HDMI（High Definition Multimedia Interface），也叫高清晰多媒體接口，是隨著數(shù)字電視、高清電視和平板電視興起的一種新型接口。
HDMI線纜介紹
2002年4月，日立、松下、飛利浦、索尼、湯姆遜、東芝和Silicon Image七家公司聯(lián)合組成HDMI組織。HDMI能高品質(zhì)地傳輸未經(jīng)壓縮的高清視頻和多聲道音頻數(shù)據(jù)，最高數(shù)據(jù)傳輸速度為5Gbps。HDMI不僅可以滿足目前最高畫(huà)質(zhì)1080P的分辨率，還能支持DVD Audio等最先進(jìn)的數(shù)字音頻格式，支持八聲道96kHz或立體聲192kHz數(shù)碼音頻傳送，而且只用一條HDMI線連接，免除數(shù)字音頻接線。同時(shí)HDMI標(biāo)準(zhǔn)所具備的額外空間可以應(yīng)用在日后升級(jí)的音視頻格式中。HDMI標(biāo)準(zhǔn)公布前，數(shù)字視頻和音頻接口是分開(kāi)的，視頻接口是DVI。與DVI相比HDMI接口的體積更小，而且可同時(shí)傳輸音頻及視頻信號(hào)。DVI的線纜長(zhǎng)度不能超過(guò)8米，否則將影響畫(huà)面質(zhì)量，而HDMI基本沒(méi)有線纜的長(zhǎng)度限制。只要一條HDMI纜線，就可以取代最多13條模擬傳輸線，能有效解決家庭娛樂(lè)系統(tǒng)背后連線雜亂糾結(jié)的問(wèn)題。
HDMI標(biāo)準(zhǔn)還在不斷發(fā)展中，HDMI1.2A版標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)正式啟用，能支持到30/36/48 bit的顏色，達(dá)到真實(shí)的10億色表現(xiàn)能力，還支持最新的多聲道環(huán)繞聲伴音系統(tǒng)DTS HD和True HD。1.2A版HDMI還向下兼容現(xiàn)有的HDMI接口，并且開(kāi)始向小型數(shù)碼設(shè)備、PC顯卡上發(fā)展，最新的具有HDMI接口的顯卡已上市。新一代高清光盤(pán)HD DVD和BD也采用HDMI作為法定高清輸出接口。
原理分析
HDMI是一種在消費(fèi)電子領(lǐng)域和PC領(lǐng)域同時(shí)使用的全數(shù)字化接口。它可以傳送無(wú)壓縮的音頻信號(hào)及視頻信號(hào)，由于音頻和視頻信號(hào)采用同一條線纜傳輸，因此大大簡(jiǎn)化了接口線纜的數(shù)量，已經(jīng)在家庭電器和PC中普及。HDMI接口從出現(xiàn)至今，已經(jīng)有了多個(gè)版本的進(jìn)化，從HDMI 1.1到HDMI 1.4，雖然接口的外觀沒(méi)有變化，但是功能和帶寬已經(jīng)出現(xiàn)了質(zhì)的提升。主流的HDMI接口版本為HDMI 1.3（a、b、c），但是隨著3D視頻的流行，HDMI 1.4版本的設(shè)備也大量上市，成為各家的重點(diǎn)推廣產(chǎn)品。HDMI 1.4帶來(lái)了幾項(xiàng)重大創(chuàng)新功能，包括HDMI以太網(wǎng)絡(luò)通道、音頻回傳通道、HDMI 3D視頻播放功能和4k×2k超高分辨率的支持。
而在線纜方面，HDMI之前并沒(méi)有版本之分，比如HDMI 1.1和HDMI 1.3版本的線纜都是一樣的，不過(guò)在HDMI 1.4版本中，線纜出現(xiàn)了一些變化。HDMI 1.4版本中包含了5種類(lèi)型的線纜，各有其不同的功能與效能特性。HDMI 1.4版本分為標(biāo)準(zhǔn)HDMI線纜、標(biāo)準(zhǔn)附以太網(wǎng)絡(luò)功能HDMI線纜、車(chē)用HDMI線纜、高速HDMI線纜、高速附以太網(wǎng)絡(luò)功能HDMI線纜五種。