HDMI接口的工作原理
這張圖是HDMI接口的架構(gòu)示意圖。從左邊的信號(hào)源中你可以看到，HDMI接口的信源可以是任何支持HDMI輸出的設(shè)備，而接入端也可以是任何帶有HDMI輸 入接口的設(shè)備。無(wú)論他們是音頻設(shè)備、視頻設(shè)備還是控制設(shè)備，HDMI接口都可以應(yīng)用其中。
在HDMI接口中的數(shù)據(jù)信號(hào)采用的是TMDS最小化傳輸差分信號(hào)協(xié)議。這種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議曾經(jīng)在DVI接口上得到廣泛的應(yīng)用。而HDMI接口上的數(shù)據(jù)信號(hào)也沿用了這種協(xié)議。這種協(xié)議會(huì)將標(biāo)準(zhǔn)8bit數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為10bit信號(hào)，并且在轉(zhuǎn)換過(guò)程中使用微分傳送。微分傳送這種技術(shù)也曾經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于千兆以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸中。
在HDMI接口中音頻、視頻數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)可以使用三條TMDS數(shù)據(jù)通道。視頻信息在傳送時(shí)被轉(zhuǎn)換城連續(xù)的24bit像素?cái)?shù)據(jù)，每個(gè)時(shí)鐘周期可以傳送10bit的數(shù)據(jù)。像素時(shí)鐘周期傳輸比率大約在25MHz至165MHz之間。一般來(lái)說(shuō)標(biāo)準(zhǔn)的NTSC 480i隔行信號(hào)的像素時(shí)鐘傳輸比率大約為13.5MHz。若傳輸信號(hào)的比率小于25MHz，HDMI會(huì)采用自動(dòng)循環(huán)技術(shù)填補(bǔ)碼率，將信號(hào)的碼率提升到25MHz的水平。而HDMI接口最高每秒可以傳輸165M像素的數(shù)據(jù)量，這個(gè)數(shù)據(jù)吞吐能力是相當(dāng)驚人的。在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)足以應(yīng)付高碼率，高數(shù)據(jù)流家用電器的信號(hào)傳輸任務(wù)。
HDTV最高的標(biāo)準(zhǔn)是1080p，它每屏的分辨率為1920X1080，若每秒傳輸60幀圖像（1080p@60），那么最終的像素時(shí)鐘傳輸比率為124.4MHz。由此看來(lái)HDMI接口完全可以從容應(yīng)付當(dāng)今的消費(fèi)電子產(chǎn)品的各項(xiàng)應(yīng)用。當(dāng)然HDMI也支持雙接口并聯(lián)模式，那樣可以提供驚人的330MHz傳輸比率。但是目前這種雙并聯(lián)HDMI接口不會(huì)用于一般消費(fèi)階層。
在HDMI中所采用的視頻信號(hào)的編碼方式為RGB格式，如YCbCr 4:4:4 或YCbCr 4:2:2格式，他們每個(gè)像素都是24bit。YCbCr是一種數(shù)字視頻信號(hào)的格式，它與YPbPr格式相類(lèi)似。（目前DVD播放機(jī)的分量輸出都是使用YCbCr/YPbPr格式）這種視頻信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)也就是我們經(jīng)常所說(shuō)的“YUY”。Y的意思是亮度，它并不帶有圖像顏色的信息。只是負(fù)責(zé)記錄圖像中黑色與白色信息。Cb是圖像中藍(lán)色與亮度的差異值（B-Y），而Cr是紅色與亮度之間的差異值（R-Y）。那么Y、Cb、Cr這三個(gè)值就定義了視頻編碼時(shí)的采樣率。而上文中的“4”代表使用NTSC或PAL制式時(shí)的采樣率，即13.5MHz。那么我們看到的4:4:4，意思就是Y、Cb、Cr的編碼采樣率各是13.5MHz。而我們看到的4:2:2格式中Cb、Cr的采樣率各是6.75MHz。那么現(xiàn)在你就能很明顯的區(qū)分出上面兩個(gè)YCbCr格式中哪個(gè)視頻質(zhì)量更好了。
在HDMI接口中，音頻信號(hào)能夠使用2至8聲道，每個(gè)聲道的采樣率為192KHz。另外HDMI接口也提供了DDC顯示數(shù)據(jù)通道，它會(huì)向視頻接收裝置發(fā)送配置信息和數(shù)據(jù)格式信息。接收裝置可以讀取這些E-EDID增強(qiáng)擴(kuò)展顯示識(shí)別數(shù)據(jù)的信息。最后HDMI接口也提供了CEC消費(fèi)電子控制通道，通過(guò)這條通道可以控制視聽(tīng)設(shè)備的工作。 |
