高清晰度多媒體介面(英語:High Definition Multimedia Interface,簡稱HDMI)是一種全數位化影像和聲音傳送介面,可以傳送無壓縮的音訊信號及視訊信號。HDMI可用於機頂盒、DVD播放機、個人電腦、電視遊樂器、綜合擴大機、數位音響與電視機。HDMI可以同時傳送音訊和影音信號,由於音訊和視訊信號採用同一條電纜,大大簡化了系統的安裝。


HDMI是被設計來取代較舊的類比影音傳送介面如SCART或RCA等端子的。它支援各類電視與電腦影像格式,包括SDTV、HDTV視訊畫面,再加上多聲道數位音訊。在傳送時,各種視訊資料將被HDMI收發晶片以「Transition Minimized Differential Signaling」(TMDS)技術編碼成資料封包。規格初制訂時其最大畫素傳輸率為165Mpx/sec,足以支援1080p畫質每秒60張畫面,或者UXGA解析度(1600x1200);後來在HDMI 1.3規格中擴增為340Mpx/sec,以符合未來可能的需求。


HDMI也支援非壓縮的8聲道數位音訊傳送(取樣頻率192kHz,資料長度24bits/sample),以及任何壓縮音訊串流如Dolby Digital或DTS,亦支援SACD所使用的8聲道的1bit DSD信號。在HDMI 1.3規格中,又追加了超高資料量的非壓縮音訊串流如Dolby TrueHD與DTS-HD的支援。


標準的Type A HDMI接頭有19個腳位,另有一種支援更高解析度的Type B接頭被定義出來,但目前仍無任何廠商使用Type B接頭。Type B接頭有29個腳位,容許其傳送擴張的視訊通道以應付未來的高畫質需求,如WQSXGA(3200x2048)。


Type A HDMI可向下相容於現今多數顯示器與顯示卡所使用的Single-link DVI-D或DVI-I介面(但不支援DVI-A),這表示採用DVI-D介面的訊號來源可以透過轉換線驅動HDMI螢幕,但是此種轉換方案並不支援音訊傳送與遙控機能。此外,如無HDCP認證的DVI螢幕也將不能收看從HDMI所輸出帶有HDCP加密保護的視訊資料。(所有HDMI螢幕皆支援HDCP,但大多數DVI介面的顯示器不支援HDCP。)Type B HDMI接頭也將向下相容於Dual-link DVI介面。


HDMI組織的發起者包括各大消費電子產品製造商,如日立製作所、松下電器、Quasar、飛利浦、新力、湯姆生RCA、東芝、Silicon Image。數位內容保護公司(Digital Content Protection, LLC)[1] 提供HDMI介面相關的防拷保護技術。此外,HDMI也受到各主要電影製作公司如20世紀福斯、華納兄弟、迪士尼,包括三星電子在內的各大消費電子產品製造商,以及多家有線電視系統業者的支援。


TMDS通道


傳送音訊,視訊,以及各種輔助資料
訊號編碼方式:遵循DVI 1.0規格。Single-link (Type A HDMI) or dual-link (Type B HDMI).
視訊像素頻寬:從25 MHz到340 MHz (Type A, HDMI 1.3) 或至 680 MHz (Type B). 頻寬低於25MHz的視訊訊號如NTSC 480i將以倍頻方式輸出。每個像素的容許資料量從24位元至48位元。支援每秒120張畫面 1080p解析度畫面傳送以及WQSXGA解析度 [1].
像素編碼方式:RGB 4:4:4, YCbCr 4:4:4 (8-16 bits per component); YCbCr 4:2:2 (12 bits per component)
音訊取樣頻率:32 kHz, 44.1 kHz, 48 kHz, 88.2 kHz, 96 kHz, 176.4 kHz, 192 kHz.
音訊聲道數量:最大8聲道。
音訊串流規格:IEC61937相容串流,包括高流量無失真訊號如Dolby TrueHD, DTS-HD Master Audio


 DDC通道


DDC全文為Display Data Channel
傳送端與接收端可利用DDC通道得知彼此的傳送與接收能力,但HDMI僅需單向獲知接收端(顯示器)的能力。
使用100kHz時脈的I²C訊號
傳送資料結構為VESA Enhanced EDID (V1.3).



