高清晰度多媒體接口(英語:High Definition Multimedia Interface,簡稱HDMI)是一種全數位化影像和聲音傳送接口,可以傳送無壓縮的音頻信号及視訊信号。HDMI可用于機頂盒、DVD播放機、個人電腦、電視遊樂器、綜合擴大機、數位音響與電視機。HDMI可以同時傳送音頻和影音信号,由于音頻和視訊信号采用同一條電纜,大大簡化了系統的安裝。
HDMI是被設計來取代較舊的類比影音傳送接口如SCART或RCA等端子的。它支援各類電視與電腦影像格式,包括SDTV、HDTV視訊畫面,再加上多聲道數位音頻。在傳送時,各種視訊資料将被HDMI收發晶片以“Transition Minimized Differential Signaling”(TMDS)技術編碼成資料封包。規格初制訂時其最大畫素傳輸率為165Mpx/sec,足以支援1080p畫質每秒60張畫面,或者UXGA分辨率(1600x1200);後來在HDMI 1.3規格中擴增為340Mpx/sec,以符合未來可能的需求。
HDMI也支援非壓縮的8聲道數位音頻傳送(取樣率192kHz,資料長度24bits/sample),以及任何壓縮音頻串流如Dolby Digital或DTS,亦支援SACD所使用的8聲道的1bit DSD信号。在HDMI 1.3規格中,又追加了超高資料量的非壓縮音頻串流如Dolby TrueHD與DTS-HD的支援。
标準的Type A HDMI接頭有19個腳位,另有一種支援更高分辨率的Type B接頭被定義出來,但目前仍無任何廠商使用Type B接頭。Type B接頭有29個腳位,容許其傳送擴張的視訊通道以應付未來的高畫質需求,如WQSXGA(3200x2048)。
Type A HDMI可向下相容于現今多數顯示器與顯示卡所使用的Single-link DVI-D或DVI-I接口(但不支援DVI-A),這表示采用DVI-D接口的訊号來源可以透過轉換線驅動HDMI螢幕,但是此種轉換方案并不支援音頻傳送與遙控機能。此外,如無HDCP認證的DVI螢幕也将不能收看從HDMI所輸出帶有HDCP加密保護的視訊資料。(所有HDMI螢幕皆支援HDCP,但大多數DVI接口的顯示器不支援HDCP。)Type B HDMI接頭也将向下相容于Dual-link DVI接口。
HDMI組織的發起者包括各大消費電子産品制造商,如日立制作所、松下電器、Quasar、飛利浦、新力、湯姆生RCA、東芝、Silicon Image。數位内容保護公司(Digital Content Protection, LLC)[1] 提供HDMI接口相關的防拷保護技術。此外,HDMI也受到各主要電影制作公司如20世紀福斯、華納兄弟、迪士尼,包括三星電子在内的各大消費電子産品制造商,以及多家有線電視系統業者的支援。
目錄[隐藏]
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[編輯] 規格
[編輯] HDMI接頭
HDMI Type A 接頭
HDMI接頭傳輸線
HDMI的規格書中規定了四種HDMI接頭, 分别是:
- HDMI A Type
應用于HDMI1.0版本,總共有19pin, 規格為4.45 mm × 13.9 mm,為最常見的HDMI接頭規格, 相對等于DVI Single-Link傳輸。在HDMI 1.2a之前, 最大能傳輸165MHz的TMDS, 是以最大傳輸規格隻能在于1600x1200(TMDS 162.0 MHz) 。
Pin | Pin定義 |
1 | TMDS Data2+ |
2 | TMDS Data2 Shield |
3 | TMDS Data2– |
4 | TMDS Data1+ |
5 | TMDS Data1 Shield |
6 | TMDS Data1– |
7 | TMDS Data0+ |
8 | TMDS Data0 Shield |
9 | TMDS Data0– |
10 | TMDS Clock+ |
11 | TMDS Clock Shield |
12 | TMDS Clock– |
13 | CEC |
14 | Reserved (N.C. on device) |
15 | SCL |
16 | SDA |
17 | DDC/CEC Ground |
18 | +5V Power |
19 | Hot Plug Detect |
- HDMI B Type