標(biāo)準(zhǔn)HDMI線纜是支持1080p，高速HDMI則支持包括4k×2k、3D視頻、Deep Color等先進(jìn)顯示技術(shù)，這種線纜其實(shí)就是以前的HDMI 1.3版本，它們的帶寬需求都在HDMI 1.3版本所能提供的帶寬以內(nèi)。而高速附以太網(wǎng)絡(luò)功能HDMI還有專(zhuān)用的數(shù)據(jù)通道，也就是提供設(shè)備間網(wǎng)絡(luò)功能的HDMI以太網(wǎng)絡(luò)通道，線纜的構(gòu)造就發(fā)生了變化，這點(diǎn)將在后面介紹。在HDMI的標(biāo)準(zhǔn)中，還詳細(xì)規(guī)定了這五類(lèi)線纜的認(rèn)證標(biāo)簽。我們?cè)诒敬蔚脑u(píng)測(cè)樣品中，也選擇了一些標(biāo)稱(chēng)為HDMI 1.4版本的線纜，但是都還沒(méi)有嚴(yán)格按照HDMI標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
平時(shí)最常見(jiàn)的HDMI接口為T(mén)YPE A型，寬度為13.9mm，共有19根針腳，而還有一種雙鏈路的TYPE B型接口則很少見(jiàn)，寬度為21.2mm。HDMI采用并行的4條TMDS差分信號(hào)通道，傳輸鏈路由三條數(shù)據(jù)通道和一條時(shí)鐘通道組成。其中3個(gè)數(shù)據(jù)通道是用來(lái)傳輸紅、綠、藍(lán)三色數(shù)據(jù)信號(hào)的，第4個(gè)通道用來(lái)傳送時(shí)鐘，其時(shí)鐘頻率是數(shù)據(jù)速率的1/10。 HDMI使用的TMDS技術(shù)，差分信號(hào)共模偏置電壓為+3.3V，端口阻抗為50歐姆，額定幅度跳變?yōu)?00mV（+2.8V～+3.3V），電壓擺幅在150mV～800mV之間變化。除此以外，HDMI中還有DDC（顯示器數(shù)據(jù)通道）數(shù)據(jù)和時(shí)鐘線傳送雙向通信信號(hào)以及HDCP（高帶寬數(shù)字版權(quán)保護(hù)）信號(hào)的傳輸。DDC總線是HDMI兼容性的關(guān)鍵，如果任何設(shè)備不兼容HDMI 1.3，整個(gè)系統(tǒng)會(huì)通過(guò)DDC通道自動(dòng)降低到HDMI 1.2或更低，以確保兼容性。DDC在HDMI線纜中是非常繁忙的，它們不僅攜帶握手通訊數(shù)據(jù)，也不斷傳遞HDCP加密密鑰。如果HDCP兼容，需要不斷地解碼鑰匙加密的數(shù)字信號(hào)。
HDMI線纜可以實(shí)現(xiàn)的最長(zhǎng)信號(hào)傳輸距離依賴(lài)于整個(gè)系統(tǒng)：源設(shè)備的性能、顯示設(shè)備的性能、信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸率、線纜本身的性能和長(zhǎng)度。在數(shù)字時(shí)代，我們使用數(shù)據(jù)速率來(lái)描述每秒的比特?cái)?shù)據(jù)量。HDMI線纜的長(zhǎng)度和最大數(shù)據(jù)傳輸速率息息相關(guān)，如果出現(xiàn)距離過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題，HDMI設(shè)備所接收到的信號(hào)則會(huì)出現(xiàn)沒(méi)有圖像、掉幀、雪花，或者沒(méi)有聲音的情況。HDMI線越短，能夠?qū)崿F(xiàn)的最大數(shù)據(jù)傳輸率就越高。舉個(gè)例子，一根HDMI線在2m長(zhǎng)度下的數(shù)據(jù)傳輸率為19Gb/s，可以滿足1080p、120Hz、48bit色深的視頻傳輸。但是如果長(zhǎng)度到了6米之后，數(shù)據(jù)傳輸率就降到了10Gb/s，只能滿足1080p、120Hz、24bit色深的視頻傳輸了。所以說(shuō)，這根線纜的長(zhǎng)度增加之后，數(shù)據(jù)傳輸率也會(huì)降低。
