HDMI EDID詳細解析

HDMI EDID的長度一般是256位元組，分成2個Block，分别是Block0和Block1

PS：VGA和DVI接口的EDID，是隻有一個Block而已，即Block0，共128位元組

如果想了解更多EDID的知識，可以參考這篇文章

https://www.cnblogs.com/fire909090/p/10523604.html

quantum data官網下載下傳edid解析編輯工具

https://www.quantumdata.com/support/downloads/980/release_6_30/R_atpmgr_6.30_Win32.msi

Block0

EDID Block0，共128位元組，該block的格式是固定的，即每個字段的擺放位置是固定的，是以代碼解析起來會相對簡單些

一張長圖了解一下，如圖中的Example Data作為例子，對照來看就明白其中各個位元組代表的意思了

注意：上圖有一個First Detailed Timing Descriptor和一個Second Detailed Timing Descriptor，所謂Detailed Timing Descriptor，這裡簡稱DTD，是用來較長的描述一個分辨率(時序)的，一個DTD占18位元組

Block1

CEA Extension Header

Block1的開頭4個位元組，名為CEA Extension Header，格式如下

• Byte0：CEA Extension Tag，固定是0x02
• Byte1：Revision Number，現在一般是0x03
• Byte2：是一個DTD的偏移，假設該值是0x50，表示從0x50位置開始就是描述DTD的了
• Byte3：看下圖的解釋就明白該位元組各個bit代表的意思了

例如下圖EDID的黃色背景部分，就是Block1的頭（後面會以這個EDID來舉例說明）

Tag 分類

接下來，Block1裡的各個字段(Tag)的位置是不固定的，需要解析Tag類型才知道接下來的資料屬于什麼Tag資料

具體有哪些Tag類型呢？

常見的EDID，一般會有以下幾種Tag類型，至今還在用

一般會有Video Data Block、Audio Data Block、Speaker Allocation Data Block、Vendor Specific Data Block(VSDB)

具體是哪種類型，由第1個位元組的bit7~bit5這3bits決定，3bits的資料就決定了它最多隻有8種類型

後5bits表示緊接着該Tag的資料長度

後續又添加了新的Tag，發現3bits的位寬不夠，新的Tag有如下這些

不過幸好上面3bits最後一種情況是Use Extended Tag，即使用擴充的Tag，是以就有了下圖的定義

意思是如果第1個位元組的bit7~bit5的值是7(Use Extended Tag)，就要看第2個位元組了，根據第2個位元組的值才知道是什麼Tag類型的

接下來會用一個實際的EDID來分析各個Tag，在此我用三星電視的一個HDMI 2.0 EDID來作為例子說明

隻截取它的Block1來分析就好

Video Data Block

看下圖EDID的黃色背景部分

第1個位元組是0x57，bit7~bit5是010，即十進制的2，2對應的Tag是Video Data Block；bit4~bit0是10111，即十進制的23，表示0x57後面還有23個位元組，這23個位元組都是屬于Video Data Block的，即上圖的黃色背景部分

接着就要看看這23個位元組代表的是什麼意思了

每一個位元組都叫做Short Video Descriptor(SVD)，SVD裡包含着Video Identification Code(VIC)

如下圖，有兩種

第一種VIC是1~64的，bit7是表示該VIC是不是native分辨率，native有最佳分辨率的意思。最佳分辨率也可以是EDID Block0裡的第一個DTD

