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HDMI的前世今生

高频高速研究中心 来源:信号完整性与电源完整性 2020-05-19 16:07 次阅读
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2002年,日立、松下、飞利浦、SiliconImage、索尼、汤姆逊、东芝七家公司共同组建了HDMI高清多媒体接口组织,开始着手制定一种符合高清标准的全新数字化视频/音频接口技术,算下来到如今已近小20年了。那么这个技术好不好用?当然,因为一根线就解决了音视频传输问题。回想起小时候接录像机,VCD时候那费劲的场景,更是感慨科技的进步。

HDMI Type-A 也就是最常见的 HDMI 插头是在 1.0 版本就沿用至今的,TypeC(mini HDMI)则是 1.3 版推出、Type D(micro HDMI )是在 1.4 版本推出的,但是明显后两种应用并不普遍,早期的一些平板上还能看到一些,后来就基本没有了。

HDMI类型

我们以最常见的HDMI A 对A的线材来看,用2张图就可以很清晰地了解其硬件管脚定义。

HDMI管脚定义

毫无疑问,HMDI从诞生起就是为音视频传输服务的,那么在图像分辨率逐步提高的前提下,HDMI也不断进行了升级,主要就是增加传输带宽,简单的说就是提高了TMDS这几组差分线的传输速率。

HDMI速率

这里插讲一个小话题,图像的分辨率和传输带宽到底是什么样的关系?我们就以现在逐步流行的4k电影来说,分辨率是3840*2160,那么一帧图像总共就是3840*2160=8294400个像素,HDMI的图像还需要预留20%的空白像素,所以真实的一帧图像的像素是:8294400*1.2=9953280个像素。我们每个像素用3个8bit表示,也就是24位彩色,则总共需要的bit数是9953280*3*(8+2)=298598400个bit(注意每8bit要加2个控制bit)。每秒刷新60次,即60Hz,那么每秒传输的位数是:298598400*60≈1.8e+010,化成以Gbps为单位,则速率为18Gbps,这是TMDS三路的总速率,所以每路的速率为18/3=6Gbps。是不是发现只有2.0的HDMI才勉强能看4K的电影,所以当然要升级。

高速对于迪赛康,显然不是问题,就算现在最牛的2.1,我们也有自己的夹具。

HDMI2.1夹具

虽然单单的高速不是问题,但是加上距离,那么问题就来了。在电缆里传输高速信号是有损耗的,距离越长,损耗越大,还有电磁干扰等其它问题。那么我们如何在长距离条件下保证信号的传输呢?这个时候就有了光纤HDMI线缆,用光来传输信号。

光有什么优势:

零阻抗,信号无压缩,无信号丢失;

长距离,高带宽;

没有电磁干扰。

光纤HDMI线缆

这里要搞明白,光纤其实只是做HDMI高频“R、G、B、CLOCK”四组光电转换模块的工作而已。而光纤的优势就在于用一根纤管做足了传统线材(譬如:R讯号)TMDS 0+、地线、TMDS 0-的三项工作。因此,四组纤管皆在电光及光电转换模块上,经由芯片的计算及调整,完善地将RGB三原色的SKEW,调整到“无延迟”或“无超前”的工作状态上。另外,工作于CLOCK状态下的差异及时钟同步的功能,也一并在芯片模块内完成。

不论电缆还是光纤,HDMI作为一种全新的数字多媒体传输接口已经走过了十几年的发展历程,顺利取代了传统的VGA、DVI接口,虽然现在有说HDMI有可能逐步被兴起的TYPE-C取代,但是这一天估计也不会到来的很早。而且当使用TYPE-C接口型电缆时,应该还是要使用到HDMI的通信协议的。

未来如何,静待即可。

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原文标题:SI-list【中国】HDMI的前世今生

文章出处:【微信号:si-list,微信公众号:高频高速研究中心】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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