HDMI線纜介紹
2002年4月，日立、松下、飛利浦、索尼、湯姆遜、東芝和Silicon Image七家公司聯(lián)合組成HDMI組織。HDMI能高品質(zhì)地傳輸未經(jīng)壓縮的高清視頻和多聲道音頻數(shù)據(jù)，最高數(shù)據(jù)傳輸速度為5Gbps。HDMI不僅可以滿足目前最高畫(huà)質(zhì)1080P的分辨率，還能支持DVD Audio等最先進(jìn)的數(shù)字音頻格式，支持八聲道96kHz或立體聲192kHz數(shù)碼音頻傳送，而且只用一條HDMI線連接，免除數(shù)字音頻接線。同時(shí)HDMI標(biāo)準(zhǔn)所具備的額外空間可以應(yīng)用在日后升級(jí)的音視頻格式中。HDMI標(biāo)準(zhǔn)公布前，數(shù)字視頻和音頻接口是分開(kāi)的，視頻接口是DVI。與DVI相比HDMI接口的體積更小，而且可同時(shí)傳輸音頻及視頻信號(hào)。DVI的線纜長(zhǎng)度不能超過(guò)8米，否則將影響畫(huà)面質(zhì)量，而HDMI基本沒(méi)有線纜的長(zhǎng)度限制。只要一條HDMI纜線，就可以取代最多13條模擬傳輸線，能有效解決家庭娛樂(lè)系統(tǒng)背后連線雜亂糾結(jié)的問(wèn)題。
HDMI標(biāo)準(zhǔn)還在不斷發(fā)展中，HDMI1.2A版標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)正式啟用，能支持到30/36/48 bit的顏色，達(dá)到真實(shí)的10億色表現(xiàn)能力，還支持最新的多聲道環(huán)繞聲伴音系統(tǒng)DTS HD和True HD。1.2A版HDMI還向下兼容現(xiàn)有的HDMI接口，并且開(kāi)始向小型數(shù)碼設(shè)備、PC顯卡上發(fā)展，最新的具有HDMI接口的顯卡已上市。新一代高清光盤(pán)HD DVD和BD也采用HDMI作為法定高清輸出接口。
原理分析
HDMI是一種在消費(fèi)電子領(lǐng)域和PC領(lǐng)域同時(shí)使用的全數(shù)字化接口。它可以傳送無(wú)壓縮的音頻信號(hào)及視頻信號(hào)，由于音頻和視頻信號(hào)采用同一條線纜傳輸，因此大大簡(jiǎn)化了接口線纜的數(shù)量，已經(jīng)在家庭電器和PC中普及。HDMI接口從出現(xiàn)至今，已經(jīng)有了多個(gè)版本的進(jìn)化，從HDMI 1.1到HDMI 1.4，雖然接口的外觀沒(méi)有變化，但是功能和帶寬已經(jīng)出現(xiàn)了質(zhì)的提升。主流的HDMI接口版本為HDMI 1.3（a、b、c），但是隨著3D視頻的流行，HDMI 1.4版本的設(shè)備也大量上市，成為各家的重點(diǎn)推廣產(chǎn)品。HDMI 1.4帶來(lái)了幾項(xiàng)重大創(chuàng)新功能，包括HDMI以太網(wǎng)絡(luò)通道、音頻回傳通道、HDMI 3D視頻播放功能和4k×2k超高分辨率的支持。
而在線纜方面，HDMI之前并沒(méi)有版本之分，比如HDMI 1.1和HDMI 1.3版本的線纜都是一樣的，不過(guò)在HDMI 1.4版本中，線纜出現(xiàn)了一些變化。HDMI 1.4版本中包含了5種類(lèi)型的線纜，各有其不同的功能與效能特性。HDMI 1.4版本分為標(biāo)準(zhǔn)HDMI線纜、標(biāo)準(zhǔn)附以太網(wǎng)絡(luò)功能HDMI線纜、車(chē)用HDMI線纜、高速HDMI線纜、高速附以太網(wǎng)絡(luò)功能HDMI線纜五種。標(biāo)準(zhǔn)HDMI線纜是支持1080p，高速HDMI則支持包括4k×2k、3D視頻、Deep Color等先進(jìn)顯示技術(shù)，這種線纜其實(shí)就是以前的HDMI 1.3版本，它們的帶寬需求都在HDMI 1.3版本所能提供的帶寬以內(nèi)。