第二種VIC是超過64的

這23個位元組裡的每一個位元組都是獨立的，VIC是HDMI裡面用來表示分辨率的代号，VIC的值都是HDMI标準定義好的，如下3張圖

4K30、4K25、4K24這幾個一般會放在VSDB裡，但也有放在Video Data Block裡的，也有兩處都放的

放在VSDB裡的VIC分别是1、2、3，後續還會講到；放在Video Data Block裡的VIC分别是95、94、93

4K50和4K60

是以分析得到這23個位元組分别表示三星電視支援的23種分辨率，列一下

VIC(十六進制)	VIC(十進制)	分辨率
0x61	97	[email protected]
0x10	16	[email protected]
0x1F	21	[email protected]
0x04	4	[email protected]
0x13	19	[email protected]
0x05	5	[email protected]
0x14	20	[email protected]
0x20	32	[email protected]
0x21	33	[email protected]
0x22	34	[email protected]
0x5D	93	[email protected]
0x5E	94	[email protected]
0x5F	95	[email protected]
0x60	96	[email protected]
0x65	101	[email protected]
0x66	102	[email protected]
0x62	98	[email protected]
0x63	99	[email protected]
0x64	100	[email protected]
0x07	7	[email protected]
0x16	22	[email protected]
0x03	3	[email protected]
0x12	18	[email protected]

Audio Data Block

接着看下圖EDID的黃色背景部分

第1個位元組是0x29，bit7~bit5是001，即十進制的1，1對應的Tag是Audio Data Block；bit4~bit0是01001，即十進制的9，表示0x29後面還有9個位元組，這9個位元組都是屬于Audio Data Block的，即上圖的黃色背景部分

接着就要看看這9個位元組代表的是什麼意思了，它是3個位元組成一組，是以此處有3組聲音相關的描述，如下圖

Byte1的bit6~bit3表示一種音頻格式，有如下幾種格式

當Audio Format Codes是 2 ~ 8 時，Byte3的意思又有新的含義了，如下圖

當Audio Format Codes是 9 ~ 15 時，Byte3的意思又有新的含義了，如下圖

是以分析得到這9個位元組分别表示三星電視支援的3種音頻格式，列一下

Index	Audio Format	Max Channels	Sample Rates(kHz)	Max Bit Rate
ADB1	LPCM	2	32, 44.1, 48	16bit, 20bit, 24bit
ADB2	AC-3	6	32, 44.1, 48	640kHz
ADB3	DTS	6	48	1536kHz

Speaker Allocation Data Block

按部就班，接着看下圖EDID的黃色背景部分

第1個位元組是0x83，bit7~bit5是100，即十進制的4，4對應的Tag是Speaker Allocation Data Block；bit4~bit0是00011，即十進制的3，表示0x83後面還有3個位元組，這3個位元組都是屬于Speaker Allocation Data Block的，即上圖的黃色背景部分

接着就要看看這3個位元組代表的是什麼意思了，它是3個位元組成一組，是以此處有1組喇叭位置相關的描述，如下圖

主要是看Byte1，是以分析得到三星電視隻有 FL/FR (前左和前右)兩個喇叭，這個Data Block的資料一般很少用

Video Capability Data Block

按部就班，接着看下圖EDID的黃色背景部分

第1個位元組是0xE2，bit7~bit5是111，即十進制的7，7對應的Tag是Use Extended Tag；是以還要看第2個位元組才知道是什麼Tag，第1個位元組的bit4~bit0是00010，即十進制的2，表示0xE2後面還有2個位元組，而第2個位元組的值是0，對應的是Video Capability Data Block(VCDB)，是以最後描述該Data Block的就剩下第3個位元組了，即上圖的黃色背景部分

接着就要看看這1個位元組代表的是什麼意思了

Byte3各個Bit的意思如下圖

bit1~bit0：是否支援 CE video，如 480p, 480i, 576p, 576i, 240p, and 288p, 1080i, 1080p, and 720p，預設用 Limited range

bit3~bit2：是否支援 IT video，預設用 Full range

bit5~bit4：看字面意思，一般是0

bit6：QS，即 Quantization Range Selectable，RGB only. 如果該bit是1，則sink端接收到AVI info裡的Q=1時用的是 Limited range，收到AVI info裡的Q=2時用的是 Full range

bit7：QY，YCC only. 如果該bit是1，則sink端接收到AVI info裡的YQ=0時用的是 Limited range，收到AVI info裡的YQ=1時用的是 Full range

是以分析得到Byte3這1個位元組分别表示三星電視支援CE mode的overscan和underscan，也支援IT mode的overscan和underscan