應用于HDMI1.0版本,規格為4.45 mm × 21.2 mm,總共有29pin, 可傳輸HDMI A type兩倍的TMDS資料量, 相對等于DVI Dual-Link傳輸, 用于傳輸高分辨率(WQXGA 2560x1600以上)。 (因為HDMI A type 隻有Single-Link的TMDS傳輸, 如果要傳輸成HDMI B type的訊号, 則必須要兩倍的傳輸效率, 會造成TMDS的Tx、Rx的工作頻率必須提高至270MHz以上。 而在HDMI 1.3 IC出現之前, 市面上大部分的TMDS Tx、Rx隻能穩定在165MHz以下工作。)此類接頭未應用在任何産品中。
Pin | Pin定義 |
1 | TMDS Data2+ |
2 | TMDS Data2 Shield |
3 | TMDS Data2– |
4 | TMDS Data1+ |
5 | TMDS Data1 Shield |
6 | TMDS Data1– |
7 | TMDS Data0+ |
8 | TMDS Data0 Shield |
9 | TMDS Data0– |
10 | TMDS Clock+ |
11 | TMDS Clock Shield |
12 | TMDS Clock– |
13 | TMDS Data5+ |
14 | TMDS Data5 Shield |
15 | TMDS Data5- |
16 | TMDS Data4+ |
17 | TMDS Data4 Shield |
18 | TMDS Data4- |
19 | TMDS Data3+ |
20 | TMDS Data3 Shield |
21 | TMDS Data3- |
22 | CEC |
23 | Reserved (N.C. on device) |
24 | Reserved (N.C. on device) |
25 | SCL |
26 | SDA |
27 | DDC/CEC Ground |
28 | +5V Power |
29 | Hot Plug Detect |
- HDMI C Type
應用于HDMI1.3版本,總共有19pin, 可以說是縮小版的HDMI A type, 規格為2.42 mm × 10.42 mm,但腳位定義有所改變。 主要是用在便攜式裝置上, 例如DV、數位相機、便攜式多媒體播放機等。 現在已有SONY HDR-DR5E DV利用此規格接頭作為影像輸出接口。(俗稱為MINI HDMI)
Pin | Pin定義 |
1 | TMDS Data2 Shield |
2 | TMDS Data2+ |
3 | TMDS Data2– |
4 | TMDS Data1 Shield |
5 | TMDS Data1+ |
6 | TMDS Data1– |
7 | TMDS Data0 Shield |
8 | TMDS Data0+ |
9 | TMDS Data0– |
10 | TMDS Clock Shield |
11 | TMDS Clock+ |
12 | TMDS Clock– |
13 | DDC/CEC Ground |
14 | CEC |
15 | SCL |
16 | SDA |
17 | Reserved (N.C. on device) |
18 | +5V Power |
19 | Hot Plug Detect |
- HDMI D Type
應用于HDMI1.4版本,總共有19pin, 規格為2.8 mm × 6.4 mm,但腳位定義有所改變。 新的Micro HDMI接口将比現在19針MINI HDMI版接口小50%左右,可為相機、手機等便攜裝置帶來最高1080p的分辨率支援及最快5GB的傳輸速度。
Pin | Pin定義 |
1 | Hot Plug Detect |
2 | Utility |
3 | TMDS Data2+ |
4 | TMDS Data2 Shield |
5 | TMDS Data2- |
6 | TMDS Data1+ |
7 | TMDS Data1 Shield |
8 | TMDS Data1- |
9 | TMDS Data0+ |
10 | TMDS Data0 Shield |
11 | TMDS Data0- |
12 | TMDS Clock+ |
13 | TMDS Clock Shield |
14 | TMDS Clock- |
15 | CEC |
16 | DDC/CEC Ground |
17 | SCL |
18 | SDA |
19 | +5V Power |
[編輯] TMDS通道
- 傳送音頻,視訊,以及各種輔助資料
- 訊号編碼方式:遵循DVI 1.0規格。Single-link (Type A HDMI) or dual-link (Type B HDMI).