 CEC通道


必須預留線路但可以不必實作)CEC全文為Consumer Electronics Control
用來傳送工業規格的AV Link協定訊號,以便支援單一遙控器操作多台AV機器
為單芯線雙向串列匯流排
在HDMI 1.0協定中制訂,在1.2a版中更新



 防拷機制


強制支援HDCP規格1.10版


HDMI 連接器規格 (三):


HDMI 經過多年發展,HDMI 介面從家庭影音設備拓展到手提流動設備及車載設備上。而連接器亦跟著設備應用上不同,開發出不同大小的連接器,以配合設備需求。



HDMI Type A 連接器
應用於 HDMI 1.0 版本,總共有19pin, 規格爲 14.00 mm × 4.55 mm × 6.8mm,為最常見的HDMI接頭規格, 相對等於 DVI Single-Link 傳輸。在 HDMI 1.2a 之前, 最大能傳輸165MHz 的 TMDS, 所以最大傳輸規格只能在於1600x1200 (TMDS 162.0MHz) 。主要使用在影音設備上。



HDMI Type B 連接器
應用於 HDMI 1.0 版本,規格爲 21.3 mm × 4.55 mm × 6.8mm,總共有 29pin, 可傳輸HDMI A type 兩倍的 TMDS 資料量, 相對等於 DVI Dual-Link 傳輸, 用於傳輸高解析度(WQXGA 2560x1600以上)。 (因為 HDMI A type 只有 Single-Link 的 TMDS 傳輸, 如果要傳輸成 HDMI B type 的訊號, 則必須要兩倍的傳輸效率, 會造成 TMDS 的 Tx、Rx的工作頻率必須提高至 270MHz以上。 而在HDMI 1.3 IC出現之前, 市面上大部分的 TMDS Tx、Rx 只能穩定在 165MHz以下工作。)此類接頭未應用在任何産品中。主要使用在高級影音設備上。



HDMI Type C 連接器
應用於 HDMI1.3 版本,總共有19pin, 可以說是縮小版的 HDMI A type, 規格爲 10.5 mm × 2.5 mm × 5.0mm,但腳位定義有所改變。 主要是用在便攜式裝置上, 例如 DV、數位相機、便攜式多媒體播放機等。主要使用在手提多媒體播放機及手提攝錄設備上。



HDMI Type D 連接器
應用於 HDMI1.4 版本,總共有19pin, 規格爲 5.9 mm × 2.3 mm × 4.15mm,但腳位定義有所改變。 新的Micro HDMI介面將比現在19針MINI HDMI版介面小50%左右,可爲相機、手機等便攜設備帶來最高1080p的解析度支援及最快5GB的傳輸速度。主要使用在手提設備上。



HDMI Type E 連接器
應用於 HDMI1.4 版本,規格爲 22.1 mm × 5.05 mm × 22.65mm,總共有 19pin,支援汽車連接系統,一種爲車載高清內容傳輸設計的線纜規範,可避免發熱、震動、噪音等汽車內部常見環境的影響,也爲汽車製造商在車內傳送高清內容提供了一套切實可行的解決方案。



HDMI授權代理機構HDMI Licensing公佈了最新1.4版HDMI規格將包含的新功能,包括乙太網路連結,以及在HDMI纜線加入音訊回傳通道、以提供上傳音訊連接。以下為各項新功能的詳細介紹:


HDMI 乙太網路通道



HDMI 規格1.4版在纜線中增加了資料通道,以實現雙向高速的傳送。有此功能的設備在連結後,將可用乙太網路線100Mbps的速度發送和接收數據,並使這些設備立即成為IP基礎的設備。



HDMI乙太網路通道可讓整合網際網路功能的HDMI設備,無需使用其他乙太網路纜線,即可與其他HDMI設備共享其網際網路連線。此一新功能同時也提供HDMI設備間共享內容所需的互連架構。



音訊回傳通道



HDMI最新規格中增加了一個音訊通道,可減少處理與重放上傳音訊時所需的纜線數目。HDTV在直接接收音視訊內容時,此一新增的音訊回傳通道,可讓HDMI不需增加其他纜線,直接使用HDMI纜線傳送音訊流至A/V接收機。



HDMI 3D功能



規格1.4版為HDMI設備定義了常見的3D格式與解析度,此規格將家用3D系統的輸入/輸出部份加以標準化,規格的解析度最高達到雙通道1080p。



支援4K×2K解析度


最新規格讓HDMI設備可支援四倍於1080p解析度的HD解析度。新規格支援4K×2K解析度,使得HDMI介面得以用許多數位元影院所採用的同等標準解析度的內容傳輸。支援的格式包括:3840×2160 24Hz/25Hz/30Hz、4096×2160 24Hz。



對色彩空間的擴展支援



HDMI技術現可支援專為數位相機設計色彩空間。具有HDMI功能的顯示設備在可支援sYCC601、Adobe RGB與AdobeYCC601後,連接數位相機時即可顯示更為正確的逼真色彩。



微型HDMI接頭



微型HDMI接頭是尺寸特別小的19接腳連接器,可支援可攜式設備最高達1080p的解析度。此一新型接頭在尺寸上比現行HDMI迷你連接器小了50%.