Colorimetry Data Block

接着看下圖EDID的黃色背景部分

第1個位元組是0xE3，bit7~bit5是111，即十進制的7，7對應的Tag是Use Extended Tag；是以還要看第2個位元組才知道是什麼Tag，第1個位元組的bit4~bit0是00011，即十進制的3，表示0xE3後面還有3個位元組，而第2個位元組的值是5，對應的是Colorimetry Data Block，是以最後描述該Data Block的就剩下最後2個位元組了，即上圖的黃色背景部分

接着就要看看最後這2個位元組代表的是什麼意思了

Byte3的各個bit如果是1表示支援某種色域，Byte4的各個bit如果是1表示支援某種Metadata Profile

是以分析得到該三星電視支援的色域有：xvYCC-601、xvYCC-709、BT.2020-YCC、BT.2020-RGB，支援的Metadata有：Metadata Profile 0

支援BT.2020色域的，一般後面還會聲明HDR Static Metadata Data Block，表明該電視支援HDR格式

Vendor Specific Data Block

在此要注意一下，現在HDMI 2.0的EDID，VSDB會有兩種，一種是H14b VSDB，另一種是HF-VSDB。其中H14b VSDB是必須要有的，HF-VSDB則不一定

H14b VSDB

按部就班，接着看下圖EDID的黃色背景部分

第1個位元組是0x6E，bit7~bit5是011，即十進制的3，3對應的Tag是Vendor Specific Data Block(VSDB)；第1個位元組的bit4~bit0是01110，即十進制的14，表示0x6E後面還有14個位元組，即上圖的黃色背景部分

接着就要看看這14個位元組代表的是什麼意思了，如下圖

對照上圖，一個個位元組解析它即可

• Byte0：上面已經解釋過，tag=3，Length=14
• Byte1~Byte3：這個IEEE規定的3個位元組，固定為0x000C03，表示這是H14b VSDB
• Byte4~Byte5：CEC實體位址，此處是1.0.0.0，可以看出這份EDID是三星電視HDMI1口的EDID
• Byte6

  bit7：Support_AI，支援ACP、ISRC1/ISRC2包的處理

  bit6：支援deep color為48bits，即16bits。此處為0表示不支援

  bit5：支援deep color為36bits，即12bits。此處為1表示支援

  bit4：支援deep color為30bits，即10bits。此處為1表示支援

  bit3：支援YUV444的deep color mode。此處為1表示三星電視最高支援YUV444 12bits

  bit0：DVI_Dual，支援DVI dual-link。此處為0表示不支援

• Byte7：Max_TMDS_Clock，表示支援的最大TMDS時鐘速率，該位元組需要乘以5MHz，此處是 0x3C * 5 = 300MHz。即最大帶寬為：300MHz * 10bit(TMDS為10bit編碼) * 3(3個TMDS資料通道) = 9Gbps
• Byte8

  bit7：Latency_Fields_Present，如果此bit是1，表示接下來會有2個位元組分别是訓示Video_Latency和Audio_Latency的，這兩個位元組是告訴HDMI發送端對音視訊做delay再發送出來，機關是ms，解決某些場合下音視訊不同步的問題。此處是0表示不支援，則不存在這兩個位元組，即跳過上圖中的Byte(9)、Byte(10)

  bit6：I_Latency_Fields_Present，如果此bit是1，表示接下來還會有另外2個位元組分别是訓示Interlaced_Video_Latency和Interlaced_Audio_Latency的，這兩個位元組是告訴HDMI發送端對I mode的音視訊做delay再發送出來，機關是ms，解決某些場合下音視訊不同步的問題。此處是0表示不支援，則不存在這兩個位元組，即跳過上圖中的Byte(11)、Byte(12)

  bit5：HDMI_Video_present，如果此bit是1，表示接下來有多個位元組，意思如上圖Byte(13)、Byte(14)、Byte(15) …

  bit3~bit0：表示分别支援對Game、Cinema、Photo、Graphics圖像的特殊處理。此處是0表示不支援

• Byte9：因為Byte8的bit5 HDMI_Video_present=1，該位元組包含3D_present相關的flag

  bit7：3D_present，表示是否有3D相關的描述。此處是0說明三星電視不支援3D視訊輸入

  bit6~bit5：3D_Multi_present：如果3D_Multi_present = 01，3D_Structure_ALL_15…0有效；如果3D_Multi_present = 10，3D_Structure_ALL_15…0和3D_MASK_15…0兩個都有效。3D_Structure_ALL_15…0和3D_MASK_15…0各占2個位元組