- 視訊像素帶寬:從25 MHz到340 MHz (Type A, HDMI 1.3) 或至 680 MHz (Type B). 帶寬低于25MHz的視訊訊号如NTSC 480i将以倍頻方式輸出。每個像素的容許資料量從24位元至48位元。支援每秒120張畫面 1080p分辨率畫面傳送以及WQSXGA分辨率 [1].
- 像素編碼方式:RGB 4:4:4, YCbCr 4:4:4 (8-16 bits per component); YCbCr 4:2:2 (12 bits per component)
- 音頻取樣率:32 kHz, 44.1 kHz, 48 kHz, 88.2 kHz, 96 kHz, 176.4 kHz, 192 kHz.
- 音頻聲道數量:最大8聲道。
- 音頻串流規格:IEC61937相容串流,包括高流量無失真訊号如Dolby TrueHD, DTS-HD Master Audio
[編輯] DDC通道
- DDC全文為Display Data Channel
- 傳送端與接收端可利用DDC通道得知彼此的傳送與接收能力,但HDMI僅需單向獲知接收端(顯示器)的能力。
- 使用100kHz時脈的I²C訊号
- 傳送資料結構為VESA Enhanced EDID (V1.3).
[編輯] CEC通道(必須預留線路但可以不必實作)
- CEC全文為Consumer Electronics Control
- 用來傳送工業規格的AV Link協定訊号,以便支援單一遙控器操作多台AV機器
- 為單芯線雙向串行總線
- 在HDMI 1.0協定中制訂,在1.2a版中更新
[編輯] 防拷機制
- 強制支援HDCP規格1.10版
[編輯] 版本演化
[編輯] HDMI 1.1
2004年5月提出
- 支援DVD音頻
[編輯] HDMI 1.2
2005年8月提出
- 支援8聲道1bit音頻(SACD所使用者)
- 讓PC訊源可使用HDMI Type A 接頭
- 在維持YCbCr CE色域前提之下開放PC訊源使用原生RGB色域
- 要求HDMI 1.2以上顯示器支援低電壓訊源
[編輯] HDMI 1.2a
2005年12月提出
- 完全确立CEC通道的功能,指令集,以及相容性測試程式
[編輯] HDMI 1.3
2006年6月22日提出[2]
- 擴增single-link模式的帶寬至340 Mhz (資料傳送速度10.2 Gbps)
- 從24bit色域(1677萬色)擴張支援至30-bit, 36-bit, 與 48-bit (RGB or YCbCr) 色域(相當于超過十億色顯示)
- 支援新的xvYCC色彩标準
- 支援自動語音同步(台詞對嘴)機能
- 支援Dolby TrueHD 以及 DTS-HD Master Audio 訊号輸出至外接解碼器[3] 如果播放機具有直接将此二種訊号解碼的能力,則不需要支援HDMI 1.3,因為所有的HDMI規格都可以傳送未壓縮的音頻訊号。
- 提出新的小型化接頭以支援輕便型攝錄放影機[4]
- Sony PlayStation 3 是第一個上市的 HDMI 1.3播放機.
