詳解HDMI.ppt

1、HDMI 市場(chǎng)和 技術(shù)概要,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,2,議程,HDMI 市場(chǎng)采用情況 HDMI 系統(tǒng)概述 HDMI 結(jié)構(gòu)概述 擴(kuò)展顯示器識(shí)別數(shù)據(jù) (EDID) 高清內(nèi)容保護(hù) (HDCP) 消費(fèi)電子控制 (CEC) 產(chǎn)品概述,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,3,Silicon Image公司,創(chuàng)始于1995年 1999年上市 (納斯達(dá)克: SIMG) 全世界約有250名員工 2003年?duì)I業(yè)額為1億3百萬美元 DVI和HDMI數(shù)字接口規(guī)

2、范的基本技術(shù)發(fā)明者 DVI和HDMI產(chǎn)業(yè)工作組的聯(lián)合創(chuàng)立人 串行ATA工作組的主要貢獻(xiàn)者 DVI, HDMI和SATA半導(dǎo)體的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,4,市場(chǎng)和產(chǎn)品,消費(fèi)電子,存儲(chǔ),個(gè)人電腦,市場(chǎng),產(chǎn)品,存儲(chǔ) 應(yīng)用,DVD,PVR,DTV,AV/RX,STB,個(gè)人電腦,電腦顯示器,顯卡,筆記本電腦,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,5,一個(gè)世界范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn),北美 在2004年帶有HDMI接口的數(shù)字電視機(jī)的輸出接口帶有DVI

3、的模式 FCC, DVD, 有線行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求數(shù)字接口 歐洲 2005年中EICTA HD Ready 標(biāo)識(shí) 歐洲的顯示器必須強(qiáng)制帶有DVI-HDCP 或 HDMI-HDCP 。 內(nèi)容發(fā)行者宣布到2006年將為高清內(nèi)容發(fā)行作準(zhǔn)備。 衛(wèi)星、有線、地面機(jī)頂盒必須帶有 HDMI 輸出 日本 在2003年國內(nèi)的模型已帶有HDMI接口 DVD, PDP, LCD-TV 高清地面廣播啟動(dòng) 帶有HDMI接口的機(jī)頂盒可以使用。 亞洲 在2005年中國國內(nèi)市場(chǎng)將把HDMI接口應(yīng)用到 EVD/HVD, DTV上。 在2004年臺(tái)灣、韓國已出現(xiàn)帶有HDMI接口的國內(nèi) LCD-TV, PDP樣品。,Copyright

4、2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,6,DVD市場(chǎng)中HDMI的采用情況,數(shù)據(jù)來源: Display Search, IDC, Silicon Image,包括 DVD播放器,刻錄機(jī) HDMI使DVD播放器能夠在美國市場(chǎng)上以150 美元的低價(jià)出售。 絕大部分帶有 集成計(jì)數(shù)器性能 (720p/1080i 輸出) ，該性能要求 HDMI-HDCP 輸出。 至2006年HDMI的加法器成本低至1.5美元。 帶有集成HDMI的DVD SOC 2007年可實(shí)現(xiàn) (加法器成本定位在0.20美元),Copyright 2004 Silicon Image

5、Inc. All rights reserved.,7,機(jī)頂盒市場(chǎng)內(nèi)的HDMI采用情況,數(shù)據(jù)來源: Display Search, IDC, Silicon Image,包括有線, 衛(wèi)星, 陸地, IP 機(jī)頂盒 高清驅(qū)動(dòng)了HDMI的使用 節(jié)目發(fā)行者 (CableLabs, DirecTV, BSkyB)要求 HDMI-HDCP 連接。 帶有集成HDMI接口的SOC 將于今年實(shí)現(xiàn)。,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,8,DTV 市場(chǎng)上的HDMI 采用情況,Source: Display Search, IDC, Sili