  3D_Structure_ALL_15…0各個bit的含義是支援的3D格式，如下圖

  

  3D_MASK_15…0各個bit含義其實是一個bit map，對應Video Data Block前16個VIC，某個bit=1，則對應的VIC分辨率支援3D

  bit4~bit3：Image_Size，這個跟螢幕尺寸有關，跟EDID Block0的0x15(螢幕最大水準尺寸)、0x16(螢幕最大垂直尺寸)有關系，此處是10，看三星電視的EDID Block0 0x15=>89cm，0x16=>50cm

  Image_Size	具體含義
  00	無額外資訊
  01	EDID Block0的0x15、0x16的值的比例是對的，尺寸不一定對
  10	EDID Block0的0x15、0x16寫的尺寸是對的
  11	EDID Block0的0x15、0x16寫的尺寸，要乘以5才是螢幕實際尺寸

• Byte10：因為Byte8的bit5 HDMI_Video_present=1，該位元組包含HDMI_VIC_LEN和HDMI_3D_LEN

  bit7~bit5：HDMI_VIC_LEN，表示接下來有多少個位元組用以描述VIC，一個VIC占一個位元組。此處是100，十進制的4，表示有4個VIC跟着在後面

  bit4~bit0：HDMI_3D_LEN，同理，如果不為0，在HDMI_VIC後面還會跟着有3D的資訊。此處為0

• Byte11~Byte14，值分别是0x01、0x02、0x03、0x04，參照下圖可知是4K30、4K25、4K24、[email protected]

  

到此，H14b VSDB已經分析完

HF-VSDB

接着看下圖EDID的黃色背景部分

第1個位元組是0x67，bit7~bit5是011，即十進制的3，3對應的Tag又是Vendor Specific Data Block(VSDB)；第1個位元組的bit4~bit0是00111，即十進制的7，表示0x67後面還有7個位元組，即上圖的黃色背景部分

接着就要看看這7個位元組代表的是什麼意思了，如下圖

對照上圖，一個個位元組解析它即可

• Byte0：上面已經解釋過，tag=3，Length=7
• Byte1~Byte3：這個也是IEEE規定的3個位元組，固定為0xC45DD8，表示這是HF-VSDB
• Byte4：Version，目前固定為0x01
• Byte5：Max_TMDS_Character_Rate，表示支援的最大TMDS時鐘速率，該位元組需要乘以5MHz，此處是 0x78 * 5 = 600MHz。雖然之前的H14b VSDB聲明的是300MHz，但要以現在600MHz的為準。即最大帶寬為：600MHz * 10bit(TMDS為10bit編碼) * 3(3個TMDS資料通道) = 18Gbps
• Byte6：bit7，SCDC_Present，表示支援SCDC功能；其它bits參考上圖即可
• Byte7：bit2~bit0，分别是聲明支援YUV420 deep color的，可知該三星電視支援YUV420的10bits和12bits

HDR Static Metadata Data Block

接着看下圖EDID的黃色背景部分

第1個位元組是0xE3，bit7~bit5是111，即十進制的7，7對應的Tag是Use Extended Tag；是以還要看第2個位元組才知道是什麼Tag，第1個位元組的bit4~bit0是00011，即十進制的3，表示0xE3後面還有3個位元組，而第2個位元組的值是6，對應的是HDR Static Metadata Data Block，是以最後描述該Data Block的就剩下最後2個位元組了，即上圖的黃色背景部分

接着就要看看最後這2個位元組代表的是什麼意思了

主要看Byte3，Byte4，分别的含義如下兩圖

Byte3的含義

可知該三星電視支援HDR格式的HDMI輸入，支援的格式類型是Traditional gamma SDR和SMPTE ST 2084 [2]

