HDMI接口的工作原理

    這張圖是HDMI接口的架構示意圖。從左邊的信號源中你可以看到，HDMI接口的信源可以是任何支持HDMI輸出的設備，而接入端也可以是任何帶有HDMI輸 入接口的設備。無(wú)論他們是音頻設備、視頻設備還是控制設備，HDMI接口都可以應用其中。

    在HDMI接口中的數據信號采用的是TMDS最小化傳輸差分信號協(xié)議。這種數據傳輸協(xié)議曾經(jīng)在DVI接口上得到廣泛的應用。而HDMI接口上的數據信號也沿用了這種協(xié)議。這種協(xié)議會(huì )將標準8bit數據轉換為10bit信號，并且在轉換過(guò)程中使用微分傳送。微分傳送這種技術(shù)也曾經(jīng)被廣泛的應用于千兆以太網(wǎng)的數據傳輸中。

    在HDMI接口中音頻、視頻數據的傳輸時(shí)可以使用三條TMDS數據通道。視頻信息在傳送時(shí)被轉換城連續的24bit像素數據，每個(gè)時(shí)鐘周期可以傳送10bit的數據。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)標準的NTSC 480i隔行信號的像素時(shí)鐘傳輸比率大約為13.5MHz。若傳輸信號的比率小于25MHz，HDMI會(huì )采用自動(dòng)循環(huán)技術(shù)填補碼率，將信號的碼率提升到25MHz的水平。而HDMI接口最高每秒可以傳輸165M像素的數據量，這個(gè)數據吞吐能力是相當驚人的。在未來(lái)一段時(shí)間內足以應付高碼率，高數據流家用電器的信號傳輸任務(wù)。

    HDTV最高的標準是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付當今的消費電子產(chǎn)品的各項應用。當然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 )用于一般消費階層。

    在HDMI中所采用的視頻信號的編碼方式為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是一種數字視頻信號的格式，它與YPbPr格式相類(lèi)似。（目前DVD播放機的分量輸出都是使用YCbCr/YPbPr格式）這種視頻信號標準也就是我們經(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。只是負責記錄圖像中黑色與白色信息。Cb是圖像中藍色與亮度的差異值（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。那么現在你就能很明顯的區分出上面兩個(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顯示數據通道，它會(huì )向視頻接收裝置發(fā)送配置信息和數據格式信息。接收裝置可以讀取這些E-EDID增強擴展顯示識別數據的信息。最后HDMI接口也提供了CEC消費電子控制通道，通過(guò)這條通道可以控制視聽(tīng)設備的工作。