6、con Image,包括直觀式 CRT, Rr. Proj., LCD-TV, PDP 在美國市場(chǎng)上HDMI 接口逐漸成為標(biāo)準(zhǔn)，以尺寸大于20寸的顯示器尤為突出。 期望這樣的形式可以朝著13寸顯示屏的方向發(fā)展以及擴(kuò)展到世界各地。 帶有集成HDMI接口的SOC 將于今年實(shí)現(xiàn)。,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,9,采用HDMI的新市場(chǎng),消費(fèi)者 AV 接收器市場(chǎng)目前采用HDMI 在2006年HDMI將延伸至便攜式電子學(xué)領(lǐng)域 高清的可攜式攝像機(jī) 數(shù)碼相機(jī) 集成SOC支持HDMI接口已在發(fā)展趨勢(shì)中 帶有HDMI接口的數(shù)碼相機(jī)S

7、OC 已于05年2月宣布 在DTV上采用HDMI接口的高使用率激活了便攜式市場(chǎng) 個(gè)人電腦 媒體中心的PC機(jī)必須有HDMI輸出2H05 產(chǎn)品發(fā)布現(xiàn)在開始 Silicon Image宣布德克薩斯州指定HDMI為PC機(jī)市場(chǎng)的接口 Microsoft/Intel正在制定標(biāo)準(zhǔn)來支持HDMI輸出 Longhorn 操作系統(tǒng)必須有HDCP的支持,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,10,議程,HDMI 的市場(chǎng)采用情況 HDMI 系統(tǒng)概述 HDMI 結(jié)構(gòu)概述 擴(kuò)展顯示器識(shí)別數(shù)據(jù) (EDID) 高清內(nèi)容保護(hù) (HDCP) 消費(fèi)電子控制(C

8、EC) 產(chǎn)品概述,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,11,HDMI和DVI之間的比較,DVIHDMI 傳輸編碼 TMDSTMDS, TERC4 視頻格式24-bit RGB, 4:4:424-bit RGB, 4:4:4 24-bit YCbCr, 4:4:4 16/20/24-bit YCbCr, 4:2:2 音頻格式無2/6/8-ch., 32-192kHz 控制信息 無AVI InfoFrames EDID是 (僅用于視頻)是 (用于音視頻) 電子消費(fèi)控制無CEC 一致性測(cè)試 無 是（CTS） 控制標(biāo)準(zhǔn) DVI

9、1.0HDMI 1.1 CEA-861CEA-861B HDCP 1.0HDCP 1.1 VESA 1.3VESA 1.3,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,12,HDMI 規(guī)范語言,發(fā)送器 = 內(nèi)容提供者 (DVD, 機(jī)頂盒) 接收器 = 顯示設(shè)備 (DTV, LCD-TV, PDP) 轉(zhuǎn)發(fā)器 = 音視頻接收器 (HDMI 入, HDMI 出),Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,13,HDMI A型連接器,A型 傳輸所有必要的HDMI信號(hào) 單

10、個(gè)TMDS連接 消費(fèi)電子應(yīng)用 B型傳輸TMDS雙路連接,用于個(gè)人電腦的使用 (分辨率 UXGA),從HDMI規(guī)范1.0, Section 4.1.4 Connector Pin Assignments,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,14,HDMI 源端設(shè)備,HDMI 接收設(shè)備,HDMI 傳輸器,EDID ROM,HDMI系統(tǒng)運(yùn)行,視頻,音頻,控制/狀態(tài),TMDS Channel 0,TMDS Channel 1,TMDS Channel 2,TMDS 時(shí)鐘通道,HDMI 接收器,視頻,音頻,控制/狀態(tài),CE Con

11、trol (CEC),視頻 音頻 信息包,支持音視頻格式,消費(fèi)電子控制 (CEC),Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,15,HDMI 典型的視頻幀,數(shù)據(jù)島周期 音頻數(shù)據(jù) 輔助數(shù)據(jù) 控制周期,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,16,數(shù)據(jù)島,音頻、輔助信息等信息包在數(shù)據(jù)島內(nèi)傳輸 HSYNC和VSYNC也在數(shù)據(jù)島時(shí)期被傳輸 信息包類型: 空 音頻采樣 音頻時(shí)鐘恢復(fù) 信息幀,視頻,數(shù)據(jù)島,視頻,視頻消隱期,Copyright 2004 Silicon