而高速附以太網(wǎng)絡(luò)功能HDMI還有專(zhuān)用的數(shù)據(jù)通道，也就是提供設(shè)備間網(wǎng)絡(luò)功能的HDMI以太網(wǎng)絡(luò)通道，線纜的構(gòu)造就發(fā)生了變化，這點(diǎn)將在后面介紹。在HDMI的標(biāo)準(zhǔn)中，還詳細(xì)規(guī)定了這五類(lèi)線纜的認(rèn)證標(biāo)簽。我們?cè)诒敬蔚脑u(píng)測(cè)樣品中，也選擇了一些標(biāo)稱(chēng)為HDMI 1.4版本的線纜，但是都還沒(méi)有嚴(yán)格按照HDMI標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
平時(shí)最常見(jiàn)的HDMI接口為T(mén)YPE A型，寬度為13.9mm，共有19根針腳，而還有一種雙鏈路的TYPE B型接口則很少見(jiàn)，寬度為21.2mm。HDMI采用并行的4條TMDS差分信號(hào)通道，傳輸鏈路由三條數(shù)據(jù)通道和一條時(shí)鐘通道組成。其中3個(gè)數(shù)據(jù)通道是用來(lái)傳輸紅、綠、藍(lán)三色數(shù)據(jù)信號(hào)的，第4個(gè)通道用來(lái)傳送時(shí)鐘，其時(shí)鐘頻率是數(shù)據(jù)速率的1/10。 HDMI使用的TMDS技術(shù)，差分信號(hào)共模偏置電壓為+3.3V，端口阻抗為50歐姆，額定幅度跳變?yōu)?00mV（+2.8V～+3.3V），電壓擺幅在150mV～800mV之間變化。除此以外，HDMI中還有DDC（顯示器數(shù)據(jù)通道）數(shù)據(jù)和時(shí)鐘線傳送雙向通信信號(hào)以及HDCP（高帶寬數(shù)字版權(quán)保護(hù)）信號(hào)的傳輸。DDC總線是HDMI兼容性的關(guān)鍵，如果任何設(shè)備不兼容HDMI 1.3，整個(gè)系統(tǒng)會(huì)通過(guò)DDC通道自動(dòng)降低到HDMI 1.2或更低，以確保兼容性。DDC在HDMI線纜中是非常繁忙的，它們不僅攜帶握手通訊數(shù)據(jù)，也不斷傳遞HDCP加密密鑰。如果HDCP兼容，需要不斷地解碼鑰匙加密的數(shù)字信號(hào)。
HDMI線纜可以實(shí)現(xiàn)的最長(zhǎng)信號(hào)傳輸距離依賴(lài)于整個(gè)系統(tǒng)：源設(shè)備的性能、顯示設(shè)備的性能、信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸率、線纜本身的性能和長(zhǎng)度。在數(shù)字時(shí)代，我們使用數(shù)據(jù)速率來(lái)描述每秒的比特?cái)?shù)據(jù)量。HDMI線纜的長(zhǎng)度和最大數(shù)據(jù)傳輸速率息息相關(guān)，如果出現(xiàn)距離過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題，HDMI設(shè)備所接收到的信號(hào)則會(huì)出現(xiàn)沒(méi)有圖像、掉幀、雪花，或者沒(méi)有聲音的情況。HDMI線越短，能夠?qū)崿F(xiàn)的最大數(shù)據(jù)傳輸率就越高。舉個(gè)例子，一根HDMI線在2m長(zhǎng)度下的數(shù)據(jù)傳輸率為19Gb/s，可以滿足1080p、120Hz、48bit色深的視頻傳輸。但是如果長(zhǎng)度到了6米之后，數(shù)據(jù)傳輸率就降到了10Gb/s，只能滿足1080p、120Hz、24bit色深的視頻傳輸了。所以說(shuō)，這根線纜的長(zhǎng)度增加之后，數(shù)據(jù)傳輸率也會(huì)降低。
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