HDMI接口简介—分辨率 时钟频率 lane速率计算

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全部内容转自:https://www.cnblogs.com/ruihuagogogo/p/6564730.html


补充一个链接,关于TMDS发送数据的详细解析:http://blog.csdn.net/lyan1989/article/details/47836361




what’s HDMI?


英文全称:H-High,D-Definition,M-Multimedia,I-Interface;高清晰度多媒体接口。


主要组成:4对TMDS差分对+DDC(I²C)+HPD+CEC

信号介绍:


a.4对TMDS差分信号:1对时钟+3对数据;


TMDS通道0传输B信号,同时H信号和V信号也嵌入该通道


TMDS通道1传输G信号


TMDS通道2传输R信号,R和G通道的多余位置用来传输音频信号


b.CEC:消费电子控制通道,通过这条通道可以控制设备(不过我们公司目前没有开发这功能)


c.DDC:就是I²C信号,主要是获取显示器的基本信息(比如EDID信息)


d.HPD:热插拔信号,该信号比较重要,当HPD引脚大于2V,TMDS才会输出。因此,如果屏幕没有显示,首先要测量该信号!!!





HDMI传输原理和DVI相同,由Silicon Image公司发明的TMDS(Time Minimized Differential Signal)最小化传输差分信号传输技术。


一、TMDS原理


一个HDMI包括3个TMDS数据通道和1个TMDS时钟通道。




每个数据通道都通过编码算法(异或、异或非等),将8位数据转换成10位数据,前

8为数据由原始信号经运算后获得,第

9位指示运算的方式,第

10位用来对应直流平衡。通过这种算法,会使得数据的传输和恢复更加可靠。




1.传输最小化




第一步:将8位并行RED数据发送到TMDS Tx。


第二步:并/串转换.


第三步:进行最小化传输处理,加上第9位,即编码过程。第9位数据称为编码位。


2.直流平衡(

DC-balanced)


直流平衡

:在编码过程中,保证信道的直流偏移为零。方法是在原来的第9位数据后面加上1位,使得TMDS发送的“0”、“1”数量保持基本一致。这样,传输的数据趋于直流平衡,使信号对传输线的电磁干扰减少,提高信号传输的可靠性。


3.差分信号


利用两引脚间电压差来传送信号。



二、HDMI与分辨率


PCLK:像素时钟



以1920x1080p/60hz为例:1920*1080*60=124.4MHz



以1280x720p/60hz为例:1280*720*60=55.3MHz


带宽:1s内传输的数据量(bit)


4K频率需要的带宽:选最常用的3840×2160分辨率,色深的话常用的是8位,RGB三色就是24bit,我们的目标是60Hz刷新率(60fps)→→→ 3840*2160*24bit*60fps=11.94Gbps


HDMI1.4像素时钟高达340MHz,即最大带宽是:



→→→ 340MHz*10bit(10bit编码)*3(3个数据通道)=10.2Gbps


但是由于HDMI采用的是8bit/10bit编码方式,实际效率是理论值的80%,所以10.2Gbps能传输的最大视频带宽是10.2*0.8=8.1Gbps