12、Image Inc. All rights reserved.,17,HDMI 分組結(jié)構(gòu),分組類型 空 可忽視的，都為零 音頻時(shí)鐘再生 子分組包含重建音頻時(shí)鐘的N和CTS 音頻采樣 包含1到4個(gè)音頻樣本 EIA/CEA-861B信息幀 說明視頻、音頻和MPEG格式以及用戶定義的信息 分組特定數(shù)據(jù) 用于音頻采樣和信息幀,32 像素,主體,標(biāo)題,糾錯(cuò)碼,分組類型,分組特定數(shù)據(jù),BCH糾錯(cuò)碼,HDMI 分組,8數(shù)位,16數(shù)位,8數(shù)位,分組標(biāo)題,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,18,HDMI分組結(jié)構(gòu),主體部分包括四個(gè)子分組，

13、每個(gè)長度為64數(shù)位 包括數(shù)據(jù)和BCH糾錯(cuò)碼 信息幀分組為最多為30字節(jié) (長度在包頭中說明) 只允許CEA-861B定義的信息幀,32 像素,主體,標(biāo)題,糾錯(cuò)碼,子分組,子分組,子分組,子分組,數(shù)據(jù),BCH糾錯(cuò)碼,HDMI分組,分組主體,56比特,8比特,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,19,AVI信息幀分組實(shí)例,信息分組包頭,分組主體,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,20,HDMI音頻支持,所支持的音頻格式 壓縮數(shù)字音頻 (杜比數(shù)碼, T

14、HX, DTS等) 任何能通過S/PDIF傳輸?shù)囊纛l格式 未壓縮的數(shù)字音頻 2/6/8聲道, 32-192kHz 采樣率 所支持的DVD音頻(HDMI 1.1版) 所支持的SACD(HDMI1.2版) 正在接受評(píng)估的DTSHD, Dolby Digital+, MLP 總能獲得CD質(zhì)量音頻 所需的基本音頻 2聲道, 16數(shù)位, 32/44.1/48kHz 音頻傳輸規(guī)則 如果一個(gè)HDMI源端設(shè)備支持其任何輸出的音頻傳輸,則: 它一定支持HDMI音頻傳輸 最小的“基本音頻” 支持 如果一個(gè)HDMI接收設(shè)備支持其任何輸入的音頻接收: 它一定接收所有HDMI輸入的音頻 最小的2聲道的PCM “基本音頻

15、”,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,21,HDMI音頻傳輸,音頻時(shí)鐘不通過HDMI纜線傳輸 時(shí)鐘通過使用N, CTS 值的HDMI接收器再生 N, CTS 由基于正在傳輸?shù)囊纛l由源端編寫 可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的音頻再現(xiàn) (例如：信噪比為100分貝時(shí)，帶有SiI9031的 THD+N),Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,22,HDMI視頻支持,RGB強(qiáng)制用于所有源端設(shè)備和接收設(shè)備 如果源端設(shè)備可通過任何其他端口輸出YCbCr (可以使用4:4:4或者4

16、:2:2) ，則源端設(shè)備必須支持YCbCr輸出 如果接收設(shè)備可以通過任何其他端口輸入 YCbCr (4:4:4和4:2:2必須都支持) ，則接收設(shè)備必須支持YCbCr輸入 如傳輸?shù)氖欠荝GB數(shù)據(jù)或帶有像素復(fù)制的傳輸，則需要AVI的信息幀 有時(shí)使用像素復(fù)制支持高端音頻 推薦常包括完整的AVI數(shù)據(jù),Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,23,HDMI E-DDC總線,HDMI E-DDC是在DVI上使用的DDC的超集 DDC是與I2C兼容的總線 HDMI允許E-DDC總線達(dá)到100 kbps，用于更長纜線的支持 SiI9030