車用連接系統



車用連接系統是專為車內HD內容傳輸所設計的佈線規格。HDMI 1.4規格所設計解決方案,可處理車內佈線所面臨的高溫、振動、雜訊等各種問題與環境因素。車用連接系統是汽車生產商在設計車內HD內容傳輸時一個極有效的解決方案。



HDMI Licensing並表示,幾款新的HDMI纜線即將上市。消費者如果需要使用HDMI乙太網路通道,必須購買標準附乙太網路功能HDMI纜線,或是高速附乙太網路功能HDMI纜線。如要將外部設備連接到車用HDMI系統,則必須使用新的車用HDMI纜線。



新款HDMI 1.4纜線將隨新款HDMI 1.4設備同步上市,包括以下幾種產品:


˙標準HDMI纜線──最高支援數據傳輸率1080i/60;


˙高速HDMI纜線──支援1,080p以上數據傳輸率,包括Deep Color與新1.4規格中所有的3D格式;


˙標準附乙太網路路功能HDMI纜線──包括乙太網路路連接;


˙高速附乙太網路路功能HDMI纜線──包括乙太網路路連接;


˙車用HDMI纜線──可供外部HDMI設備連接到車內HDMI設備。



據統計,全球現有超過850家獲HDMI授權使用的企業;根據市場研究機構In-Stat的估計,2009年的HDMI設備出貨量可望達到3.94億台(部),而迄今已出售的設備則有10億台(部)。到2009年底,100%的數位彩色電視都將具有至少一個HDMI輸入端。



HDMI 1.4 版新增說明


一、 HDMI1.4版發表對於Cable/Connector重點概要:
HDMI 1.4 版發表後,對於Cable/ Connector 來說具備了底下重要的訊息:
(1.1).Connector Type由原來的A、B及C 延伸為A、B、C、D及E。
(1.2).HDMI1.4 版對於原來的19Pin 腳位定義,延伸出新的應用出來。此一
改變會讓原來的Cable結構產生新的變化。
(1.3).HDMI1.4 版對於Passive Equalizer Cable 的規格,更加明確的定義。
(1.4).HDMI對於汽車領域的應用。
(1.5).HDMI對於Ethernet(網路介面)的支援。


二、 HDMI 1.4 Cable Assembly
HDMI未來的種類將會更加多元化,如何來區分這些Cable,可以以底下的
幾個原則來說明:
(2.1).HDMI1.4 還是沿用HDMI1.3,將Cable 分類為:
(2.1.1).74.25MHz(包含)以下的Category 1 等級;
(2.1.2).340MHz(包含)以下的Category 2 等級。
(2.2).HDMI1.4 版,將HDMI Cable除了以Category來區分速度等級外,也
以使用的領域或功能之不同,分成底下三種:
(2.2.1).原來的HDMI Cable應用的領域,DVD, Set-Top Box, TV, PC;
(2.2.2).手機或手持裝置上的應用;
(2.2.3).具備網路功能的HDMI Cable.
(2.2.4).車用HDMI Cable
因此,加以整理後,可以如下表所示的方式出現:




(2.3).HDMI with Ethernet:
HDMI 1.4 規格增加了HDMI Ethernet and Audio Return Channel(簡稱:HEAC)
( HDMI以太網絡音頻回傳通道),這個功能透過一個高速双向的資料通道,讓
HDMI介面可以同時傳遞100Base-TX IEEE802.3規格的資料,以及IEC60958-1格
式的音頻資料。
而HEAC 是由兩種資料組成的:
(1) 透過Category 1 和 Category 2 的綫纜在HDMI 裝置間,可高速双向傳遞
100Base-TX IEEE802.3 規格的以太網絡資料,(HDMI Ethernet Channel,簡
稱:HEC)
(2) 可將音頻資料單向由HDMI SINK(如TV)傳遞到HDMI SOURCE或
Repeater(如AV center 或擴大機), (Audio Return Channel,簡稱:ARC)
所以HEAC 則是由HEC 和ARC 組成。
HDMI1.4規範增加了上述的強大功能,但卻保持原來的連接器的腳位數19個腳位,
這是因為HEAC利用原來的第14腳位的保留腳位,和第19腳位的HPD,另外組成
了一對資料傳送通道,讓HDMI介面保持了19 個腳位數但卻增加了以太網絡
(HEC)和音頻回傳(ARC)的強大功能。
為來標示有with Ethernet 的Cable,其connector雖然可以沿用原來的
HDMI Type A/C,但其內部所使用的Cable結構已經與原來的不同,其腳位
定義如下:


HDMI A Type應用於HDMI1.0版本,總共有19pin, 規格為4.45 mm × 13.9 mm,為最常見的HDMI接頭規格, 相對等於DVI Single-Link傳輸。在HDMI 1.2a之前, 最大能傳輸165MHz的TMDS, 所以最大傳輸規格只能在於1600x1200(TMDS 162.0 MHz) 。



