HDMI/DVI技术与芯片及其应用

显示数据信道(DDC)是用于读取表示接收侧清晰度等显示能力的扩展显示标识数据(EDID)的信号线。搭载HDCP的发送接收设备之间也利用DDC线进行密码键的认证。而连接源设备与接收器.任何源设备与接收器之间的HDMI连接都具有智能化的特点，即接收器的EDIDROM芯片将显示所支持的全部音频和视频格式，包括色深模式。这种方式可以使用户享受到经过自动优化、达到最佳质量模式的音频与视频体验，所有连接在一起的HDMI设备都能够对这种功能提供相互支持。

既然HDMI/DVI是基于TMDS技术支持，所以应对其技术特征作分析。

2、TMDS(最小跳变差分信号)技术特征

最小化传输差分信号(TMDS)作为电气电平的标准。被应用于发送数字视频接口(DVl)及高清晰度多媒体接口(HDMl)的数据。其设计考虑因素之包括：

对内偏斜(Intra-Pai rSkew)。在给定的一对差分信号上，真(true)信号及其互补信号之间的时间差应尽可能的小；

残余抖动(Residual Jitter)。测试点与信号源之间所测量到的抖动数量的差异。可接受的最大残余抖动等价于发射机与接收机之间最小的抖动预计量(budget)；

静电放电(ESD)。外部连接器因曝露于外界，因而更易受到静电放电的影响。更高的静电放电率可提供更良好的保护。

TMDS 包括3个RGB数据和1个时钟，共计4个通道(称为1个TMDS连接或Single-link)的传输回路。TMDS是把8位的RGB视频数据变换成10 位转换最小化、DC平衡的数据，再完成数据的串行处理；接收端设备对串行数据解串行变成并行数据，再转换成8位视频信号。因此，传输数字RGB数据需要3 个转换最小化差分采样信号构成一个TMDS连接。为此可将图2具体细化如图3所示说明。

图3

每个通道提供165MHz带宽，1个10位的TMDS传输通道速率达1.65Gb／s，3个TMDS通道速率达4.95Gb／s。若采用dual-1ink 连接方式，其带宽可达330MHz，传输速率可达9.9Gb／s，支持1600Х1200@85Hz的UXGA或2048Х1536@75Hz的QXGA 图像以及720p、1080i、1080p的HDTV视频信号的无压缩实时传输。

从上图3可知，发送器分别将视频、音频信号变换并合成为接收器可接收的信号格式。然后，进行HDCP加密处理以及TMDS编码，将并行视频、音频等数据行串行化处理，以最小化差分信号形式进行传输。在接收侧进行的处理与发送侧顺序相反。搭载HDCP的发送接收设备之间也利用DDC线进行密码键的认证。这是一个使用了硬件ID的加密系统，发送侧和接收侧以一定间隔相互确认进行传输。HDMI搭载了认证不成立或者中途不成立时图像和音频信号传输立即被中断的强大内容保护技术。

3、HDMI是DVI标准的升级和增强版

HDMI 是DVI标准的升级和增强版，支持音频信号，改进了DVI标准的不足，可以简单理解为：DVI+音频=HDMI。HDMI接口小巧(与USB相当)，传输的线缆长度15m，HDMI向下兼容DVI，HDMl也支持HDCP(高带宽数字内容保护)，避免内容非法拷贝，同时还支持VESA组织的EDID(扩展显示识别数据)、DDC(显示数据通道，用以读出EDID)及DMT(监视同步协议)。HDMI也采用TMDS编码方式，TMDS具备RGB或YPbPr 色彩数据和时钟，共4个通道(称为1个连接)的系列传输回路，1个通道带宽165MHz(4.95Gb／s)。显示数据信道(DDC)是用于读取表示接收侧清晰度等显示能力的扩展显示标识数据(EDID)的信号线。搭载HDCP的发送接收设备之间也利用DDC线进行密码键的认证。这是一个使用了硬件ID的加密系统，发送侧和接收侧以一定间隔相互确认进行传输。HDMI搭载了认证不成立或者中途不成立时图像和音频信号传输立即被中断的强大内容保护技术。

4、HDMl在深色技术中的应用颇受青睐。

4.1新版的HDMl l.3标准特征优势。

最新版的HDMl l.3标准，它具有高传输带宽(10.2 Gb／s)、深色和“xvYCC”色彩等强大功能时，随着视频分辨率从标清到高清的演化，视频带宽的不断增加将是大势所趋。其性能指标：视频带宽为 340MHz(10Gbps)1080p，刷新率最高为120Hz；色深为24、30、36、48位；色彩空间为xvVCC 、RGB、YCbCr；音频为杜比TrueHD、DTS-HD、SACD、DVD音频、PCM、杜比数字、DTS；控制为CEC；连接器为迷你HDM、A 型。

HDMl 1.3版本传输的视频数据将具有更高的分辨率，呈现出来的清晰、明快的画面内容也将比以往更为丰富。HDMl 1.3版本的特点包括深色技术(DeepColor)带来的更加生动鲜明的色彩，以及多项其他改进，如：更为出色的声音与画面的同步功能、支持无损高清音频格式、xvYCC扩展色谱以及全新的小型连接器等。从而为用户带来更为鲜艳的色彩和更为逼真的电视体验，解决了当今高对比度显示技术常见的带状干扰问题。深色技术能够在最暗的黑色值和最亮的白色值之间提供更多灰色阴影，从而提高了对比度增加后的显示质量，能在屏幕上呈现出更为流畅的色彩图像。新版本还增加了对xvYCC色彩标准的支持，从而极大地扩展了现有高清电视的色谱，如高清DVD与蓝光播放器等。深色技术还被应用于最新的游戏机产品中，见设计方案框图4所示，为游戏机玩家带来更为生动的游戏体验。

图4

上图中HDMI发射器与接收呈器了可用体TI的TFP510与TFP501型芯片或Sil9134和Sil9133型芯片。

为了完全实现源设备和高清电视之间的高数据传输速率，系统所用电缆必须能够处理更强的带宽信号。值此讨对当今电缆均衡器新技术典型应用作说明。

4.2数字视频均衡器新技术应用

数字均衡器扩展DVI／HDMI电缆的距离至60米，带有±5kVESD保护.扩展数字视频应用至5米界限以外。现代的显示器(LCD、DLP)和信号源 (DVD播放器、PC)能够以原始的数字模式发送和接收视频信号，这是保持图像完整性的最佳方式。DVI／HDMI接口取代了模拟分量视频和VGA互连，但最长只能达到5米。如用MAX3815 DVI／HDMI数字视频电缆均衡器突破了3米至5米的电缆长度限制，将电缆距离延长至60米。MAX3815特别适合于那些远离信号源的数字显示器，例如LCD／DLP投影仪和LCD／等离子显示屏等。见图5所示。