17、傳輸器已經(jīng)集中在I2C主板上 (DDC 總線) -在DDC上不可見micro-to-Tx和micro-to-Rx的傳輸,DVD or STB,DTV,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,24,HDMI +5V, 熱插拔和RSEN,HDMI將+5.0V從源端設(shè)備傳輸?shù)浇邮赵O(shè)備 E-EDID可從未加電的顯示器獲得 熱插拔信號(hào)從接收設(shè)備回到源端設(shè)備 HTPG=1表示連接的接收設(shè)備可帶有EDID HTPG=1不一定是上電了的顯示器 在每個(gè)下行流連接事件觸發(fā)HTPG為低電平 接收器檢測(cè) (RSEN) RSEN=1表明接收器芯片上電

18、。 Silicon Image發(fā)送器增加的特征，不是 HDMI或DVI規(guī)范的一部分,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,25,HDMI E-EDID 規(guī)范,接收設(shè)備EDID包括 視頻模式 音頻模式 帶有CEC地址的VSDB 源端設(shè)備支持 分段指示器 數(shù)據(jù)塊圖 DVI-HDCP CEA-861,基本顯示器 X 音視頻 定時(shí)支持,增強(qiáng)顯示器 X音視頻 定時(shí)支持,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,26,HDMI E-EDID 分層,Copyright

19、2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,27,HDMI E-EDID 數(shù)據(jù)塊 0,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,28,HDMI E-EDID 部件1,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,29,HDCP 概要,HDCP 市場(chǎng)要求 DVD 必須用于DVD播放器任何的數(shù)字輸出 如果視頻格式大于480p/576p，只用HDCP加密輸出 對(duì)于如藍(lán)光等新HD標(biāo)準(zhǔn)的要求 機(jī)頂盒 滿足北美內(nèi)容發(fā)行商的要求 D

20、IRECTV, Echostar, CableLabs 期待2005年歐洲新的HD廣播。 顯示器 北美Cable ready的數(shù)字電視所要求的 HDCP 技術(shù) 使用個(gè)人-公共加密系統(tǒng) 可更新的系統(tǒng) 撤銷 可宣布系統(tǒng)被“黑”，然后放到撤銷列表中 主機(jī)管理整個(gè)HDCP認(rèn)證過程 認(rèn)證, 轉(zhuǎn)發(fā)支持, 撤銷,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,30,HDCP 加密/解密,發(fā)送器,接收器,HDCP 密碼,HDCP 密碼,TMDS 編碼器,TMDS 解碼器,TMDS Encrypted Link,視/音頻數(shù)據(jù)通過像素到像素原理進(jìn)行加密

21、,HDCP密鑰,HDCP密鑰,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,31,主機(jī) 設(shè)備 A,顯示器 設(shè)備 B,Initiate Authentication: Aksv, An,HDCP 認(rèn)證協(xié)議,Generate Random Number An from free running DVIBlockCipher,Response: Bksv, R0,Km = Bkeys over Aksv,Check for Bksv in revocation list.,Km = Akeys over Bksv,KS = DVIBlo

22、ckCipher(Km, An) M0 = DVIBlockCipher(Km, An) R0 = DVIBlockCipher(Km, An),KS = DVIBlockCipher(Km, An) M0 = DVIBlockCipher(Km, An) R0 = DVIBlockCipher(Km, An),(vertical retrace preceding frame i ),Response: Ri every 2 seconds,Ki = DVIBlockCipher(KS, Mi -1) Mi = DVIBlockCipher(KS, Mi -1) Ri = DVIBlockCipher(KS, Mi -1),If response received:verify Ri = Ri,(i2c),(i2c),(i2c),AKE is performed at start of CP session,Key generation is repeated every frame during vertical retrace,Ki = DVIBlockCipher(KS, Mi -1) Mi = DVIBlockCipher(KS, Mi -1) Ri = DVIBlock