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HDMI熱插拔檢測原理

HDMI(19Pin)/DVI(16 pin)的功能是熱插拔檢測(HPD),這個信号将作為主機系統是否對HDMI/DVI是否發送TMDS信号的依據。HPD是從顯示器輸出送往計算機主機的一個檢測信号。熱插拔檢測的作用是當顯示器等數字顯示器通過DVI接口與計算機主機相連或斷開連接配接時,計算機主機能夠通過HDMI/DVI的HPD引腳檢測出這一事件,并做出響應。 在傳輸信号上來講,HDMI與DVI完全相容,隻是接口封裝不一樣而已,下面以HDMI為例講述HPD的原理和實作方式。下圖為HDMI與DVI接口圖

HDMI熱插拔檢測原理

                    HDMI(左)與DVI(右)接口圖 

1.顯示器通過HDMI聯機 

當計算機主機通過HDMI接口的HPD引腳檢測到顯示器與計算機主機相連時,主機中的圖形顯示系統(顯示卡)發出一個信号,要求計算機的通過HDMI接口中的顯示器資料通道DDC(DDC I2C總線)讀取顯示器DDC存儲器中存儲的EDID資料(擴充顯示器識别資料),如果檢測到顯示器的工作模式範圍與顯示卡相适應,則主機系統可以激活顯示卡 TMDS信号發送電路(數字視訊信号發送電路)。

2.顯示器斷開HDMI連接配接 

當計算機主機通過HPD引腳檢測到顯示器的HDMI接口與計算機主機斷開時,主機中的圖形顯示系統(顯示卡)發出一個信号,通知計算機的作業系統中斷顯示卡TMDS信号發送電路(安裝在顯示卡上)的工作。

3.計算機主機對HPD信号的要求 

當計算機主機上的顯示卡檢測到DVI接口HPD引腳電壓大于2V時,判斷為顯示器通過DVI接口與主機連接配接:當檢測到HPD引腳電壓小于0.8V時,則判斷為顯示器與主機之間的DVI連接配接已經斷開

                     顯示器HPD與PWR外圍圖

  4.HPD信号的實作

        如上圖,當計算機通過HDMI接口與顯示器相連接配接時,主機通過HDMI的第18腳(PWR_CON_PIN18)将+5V電壓加到顯示器的DDC存儲器(EDID資料存儲器)向DDC存儲器供電,確定即使顯示器不開機,計算機主機也能通過HDMI接口讀取EDID資料。 

主機開機後産生 5V_SYS并通過第18腳向顯示器供電,此時顯示器接收到5V電壓後通過内部電路使HDMI接口第19腳HPD轉變為高電平,并驅動Q1使CE導通,緻使HPD_GPU也轉變為高電平,主機(顯示卡控制器)檢測到HPD為高電平時,判斷顯示器通過HDMI與主機連接配接,并通過HDMI接口的第15、16腳 DDC通道(I2C)讀取顯示器中的EDID資料,并使主機顯示卡中的TMDS信号發送電路開始工作。 

當顯示器與主機之間的HDMI連接配接斷開時,主機一側的HDP信号為低電平,主機顯示卡中的TMDS信号發送電路停止工作。

附加: 

1、DDC是顯示器與電腦主機進行通信的一個總線标準,其全稱是:DISPLAY DATA CHNNEL。它的基本功能就是将顯示器的電子檔案資料資訊,諸如可接收行場頻範圍、生産廠商、生産日期、産品序列号、産品型号、标準顯示模式及其參數、所支援的DDC标準類别、EDID的版本資訊等等。高版本的DDC标準總線還可以允許電腦主機直接調節顯示器的基本參數,諸如亮度、對比度、行場幅度的大小、行場中心位置、色溫參數等等。

2、EDID資料标準:EDID(Extended Display Identification Data Standard) 就是顯示器通過DDC傳輸給電腦主機的标準資料資訊,至今已釋出到第三版本,即EDID Version 3,前面分别有EDID Version 1.0,Revision 0,EDID Version 1,Revision 1,EDID Version 2,Revision 0,EDID Version 2,Revision 1等版本。就資料資訊量而分,EDID分為128 BYTE和256 BYTE,将來也許會有更多資料資訊量的新版EDID公布。

3、TMDS是最小化傳輸差分信号的英文縮寫。 

Silicon Image公司開始采用面闆連接配接、數字可視接口(DVI)和高清多媒體接口(HDMI)的形式向顯示行業推廣其所有權标準——最小化傳輸差分信号 (TMDS)。在該情況下,發射端混合了具有在銅導線上降低EMI特性的更進階編碼算法,進而使得接收端具有健壯的時鐘恢複性能

HDMI熱插拔檢測原理
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