HDMI/DVI技術(shù)與芯片及其應用

顯示數(shù)據(jù)信道(DDC)是用于讀取表示接收側(cè)清晰度等顯示能力的擴展顯示標識數(shù)據(jù)(EDID)的信號線。搭載HDCP的發(fā)送接收設(shè)備之間也利用DDC線進行密碼鍵的認證。而連接源設(shè)備與接收器.任何源設(shè)備與接收器之間的HDMI連接都具有智能化的特點，即接收器的EDIDROM芯片將顯示所支持的全部音頻和視頻格式，包括色深模式。這種方式可以使用戶享受到經(jīng)過自動優(yōu)化、達到最佳質(zhì)量模式的音頻與視頻體驗，所有連接在一起的HDMI設(shè)備都能夠?qū)@種功能提供相互支持。

既然HDMI/DVI是基于TMDS技術(shù)支持，所以應對其技術(shù)特征作分析。

2、TMDS(最小跳變差分信號)技術(shù)特征

最小化傳輸差分信號(TMDS)作為電氣電平的標準。被應用于發(fā)送數(shù)字視頻接口(DVl)及高清晰度多媒體接口(HDMl)的數(shù)據(jù)。其設(shè)計考慮因素之包括：

對內(nèi)偏斜(Intra-Pai rSkew)。在給定的一對差分信號上，真(true)信號及其互補信號之間的時間差應盡可能的小；

殘余抖動(Residual Jitter)。測試點與信號源之間所測量到的抖動數(shù)量的差異。可接受的最大殘余抖動等價于發(fā)射機與接收機之間最小的抖動預計量(budget)；

靜電放電(ESD)。外部連接器因曝露于外界，因而更易受到靜電放電的影響。更高的靜電放電率可提供更良好的保護。

TMDS 包括3個RGB數(shù)據(jù)和1個時鐘，共計4個通道(稱為1個TMDS連接或Single-link)的傳輸回路。TMDS是把8位的RGB視頻數(shù)據(jù)變換成10 位轉(zhuǎn)換最小化、DC平衡的數(shù)據(jù)，再完成數(shù)據(jù)的串行處理；接收端設(shè)備對串行數(shù)據(jù)解串行變成并行數(shù)據(jù)，再轉(zhuǎn)換成8位視頻信號。因此，傳輸數(shù)字RGB數(shù)據(jù)需要3 個轉(zhuǎn)換最小化差分采樣信號構(gòu)成一個TMDS連接。為此可將圖2具體細化如圖3所示說明。

圖3

每個通道提供165MHz帶寬，1個10位的TMDS傳輸通道速率達1.65Gb／s，3個TMDS通道速率達4.95Gb／s。若采用dual-1ink 連接方式，其帶寬可達330MHz，傳輸速率可達9.9Gb／s，支持1600Х1200@85Hz的UXGA或2048Х1536@75Hz的QXGA 圖像以及720p、1080i、1080p的HDTV視頻信號的無壓縮實時傳輸。

從上圖3可知，發(fā)送器分別將視頻、音頻信號變換并合成為接收器可接收的信號格式。然后，進行HDCP加密處理以及TMDS編碼，將并行視頻、音頻等數(shù)據(jù)行串行化處理，以最小化差分信號形式進行傳輸。在接收側(cè)進行的處理與發(fā)送側(cè)順序相反。搭載HDCP的發(fā)送接收設(shè)備之間也利用DDC線進行密碼鍵的認證。這是一個使用了硬件ID的加密系統(tǒng)，發(fā)送側(cè)和接收側(cè)以一定間隔相互確認進行傳輸。HDMI搭載了認證不成立或者中途不成立時圖像和音頻信號傳輸立即被中斷的強大內(nèi)容保護技術(shù)。