- Sony BRAVIA KDL- 46X2500、KDL-40X2500是第一個上市的 HDMI 1.3螢幕. (1080p支援新的xvYCC色彩标準, 36bits deep color)
- EPSON EMP-TW1000是第一個上市的HDMI 1.3的投影機(支援 30-bit deep color)
[編輯] HDMI 1.3a
2006年11月10日提出
- 修改Cable and Sink的HDMI C Type 接頭
- Source termination recommendation
- 移除上升時間(rise time)和下降時間(fall time)的最高最低限制
- 改變CEC電容限制
- 澄清RGB 影像量化範圍
- 增加CEC指令關于時間及聲音控制
- 同時Released認證的測試規格檔案
[編輯] HDMI 1.3b
2007年3月26日提出
- 主要是修改HDMI 測試規格(HDMI Testing specification), 而 HDMI Specification依然是HDMI 1.3a。是以第一次出現當時的主要的HDMI Specification 跟 測試規格(HDMI Testing specification)是不同版本的情況發生。
- 1.3b 2007/03/26 Modifications to TE overview and policy description (4.1)
- Addition of Agilent TDR to Recommended TE (4.2.1.11)
- Clarification of tentative cable emulators (4.2.1.17)
- Jitter tolerance test changes (8-7)
- Added cable tests for TMDS_CLOCK channel (5-3)
- New VL triggering (7-2)
- Editorial and clarifications on CEC Line Degradation (7-15, 8-14)
- Added testing of additional source-supported Deep Color formats (7-34)
- Additional HDMI VSDB EDID checks (8-3)
- Additional TTC usage (5-3, 8-5, 8-6, 8-7)
- Incorporated Tek-recommended setup and calibration for TDR (8-8)
- Clarification on Sink Deep Color Recommended Test Method (8-25)
- Added long cable or cable emulator use for Repeater test (9-3)
- Added color-depths for each format in Source_Video_Formats (App. 3)
- Removed test for filler bytes (8-3)
- Removed Tektronix part number of cable emulator EFF-HDMI-CE-01
[編輯] HDMI 1.3b1
2007年8月1日提出
- 僅修正關于測試裝置上 Type C connector 的固定器(fixture)的些微内容
[編輯] HDMI 1.3c
2008年7月25日提出
- 和 1.3b、1.3b1 一樣是為 1.3a 制訂的測試标準
- 與之前版本的主要差異為線材的測試(增加線材測試條目或修正其内容有助于HDMI裝置的互連相容性)
- 亦有部份修改與 repeater 和 CEC 相關
[編輯] HDMI 1.4
2009年5月28日提出
- 新增HDMI以百兆以太網通道,允許基于網際網路的HDMI裝置和其它HDMI裝置共享網際網路接入,無需另接一條以太網線。
- 新增音頻回授通道,讓高清電視通過HDMI線把音頻直接傳送到A/V功放接收機上。
- 定義通用3D格式和分辨率。實作家庭3D系統輸入輸出部分的标準化,最高支援兩條1080p分辨率的視訊流。
- 最高支援4K × 2K (3840×[email protected] Hz/25 Hz/30 Hz 或 4096×[email protected] Hz)
- 拓展支援色彩空間,專為數位相機設計的色彩空間,包括sYCC601、Adobe RGB、AdobeYCC601,可在連接配接數位相機的時候顯示更精确的逼真色彩。
- 新增Micro HDMI迷你接口,新的Micro HDMI接口将比現在的19針普通接口小50%左右。
- 支援汽車連接配接系統,一種為車載高清内容傳輸設計的線纜規範,可避免發熱、震動、噪音等汽車内部常見環境的影響,也為汽車制造商在車内傳送高清内容提供了一套切實可行的解決方案。[2]
[編輯] 長度限制問題
HDMI的纜線長度限制是其主要的問題之一,在部分消費者自行測試當中回報标準的28AWG(American Wire Gauge, 美國纜線度量)規格HDMI銅線大約在超過5米之後開始訊号衰減。此長度通常不足以滿足投影機與電腦的連接配接。