Byte4的含義

可知該三星電視支援Type 1

YCbCr 4:2:0 Capability Map Data Block

接着看下圖EDID的黃色背景部分

第1個位元組是0xE3，bit7~bit5是111，即十進制的7，7對應的Tag是Use Extended Tag；是以還要看第2個位元組才知道是什麼Tag，第1個位元組的bit4~bit0是00011，即十進制的3，表示0xE3後面還有3個位元組，而第2個位元組的值是15，對應的是YCbCr 4:2:0 Capability Map Data Block(Y420CMDB)，是以最後描述該Data Block的就剩下最後2個位元組了，即上圖的黃色背景部分

該Data Block聲明支援YUV420的分辨率有哪些，YUV420傳輸的好處是帶寬隻占YUV444的一半

接着就要看看最後這2個位元組代表的是什麼意思了

在此Byte3、Byte4的含義跟前面所介紹的Video Data Block其實是一個bit map對應關系，Byte3、Byte4兩個位元組所組成的16bits map，對應着Video Data Block裡的SVD(分辨率)，如果某bit=1，說明對應的SVD支援YUV420格式

Byte3=0x01、Byte4=0xE0，組成的16bits map就是：1110_0000_0000_0001，bit0=1、bit13=1、bit14=1、bit15=1

bit0對應着Video Data Block裡的第1個SVD，即0x61，即分辨率[email protected]支援YUV420

同理

bit13對應着Video Data Block裡的第14個SVD，即0x60，即分辨率[email protected]支援YUV420

bit14對應着Video Data Block裡的第15個SVD，即0x65，即分辨率[email protected]支援YUV420

bit15對應着Video Data Block裡的第16個SVD，即0x66，即分辨率[email protected]支援YUV420

DTD

接着看下圖EDID的有色背景部分

這部分是繼EDID Block0之後，描述的另外兩個Detailed Timing，因為在EDID Block0裡已經描述了兩個Detailed Timing了

怎麼知道這是描述DTD的，因為在前面CEA Extension Header章節，那裡的Byte2=0x50，這是個偏移量，即從EDID Block1的0位址開始偏移0x50之後，就是開始描述DTD了。DTD各個位元組的含義可參考Block0章節的長圖

DTD之後的資料是0，因為後面沒有用到的位元組規定是要填充0的，最後一個為檢驗和

YCbCr 4:2:0 Video Data Block

到此，三星電視的EDID就分析完了，但是實際上還有另外一種有關YUV420的Data Block，那便是YCbCr 4:2:0 Video Data Block(Y420VDB)，該Data Block是把only support YUV420的分辨率列出來。雖然該三星電視EDID沒有聲明，這裡還是要介紹一下

看圖說話

這個也是從Byte3開始看起，但跟前面的Y420CMDB不同的是，這裡是把支援YUV420的分辨率的SVD直接寫在這的，并不是bit map了，例如該三星電視only support YUV420的是[email protected]、[email protected]、[email protected]、[email protected]這4個分辨率，則放在Y420VDB的話，它十六進制應該是這樣的：E5 0E 61 60 65 66

到此，常用的EDID Data Block就介紹完了

HDMI信号帶寬計算方法

計算公式

參數詳細說明

10/8：TMDS編碼8bits -> 10bits

TMDS編碼算法會将8位資料轉換成10位資料，前8位資料由原始信号經運算後獲得，第9位訓示運算的方式，第10位用來對應直流平衡

舉例說明

[email protected] YUV444 8bit的速率是多少？

查表得，HTotal = 4400，VTotal = 2250，計算單通道帶寬為：

4400 * 2250 * 60 * 1 * 8bit * 10/8 = 5.94Gbits/s

HDMI TMDS傳輸有3個資料通道，是以共需要約18Gbits的帶寬

這也就是HDMI 2.0宣稱它支援帶寬為18Gbps的理論依據

參考資料

CEA-861-F

CEA-861.3

HDMI_Specification1_4b

HDMI_Specification2_0b