3、HDMI是DVI標準的升級和增強版

HDMI 是DVI標準的升級和增強版，支持音頻信號，改進了DVI標準的不足，可以簡單理解為：DVI+音頻=HDMI。HDMI接口小巧(與USB相當)，傳輸?shù)木€纜長度15m，HDMI向下兼容DVI，HDMl也支持HDCP(高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護)，避免內(nèi)容非法拷貝，同時還支持VESA組織的EDID(擴展顯示識別數(shù)據(jù))、DDC(顯示數(shù)據(jù)通道，用以讀出EDID)及DMT(監(jiān)視同步協(xié)議)。HDMI也采用TMDS編碼方式，TMDS具備RGB或YPbPr 色彩數(shù)據(jù)和時鐘，共4個通道(稱為1個連接)的系列傳輸回路，1個通道帶寬165MHz(4.95Gb／s)。顯示數(shù)據(jù)信道(DDC)是用于讀取表示接收側(cè)清晰度等顯示能力的擴展顯示標識數(shù)據(jù)(EDID)的信號線。搭載HDCP的發(fā)送接收設(shè)備之間也利用DDC線進行密碼鍵的認證。這是一個使用了硬件ID的加密系統(tǒng)，發(fā)送側(cè)和接收側(cè)以一定間隔相互確認進行傳輸。HDMI搭載了認證不成立或者中途不成立時圖像和音頻信號傳輸立即被中斷的強大內(nèi)容保護技術(shù)。

4、HDMl在深色技術(shù)中的應用頗受青睞。

4.1新版的HDMl l.3標準特征優(yōu)勢。

最新版的HDMl l.3標準，它具有高傳輸帶寬(10.2 Gb／s)、深色和“xvYCC”色彩等強大功能時，隨著視頻分辨率從標清到高清的演化，視頻帶寬的不斷增加將是大勢所趨。其性能指標：視頻帶寬為 340MHz(10Gbps)1080p，刷新率最高為120Hz；色深為24、30、36、48位；色彩空間為xvVCC 、RGB、YCbCr；音頻為杜比TrueHD、DTS-HD、SACD、DVD音頻、PCM、杜比數(shù)字、DTS；控制為CEC；連接器為迷你HDM、A 型。

HDMl 1.3版本傳輸?shù)囊曨l數(shù)據(jù)將具有更高的分辨率，呈現(xiàn)出來的清晰、明快的畫面內(nèi)容也將比以往更為豐富。HDMl 1.3版本的特點包括深色技術(shù)(DeepColor)帶來的更加生動鮮明的色彩，以及多項其他改進，如：更為出色的聲音與畫面的同步功能、支持無損高清音頻格式、xvYCC擴展色譜以及全新的小型連接器等。從而為用戶帶來更為鮮艷的色彩和更為逼真的電視體驗，解決了當今高對比度顯示技術(shù)常見的帶狀干擾問題。深色技術(shù)能夠在最暗的黑色值和最亮的白色值之間提供更多灰色陰影，從而提高了對比度增加后的顯示質(zhì)量，能在屏幕上呈現(xiàn)出更為流暢的色彩圖像。新版本還增加了對xvYCC色彩標準的支持，從而極大地擴展了現(xiàn)有高清電視的色譜，如高清DVD與藍光播放器等。深色技術(shù)還被應用于最新的游戲機產(chǎn)品中，見設(shè)計方案框圖4所示，為游戲機玩家?guī)砀鼮樯鷦拥挠螒蝮w驗。

圖4

上圖中HDMI發(fā)射器與接收呈器了可用體TI的TFP510與TFP501型芯片或Sil9134和Sil9133型芯片。

為了完全實現(xiàn)源設(shè)備和高清電視之間的高數(shù)據(jù)傳輸速率，系統(tǒng)所用電纜必須能夠處理更強的帶寬信號。值此討對當今電纜均衡器新技術(shù)典型應用作說明。

4.2數(shù)字視頻均衡器新技術(shù)應用

數(shù)字均衡器擴展DVI／HDMI電纜的距離至60米，帶有±5kVESD保護.擴展數(shù)字視頻應用至5米界限以外。現(xiàn)代的顯示器(LCD、DLP)和信號源 (DVD播放器、PC)能夠以原始的數(shù)字模式發(fā)送和接收視頻信號，這是保持圖像完整性的最佳方式。DVI／HDMI接口取代了模擬分量視頻和VGA互連，但最長只能達到5米。如用MAX3815 DVI／HDMI數(shù)字視頻電纜均衡器突破了3米至5米的電纜長度限制，將電纜距離延長至60米。MAX3815特別適合于那些遠離信號源的數(shù)字顯示器，例如LCD／DLP投影儀和LCD／等離子顯示屏等。見圖5所示。