HDMI接口及规范
时间：2022-11-26 09:00:00
HDMI定义及术语
HDMI（High Definition Multimedia Interface）基于高解多媒体数字传输界面DVI（Digital Visual Interface）在此基础上延伸的新定义；
其概念包括：
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TMDS：(Time Minimized Differential Signal)差分信号传输是差分信号传输的一种方式，HDMI这种方式用于信号传输通道。 -
HDCP: （High-bandwidthDigital Content Protection）保护高带宽数字内容。 -
DDC: Display Data Channel -
CEC: Consumer Electronics Control -
EDID: Extended Display Identification Data -
E-EDIO: Enhanced Extended Display Identification Data 增强和扩展显示识别数据
它们在HDMI传输过程中的表示大致如下图所示：
TMDS:
TMDS 采用差分传动的微分信号机制。这不仅仅是DVI 技术基础，
也是HDMI 技术的基本原理。
TMDS 差分传动技术的使用 引脚间电压差传输信号的技术。数据传输
值(0或1)由两脚之间电压的正负极性和大小决定。
HDMI 带宽和TMDS 的关系
在HDMI 标准中所规定的带宽, 在1.0 版本设定为最高4.96Gbps ,而在1.3 版本中规
定是10.2Gbps,这个值是怎么得到的？ 请参见以下公式：
串行接口带宽=系统时钟频率x 数据量
HDMI 电路中的时钟频率内，电路中的时钟频率从25开始MHz-340MHz 之间，也就是说一个
TMDS 每秒最多340个通道MHz×10bit=3.4Gbit 的数据，3 个TMDS 通道一秒钟
以传输3.40×3=10.2Gbit 数据，加上控制数据，用标准方法表示为1.2Gbps 的带
宽度。如果用像素点来表示，它可以在一秒钟内传输显示10.2G 像素点(一个完整的像素点)
像素点信息由R/G/B 三原色信息构成)所需的数据量。
HDCP
HDCP（High -bandwidth Digital Content Protection）：高带宽数字内容保护技术。HDTV时代即将到来，为了适应高清电视的高带宽，出现了HDMI。HDMI它是一种高清数字接口标准，能提供高带宽，无损传输数字视频和音频信号。为了保证HDMI或者DVI传输的高清信号不会被非法录制，就会出现HDCP技术。HDCP技术规范由Intel当用户非法复制时，该技术会干扰，降低复制图像的质量，从而保护内容。
在计算机平台上收到HDCP技术(简称DP)在输出过程中，操作系统保护数据内容COPP驱动（认证输出保护协议）首先验证显卡，只有合法的显卡才能实现内容输出，然后验证显示设备的密钥，只满足HDCP要求的设备最终可以显示显卡传输的内容。HDCP在传输过程中，发送端和接受端存储一个可用的密钥集合，这些密钥是秘密存储，发送端和接受端根据密钥进行加密和解密操作，并在此操作中添加一个特殊值KSV(视频加密钥)。同时HDCP每个设备都会有一个独特的KSV发送端和接受端的密码处理单元将检查对方的序列号KSV值，以确保连接是合法的。HDCP 2.2 是目前最新版本 。
EDID
EDID: Extended Display Identification Data(扩展显示标识数据)VESA 标准数据格式包括监控器及其性能参数，包括供应商信息、最大图像大小、颜色设置、制造商预设置、频率范围限制、显示名称和序列号字符串。
保存了这些信息 display 节中，通过 DDC(Display Data Channel)在显示器和 PC 在图形适配器之间进行。一般EDID存在于显示器中PROM或EEPROM内。一般要读EDID都是透过I2C，slave address是0x50。目前HDMI 1.0 - 1.3c使用EDID结构1.3版。 可以读取和显示许多现成的套装软件EDID信息；
EDID在HDMI中的应用
EDID是VESA组织制定的PC显示格式数据规范是HDMI接口的一个重要组成部分。HDMI通过接口的发送端和接收端EDID（Extended Display Identification Data）协商双方传输的图像格式。发送端读取接收端EDID判断接收端是否为数据HDMI设备。HDMI高清图像传输广泛应用于其优异的性能，HDMI如何传输图像取决于接收端EDID数据结构的内容。EDID数据决定了接收端显示设备的属性。从接收设备读取的发送端EDID， 判断监视器的属性，并决定如何传输图像。如果EDID如果设置不正确，系统可能无法识别HDMI图像不能以高清格式传输。因此，EDID设置很重要。
