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一 HDMI接口類型和引腳定義

TYPE A: 目前最通用的HDMI接口19PIN

TYPE B: 雙通道HDMI接口29PIN，工業(yè)用途

TYPE C:  Mini HDMI接口，和TYPE A性能一致，體積較小

TYPE D:  Micro HDMI接口，相對于TYPE C更加緊湊

下圖1為TYPE A接口的引腳定義圖

圖1

從上圖1 可知HDMI接口包括

3個(gè)TMDS數(shù)據(jù)通道

1個(gè)TMDS時(shí)鐘通道

CEC控制信號，DDC信號，5V電源輸出和熱插拔HPD信號

二 HDMI信號傳輸原理

HDMI采用TMDS信號傳輸(最小化傳輸差分信號傳輸技術(shù))

每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的HDMI連接，都包含3個(gè)用于傳輸數(shù)據(jù)的TMDS通道，以及1個(gè)獨(dú)立的TMDS時(shí)鐘通道，以保證傳輸時(shí)所需的統(tǒng)一時(shí)序。

在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，每個(gè)TMDS通道都能夠傳送10bit的數(shù)據(jù)流，而這個(gè)10bit數(shù)據(jù)流可以由若干種不同的編碼格式構(gòu)成。

下圖2為HDMI信號傳輸框圖

                      圖2

如上圖2所示HDMI視頻信號分為R，G，B，H，V

上述五種信號使用TMDS技術(shù)編碼，其中

TMDS通道0傳輸B信號，同時(shí)H信號和V信號也嵌入該通道

TMDS通道1傳輸G信號

TMDS通道2傳輸R信號，R和G通道的多余位置用來傳輸音頻信號

CEC信號  消費(fèi)電子控制通道，通過這條通道可以控制試聽設(shè)備

DDC信號 顯示器與電腦主機(jī)進(jìn)行通信的一個(gè)總線，基本功能是將顯示器的基本信息發(fā)送給主機(jī)(比如EDID信息)

HPD信號  顯示器向主機(jī)發(fā)送的檢測信號，包括連接和斷開

當(dāng)HDMI主機(jī)檢測到HPD引腳大于2V表示顯示器與主機(jī)之間連接

當(dāng)HDMI主機(jī)檢測到HPD引腳小于0.8V表示顯示器與主機(jī)之間斷開

TMDS信號電平 HDMI使用最小跳變差分信號技術(shù)，差分信號上拉電壓為+3.3V，端口阻抗為50歐姆，單端信號為400~600mv，差分信號的邏輯擺幅在800~1200mv之間(峰峰值)，當(dāng)然實(shí)際上TMDS差分電壓擺幅可以在150mv~1200mv之間變化. 當(dāng)差分?jǐn)[幅小于150mv或者大于1500mv時(shí)，接收端不能正確識(shí)別該差分信號

時(shí)鐘占空比為40% ~ 50%

三 HDMI接口識(shí)別過程

HDMI Source(主機(jī)) 和 Sink(顯示器)的上電協(xié)商過程

·Source設(shè)備上電后會(huì)檢測HPD是否被上拉到2V以上

·Source設(shè)備通過DDC總線讀取EDID以確定Sink能支持的分辯率

·Source設(shè)備檢測TMDS信號是否被上拉到3.3V，有以下三種情況

部分設(shè)備必須要檢測所有TMDS通道上拉到3.3V才輸出TMDS信號

部分設(shè)備必須要檢測到CLOCK上拉才輸出TMDS信號

部分設(shè)備只要檢測到某對TMDS被上拉即輸出該上拉的TMDS信號

· Source設(shè)備輸出當(dāng)前設(shè)置的分辯率到Sink端

· Source設(shè)備上電后檢測HPD小于0.8V

· Source設(shè)備停止輸出TMDS信號

從上述協(xié)商過程可知HPD引腳(HDMI-PIN19/DVI-PIN16)作為Source是否向Sink發(fā)送TMDS信號的重要依據(jù)

下面著重分析HPD信號的實(shí)現(xiàn)過程 

                        圖3

如上圖3，當(dāng)主機(jī)通過HDMI接口與顯示器相連接時(shí)，主機(jī)通過HDMI的PIN18引腳(如圖3 PWR_CON_PIN18)將＋5V電壓加到顯示器的EDID存儲(chǔ)器，向EDID存儲(chǔ)器供電，確保即使顯示器不開機(jī)，主機(jī)也能通過HDMI接口讀取EDID數(shù)據(jù)。 
顯示器接收到+5V電壓后通過內(nèi)部電路驅(qū)動(dòng)三極管Q1使CE導(dǎo)通，致使HDMI_HPD轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?，主機(jī)檢測到HPD為高電平時(shí)，判斷主機(jī)與顯示器連接成功，并通過HDMI接口的第15、16腳 DDC通道讀取顯示器中的EDID數(shù)據(jù)，并使主機(jī)顯卡中的TMDS信號發(fā)送電路開始工作。 
當(dāng)顯示器與主機(jī)之間的HDMI連接斷開時(shí)，主機(jī)一側(cè)的HPD信號為低電平，主機(jī)顯卡中的TMDS信號發(fā)送電路停止工作。

注意：

從傳輸信號上來講HDMI與DVI完全兼容都是使用TMDS信號，只是接口封裝不一樣而已，所以本文沒有分析DVI信號

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