HDMI C Type 應用於HDMI1.3版本,總共有19pin, 可以說是縮小版的HDMI A type, 規格為2.42 mm × 10.42 mm,但腳位定義有所改變。 主要是用在攜帶型裝置上, 例如DV、數位相機、攜帶型多媒體播放機等。 現在已有SONY HDR-DR5E DV利用此規格接頭作為影像輸出介面。(常常有人稱為該規格為mini-HDMI, 這可算是自行胡亂創造的名稱, 實際上HDMI官方並沒此名稱。)




HDMI  D Type  應用於HDMI1.4版本,總共有19pin, 規格為2.8 mm × 6.4 mm,但腳位定義有所改變。 新的Micro HDMI介面將比現在19針MINI HDMI版介面小50%左右,可為相機、手機等便攜裝置帶來最高1080p的解析度支援及最快5GB的傳輸速度。




(2.4).HDMI with Ethernet Cable結構:



 




(2.5). HDMI with Ethernet HEAC Pair Specification:
當HDMI cable具備HEAC 功能時,必須針對HEAC 這一對訊號,以底
下的高頻規格來進行驗證:
Intra Pair Skew: 111 ps;
Insertion Loss:
所使用的公式為: ATT Max= max( A * Sqrt(f/fo), B)
其中A=5, B=0.5, fo=100MHz.


300KHz~10MHz <1.6dB;
10MHz~100MHz<5dB;
100MHz~200MHz<7.1dB。
Impedance:
Cable Area: 100 +/- 10 Ohms (1ns~2.5ns)
Transition Area: 100 +/- 15 Ohms (up to 1ns)
(此一規格允許duration 250ps,在此duration 範圍內,規格由原來的
100+/-15 放寬為100+/-25)
Common Mode impedance:30 +/- 6 Ohms (1ns~2.5ns)



三、 HDMI Cable需要澄清的地方:
(3.1). 最新規格讓HDMI設備可支援四倍於1080p 解析度的HD解析度。新規格
支援4K x 2K解析度,使得HDMI介面得以用許多數位影院所採用的同等標準
解析度的內容傳輸。支持的格式包括:
3840x2160 24Hz/25Hz/30Hz
4096x2160 24Hz
上述這兩種解析度,雖然畫面加大為原來的4 倍,但因為只有最高到30Hz
的更新率,因此,TMDS 的傳輸速度最高只有原來的1.485Gpbs 增高到2.97Gpbs,
也就是說,此一解析度仍然沒有超出HDMI 1.3 版就已經定義的最高3.4Gbps 的
傳輸速度。
(3.2).是否所有的HDMI Cable都要重新認證才可以標示為符合HDMI 1.4?
在HDMI1.3 認證過的HDMI Category 1/2 cable,也同樣的符合HDMI 1.4 版
的HDMI Category 1/2 cable; 至於HDMI with Ethernet功能的Category 1/2 Cable,
未來的HDMI Compliance test 一定會定義出新的要求測試出來。
至於HDMI Type D/E及汽車領域的Cable,一定需要進行全新的認證。
(3.3).未來在HDMI Cable上的文字說明關關鍵字:
Category 1 或Category 2;
是否具備:Ethernet 功能;
是否為Automotive領域應用。
(3.4).HDMI高頻測試異同處:
標準的Category 1/2 沿用原來的測試方法及標準;
具備Ethernet 功能的Cable,除了符合原來的Category 1/2 的規格外,還
必須符合HEAC 2.9 的規格。
車用HDMI Cable的規格,必須符合車用標準。
(3.5).HDMI HEAC 訊號對與HPD/Utility共用說明:
HDMI為了具備新的功能,又不增加腳位及改變原來Connector的結構,因
此,將原來HDMI腳位中的Utility及HPD腳位,當成多功能的應用。有就是說,
原來的HPD功能並不會因此尚失,同時在此兩腳位上,加入了Ethernet 的功能。



四、 HDMI Type D技術說明:
(4.1).Pin Pitch:0.4 mm;雖然HDMI Type D與HDMI Type C 都是0.4mm pitch
的連接器,但由於HDMI Type D使用上下兩層的結構,因此,無論對於
Connector 或Cable來說,在高頻這個部份會相對的嚴謹。所幸HDMI Type
D的Cable,其應用應屬於短線應用。
(4.2).HDMI Type D的Cable,會因為0.4mm 的connector pitch,使用比較細
的導體。
(4.3).具備HDMI Type D的Cable,同樣分成Category 1 及 Category 2,也就
是說,其最高資料速度同樣為3.4Gbps。


全站熱搜

kipp 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()