HDMI/DVI技術(shù)與芯片及其應(yīng)用

近年來視頻傳輸領(lǐng)域幾乎經(jīng)歷了從模擬到數(shù)字根本轉(zhuǎn)變，VGA(視頻圖像陣列)和分量視頻—模擬視頻（模擬分量視頻信號(Y、U、V或Y、R-Y、B-Y) 接口）連接方式,正在被HDMI(高分辨率多媒體接口)和DVI(數(shù)字視頻接口)以及DisplayPort所取代。這是因為隨著人們對圖像顯示質(zhì)量要求的不斷提升，傳統(tǒng)的以模擬方式來傳輸和顯示多媒體信號的技術(shù)已經(jīng)不能滿足人們的要求，特別是傳統(tǒng)的模擬視頻接口標(biāo)準(zhǔn)無法適應(yīng)新的產(chǎn)品在帶寬、內(nèi)容保護(hù)、音頻支持等方面的發(fā)展需求，以高清數(shù)字電視為代表的消費類數(shù)字視頻設(shè)備的應(yīng)用越來越普遍使得HDMI UDI DisplayPort等新標(biāo)準(zhǔn)顯得更能適應(yīng)市場的需求，本文將對HDMI/DVI新技術(shù)與芯片及其應(yīng)用作分析說明。

1、先述HDMI/DVI數(shù)字視頻接口基本架構(gòu)

HDMI和DVI（Digital Visual Interface）數(shù)字視頻接口這兩種數(shù)字視頻傳輸標(biāo)準(zhǔn)的要求幾乎完全相同，并同時處理一組高頻和低頻信號。這兩種標(biāo)準(zhǔn)均采用TMDS(最小跳變差分信號又稱最小化傳輸差分信號)技術(shù)來傳輸數(shù)據(jù)的高頻(視頻)部分。

1.1 HDMI/DVI數(shù)字視頻接口的設(shè)計思想

DVI用于至數(shù)字顯示器的高速數(shù)字連接。DVI采用了TMDS技術(shù)來傳輸數(shù)據(jù)的高頻(視頻)信號(見圖1紅色塊所示)。

圖1

其單個鏈路可支持高達(dá)165Mpixels／s的UXGA(極速擴(kuò)展圖形陣列)、FPD(平面顯示器)、SXGA DCRT(高級擴(kuò)展圖形陣列的數(shù)字平面顯示器)，還支持720p及1080i的HDTV(高清電視)。

高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護(hù)(HDCP)。用于通過DVl發(fā)送視頻信號時的內(nèi)容保護(hù)；HDCP的實現(xiàn)（見圖1蘭色塊HDMI/DVI- HDCP的實現(xiàn)示意），需要從數(shù)字內(nèi)容保護(hù)認(rèn)證的L.L.C(Intel的子公司)獲取唯一的許可。

其HDCP基礎(chǔ)。認(rèn)證是一個流程，用于核實一個經(jīng)授權(quán)的器件以處理受保護(hù)的內(nèi)容；閏用加密技術(shù)防止受保護(hù)內(nèi)容受到竊聽。

其TMDS 信號采用四個差分對傳輸R、G、B和時鐘，占用19針連接器的8個引腳。HDMI和DVI設(shè)計為“即插即用”，即監(jiān)視器(接收端)和視頻源連接在一起時尋找以最佳性能協(xié)同工作的方法。多數(shù)新型TMDS HDTV(高清晰度電視)芯片包含兩組完整TMDS (高頻)輸入，但無法處理LoF(低頻)信號。

1.2 HDMI/DVI數(shù)字視頻接口功能

要實現(xiàn)HDMI和DVI系統(tǒng)中的“即插即用”功能，源端(通常是一臺電腦、DVD播放器或游戲機(jī))和接收端(通常是監(jiān)視器或接收機(jī))必須連接起來。HDMI 和DVI借用VESA (視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會)的開放標(biāo)準(zhǔn)，采用DDC(數(shù)字顯示通道)、一個稱為HPD的新信號(熱插拔檢測)、以及一路可以由源端向接收端提供50mA電流的標(biāo)準(zhǔn)5V信號。在標(biāo)準(zhǔn)的VESA方法中，源端尋址EDID(擴(kuò)展顯示標(biāo)識數(shù)據(jù))EPROM。該EPROM器件包含接收設(shè)備的品牌、類型號、以及所支持的分辨率模式。源端和接收端必須至少有一種相同的顯示模式，以便二者協(xié)同工作。圖2所示為通過HDMI/DVI連接器連接源端與接收端EDIDEPROM的示意圖。

圖2

圖2 中給出了作為四個差分對連接的TMDS信號，+5V，HPD以及DDC信號。DDC信號連接至EDID。EDID電源由接收端內(nèi)部提供。該圖說明了源端和接收端的通用連接模式。源端和接收端通過I2C兼容的DDC線路進(jìn)行通信。I2C規(guī)范是+5V規(guī)范。典型的EDID EPROM如24LC22包含2kb的EPROM用于存儲所需信息，可工作于2.5V至5.5V。工作于+3.3V電源時，典型的低成本EDID EPROM不具備+5V耐壓。因此，EDID EPROM器件必須工作于+5V電源，或者外部帶有+5V保護(hù)。