但HDMI組織網頁并不認可此限制,其網頁常見問答集 HDMI FAQ page 當中記載:“我們見過有纜線在沒有"轉接器"之情況下通過不短于十米的 HDMI "标準纜線" 承諾測試”。
現有通過HDMI認證的 10M cable(未使用HDMI equalizer IC), 大都使用24AWG 的線材去制作。
一些報告指出增加纜線中銅線的直徑以降低阻抗是有效延長纜線長度的方法之一,另外也有報告指出24AWG規格的纜線表現較28AWG好。另外也有人使用光纖或兩條CAT-5網絡纜線來取代标準HDMI銅線。某些廠商也制造HDMI訊号增強器以因應使用者的需求。
現有單一一顆 HDMI equalizer IC, 可讓24AWG HDMI cable 最大使用長度變成50米。 如果有提供足夠且幹淨的電源, 還可再串接。
[編輯] 版本對比
注意某些類型HDMI資料線可選支援HDMI版本特定的的子技術規範。如 Deep Color和 xvYCC為可選支援技術。
HDMI 版本 | 1.0–1.2a | 1.3 | 1.4 [3] |
---|---|---|---|
最大signal視訊帶寬(MHz) | 165 | 340 | 340 [5] |
最大TMDS帶寬(Gbit/s) | 4.95 | 10.2 | 10.2 |
最大視訊帶寬 (Gbit/s) | 3.96 | 8.16 | 8.16 |
最大音頻帶寬 (Mbit/s) | 36.86 | 36.86 | 36.86 |
最大色深 (bit/px) | 24 | 48 | 48 |
24-bit/px HDMI單通道最大分辨率 | 1920×1200p 60 Hz | 2560×1600p 75 Hz | 4096×2160p 24 Hz |
30-bit/px HDMI單通道最大分辨率 | 不适用 | 2560×1600p 60 Hz | 3840×2160p 30 Hz |
36-bit/px HDMI單通道最大分辨率 | 不适用 | 1920×1200p 75 Hz | 3840×2160p 25 Hz |
48-bit/px HDMI單通道最大分辨率 | 不适用 | 1920×1200p 60 Hz | 3840×2160p 24 Hz |
HDMI 版本 | 1.0 | 1.1 | 1.2 1.2a | 1.3 | 1.3a 1.3b 1.3b1 1.3c | 1.4[6] |
---|---|---|---|---|---|---|
sRGB | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 |
YCbCr | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 |
8 聲道 LPCM, 192 kHz, 24 bit 音頻傳輸 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 |
Blu-ray Disc 視訊音頻全分辨率支援 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 |
消費電子控制(CEC) | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 |
DVD-Audio 支援 | 否 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 |
Super Audio CD (DSD) 支援 | 否 | 否 | 是 | 是 | 是 | 是 |
Deep Color色深技術 | 否 | 否 | 否 | 是 | 是 | 是 |
xvYCC | 否 | 否 | 否 | 是 | 是 | 是 |
自動聲畫同步 | 否 | 否 | 否 | 是 | 是 | 是 |
Dolby TrueHD 音頻 | 否 | 否 | 否 | 是 | 是 | 是 |
DTS-HD Master Audio 音頻 | 否 | 否 | 否 | 是 | 是 | 是 |
CEC指令清單更新 | 否 | 否 | 否 | 否 | 是 | 是 |
以太網絡通道 | 否 | 否 | 否 | 否 | 否 | 是 |
音頻回傳通道 | 否 | 否 | 否 | 否 | 否 | 是 |
HDMI 3D功能 | 否 | 否 | 否 | 否 | 否 | 是 |
4K×2K分辨率支援 | 否 | 否 | 否 | 否 | 否 | 是 |
[編輯] 版權
HDMI是HDMI Licensing, LLC的登入商标。使用HDMI規格需繳付版權費。版權費分為年會費和産品銷售費。
- 年會費:使用HDMI的企業每年繳付10,000美元(2006年7月以前年費為15,000美元)
- 産品銷售費:使用HDMI的規格的産品收取0.15美元,如果産品上有HDMI的标記可打0.05美元折扣,如果該産品含有HDCP保護協定可再打0.04美元折扣。
産品銷售費按最終産品為機關計算。例如一條HDMI導線收取0.15美元,而一個電視機廠商把這條導線和提供HDMI端口的電視一同捆綁銷售也隻征收0.15美元。