HDMI版本发展
HDMI 1.0
HDMI 1.0版于2002年12月推出，其最大的特点是整合了音频流的数字接口，与当时相结合PC界面很流行DVI它比界面更先进、更方便。
HDMI 1.0版本支持从DVD有蓝光格式的视频流CEC（consumer electronics control）功能，即在应用中，可以在所有连接设备之间形成共同的联系，更方便控制设备组。
HDMI 1.1
2004年5月，HDMI 1.1版本面试。增加正确的DVD支持音频。
HDMI 1.2
HDMI1.2版于2005年8月推出，很大程度上解决了HDMI 1.1支持的分辨率较低、同电脑设备兼容性较差等问题。1.2版像素时钟运行频率达到165MHz，数据量达到4.95 Gbps，因此，108000可以实现P。可以认为1.2版解决了1080电视的问题P电脑点对点问题。
HDMI 1.3
2006年6月HDMI 1.3.最大的变化是将单链接带宽频率提高到340MHz，这些液晶电视也可以获得10.2Gbps数据传输量，1.3版线由4对传输通道组成，其中1对是时钟通道，3对是时钟通道TMDS通道的传输速度分别为3.4GBPS。那么3对就是3*3.4=10.2GPBS更是能将HDMI1.1、1.2版支持的24位色深大幅扩展到30位、36位和48位（RGB或YCbCr）。HDMI 1.3支持1080P；3.有些要求不高D也支持(理论上不支持，实际上有些可以)。
HDMI 1.4
HDMI 1.44版本可以支持44版本K但受带宽10的限制.2Gbps，最高只能达到384×2160分辨率和30FPS帧率。
HDMI 2.0
HDMI 2.0的带宽扩展到18Gbps，支持即插即用和热插拔，支持3840×2160分辨率和50FPS、60FPS帧率。同时，最多支持32个声道和1536kHz采样率。HDMI 2.0没有定义新的数据线、接头和接口，因此可以保持对齐HDMI 1.x完美向下兼容，现有二级数据线可直接使用。HDMI 2.0并不会取代HDMI 1.x，但基于后者的增强，任何设备都需要支持HDMI 2.一定要先保证对HDMI 1.x基本支持。
HDMI 2.1
该标准高达48Gbps的带宽，更具体的数字来说，全新的 HDMI 2.1 现在支持标准 7680×4320@60Hz，支持 4K@120hz。其中 4K 包括真 4K 的4096×2160 像素和 3840×2160 像素，而在 HDMI 2.0 最高只支持规范 4K@60Hz。
版本对比图：
HDMI接口类型：
A类（Type A）HDMI A Type应用最广泛HDMI线缆，HDMI A接口共有19pin，宽度为13.9毫米，厚度4.45毫米。平板电视或视频设备一般都提供这种尺寸的接口，Type A19针宽13.9毫米，厚度4.45毫米，99%的视听设备在日常生活中都配备了这种尺寸的接口。例如：蓝光播放器、小米盒、笔记本电脑、液晶电视、投影仪等。
B类（Type B）HDMI B Type生活中比较少见。HDMI B接口采用29pin，宽度21毫米。HDMI B Type数据传输能力比HDMI A type近两倍，相当于DVIDual-Link。由于多数影音设备工作频率均在165MHz以下，而HDMI B Type的工作频率在270MHZ以上，在家庭应用中完全是过于“强悍”，现在只应用于一些专业场合，如WQXGA 2560×1600以上的分辨率。
C类（Type C）HDMI C Type常称为Mini HDMI，它主要是为小型设备设计的。HDMI C Type同样采用19pin，其尺寸为10.42×2.4毫米比Type A小了将近1/3，应用范围很小，主要应用在便携式设备上，比如数码相机、便携式播放机等设备。
D类（Type D）HDMI D Type俗称Micro HDMI。HDMI D Type是最新的接口类型，尺寸进一步缩小。采用了双排针脚设计，同样为19pin，宽度只有6.4毫米，厚度2.8毫米，很像Mini USB接口。主要应用于小型的移动设备上面，更适用于便携和车载设备。比如：手机、平板电脑等。
E类（Type E) HDMI E Type主要用于车载娱乐系统的音视频传输。由于车内环境的不稳定性，HDMI E Type在设计上具备抗震性、防潮、耐高强度、温差承受范围大等特性。在物理结构上，采用机械式锁定设计，能保证接触可靠性。
Pin脚定义（Type A）
HDMI 物理接线示意图
引自：https://www.sz-ekl.com/news/250.html
