（控制信息）：控制接下來傳輸的數據是Data Island或者Video Data
Data Island（數據包）：各種類型的包信息，包括音頻數據包，圖像信息包等
Video Data （視頻信息）：視頻像素數據，可以傳輸RGB與YUV格式的像素數據
Hsync與Vsync ：

8bit的數據在source經過TMDS encoder后得到10bit數據串行輸出；在sink端先進行復原成10bit的數據，再通過TMDS decoder得到8bit的源數據。

Control Period（控制數據）

Channel1[1:0]與Channel2[1:0]分別為CTL0~3
CTL0~3=1000代表接下來的是video data period
CTL0~3=1010代表接下來的是data island period

Channel0[1:0]為HSYNC, VSYNC此時也有可能發生變化

Video Data Period（視頻數據）

格式為格式為RGB時，以2個字符長度的leading gurad band開始
guard band如下：

ch0: q_out[9:0] = 0b1011001100
ch1: q_out[9:0] = 0b0100110011
ch2: q_out[9:0] = 0b1011001100

接下來是RGB數據：
Channel0[7:0]用于傳輸B
Channel1[7:0]用于傳輸G
Channel2[7:0]用于傳輸R

Data Island Period（數據包）

data island period傳輸audio數據和輔助數據，輔助數據包括Infoframe和其他用于音視頻信息描述的數據。

以2個字符長度的leading guard band開始，并以2個字符寬度的trailing guard band 結束。
guard band如下：

ch0: q_out[9:0] = n.a
ch1: q_out[9:0] = 0b0100110011
ch2: q_out[9:0] = 0b0100110011

Channel0[1:0]為HSYNC, VSYNC
Channel0[3:2]用于傳輸Data Island Header（包頭）
Channel1[0:3]與Channel2[0:3]用于傳輸Data Island Content（包內數據）

三種數據傳輸注意事項

• Video Data Period與Data Island Period中間必須有Control Period
• data island period和control period都是在消隱區進行（Hblank與Vblank）

實體模型

EDID & DDC

sink設備在ROM中存放EDID信息，source在收到HPD后會通過DDC通道讀取EDID得到顯示設備的屬性。

HPD

source會監測HPD pin的狀態，當source和sink連接后，如果HPD為高電平，說明sink設備正常可以工作，source可通過DDC讀取EDID，如果為低電平，說明sink已斷開。
sink可通過拉低HPD超過100ms來向source表明EDID發生了變化，此時source會重新讀取EDID。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的HDMI协议的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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