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HDMI數據線是用來傳輸高清晰多媒體視頻信號的線材。HDMI數據線能高品質地傳輸未經壓縮的高清視頻和多聲道音頻數據,最高數據傳輸速度為5Gbps。同時無需在信號傳送前進行數/模或者模/數轉換,可以保證最高質量的影音信號傳送。

1 hdmi數據線 -HDMI數據線

  HDMI數據線具有「即插即用」的特點,信號源和顯示設備之間會自動進行「協商」,自動選擇最合適的視頻/音頻格式。

  與DVI相比HDMI介面的體積更小,而且可同時傳輸音頻及視頻信號。DVI的線纜長度不能超過8米,否則將影響畫面質量,而HDMI最遠可傳輸15米。只要一條HDMI纜線,就可以取代最多13條模擬傳輸線,能有效解決家庭娛樂系統背後連線雜亂糾結的問題。

  優點:

  HDMI規格的介面在保持高品質的情況下能夠以數碼的形式傳輸未經壓縮的高解析度視頻和多聲道音頻的數據。 其卓越性能超越了以往所有的產品。

  HDMI規格的連接器採用單線連接,取代了產品背後的複雜的線纜。

  採用HDMI規格介面的線纜沒有長度的限制。比如:DVI的線纜長度不能超過8米,否則將影響畫面質量,而符合HDMI規格的產品則沒有這個問題。

  HDMI規格可搭配寬頻數字內容保護(HDCP),以防止具有著作權的影音內容遭到未經授權的複製。

2 hdmi數據線 -HDMI數據線的傳輸原理

  HDMI(High-Definition Multimedia Interface)又被稱為高清晰度多媒體介面,是首個支持在單線纜上傳輸,不經過壓縮的全數字高清晰度、多聲道音頻和智能格式與控制命令數據的數字介面。HDMI介面由Silicon Image美國晶像公司倡導,聯合索尼、日立、松下、飛利浦、湯姆遜、東芝等八家著名的消費類電子製造商聯合成立的工作組共同開發的。

  HDMI最早的介面規範HDMI1.0於2002年12月公布

  HDMI源於DVI介面技術,它們主要是以美國晶像公司的TMDS信號傳輸技術為核心,這也就是為何HDMI介面和DVI介面能夠通過轉接頭相互轉換的原因。美國晶像公司是HDMI八個發起者中唯一的集成電路設計製造公司,是高速串列數據傳輸技術領域的領導廠商,因為下面要提到的TMDS信號傳輸技術就是它們開發出來的,所以這裡稍微提及一下。

  TMDS (Transition Minimized Differential Signaling)也被稱為最小化傳輸差分信號,是指通過異或及異或非等邏輯演算法將原始信號數據轉換成10位,前8為數據由原始信號經運算后獲得,第9位指示運算的方式,第10位用來對應直流平衡(DC-balanced,就是指在編碼過程中保證通道中直流偏移為零,電平轉化實現不同邏輯介面間的匹配),轉換后的數據以差分傳動方式傳送。這種演算法使得被傳輸信號過渡過程的上沖和下沖減小,傳輸的數據趨於直流平衡,使信號對傳輸線的電磁干擾減少,提高信號傳輸的速度和可靠性。

  一般情況下,HDMI連接由一對信號源和接受器組成,有時候一個系統中也可以包含多個HDMI輸入或者輸出設備。每個HDMI信號輸入介面都可以依據標準接收連接器的信息,同樣信號輸出介面也會攜帶所有的信號信息。HDMI數據線和接收器包括三個不同的TMDS數據信息通道和一個時鐘通道,這些通道支持視頻、音頻數據和附加信息,視頻、音頻數據和附加信息通過三個通道傳送到接收器上,而視頻的像素時鐘則通過TMDS時鐘通道傳送,接收器接受這個頻率參數之後,再還原另外三個數據信息通道傳遞過來的信息。 視頻和音頻信號傳輸HDMI輸入的源編碼格式包括視頻像素數據、控制數據和數據包。其中數據包中包含有音頻數據和輔助信息數據,同時HDMI為了獲得聲音數據和控制數據的高可靠性,數據包中還包括一個BCH錯誤糾正碼。HDMI的數據信息的處理可以有多種不同的方式,但最終都是在每一個TMDS通道中包含2位的控制數據、8位的視頻數據和4位的數據包。

  HDMI的數據傳輸過程可以分成三個部分:視頻數據傳輸期、島嶼數據傳輸期和控制數據傳輸期。視頻數據傳輸期,HDMI數據線上傳送視頻像素信號,視頻信號經過編碼,生成3路(即3個TMDS數據信息通道,每路8位)共24位的視頻數據流,輸入到HDMI發射器中。24位像素的視頻信號通過TMDS通道傳輸,將每通道8位的信號編碼轉換為10位,在每個10位像素時鐘周期傳送一個最小化的信號序列,視頻信號被調製為TMDS數據信號傳送出去,最後到接受器中接收。

  島嶼數據傳輸期,TMDS通道上將出現音頻數據和輔助數據,這些數據每4位被一組,構成一個上面提到的4位數據包,數據包和視頻數據一樣,被調製為10位一組的的TMDS信號后發出。視頻數據傳輸期和島嶼數據傳輸期均開始於一個Guard Band保護頻帶,Guard Band由2個特殊的字元組成,這樣設計的目的在於在明確限定控制數據傳輸期之後的跳轉是視頻數據傳輸期。 控制數據傳輸期,在上面任意兩個數據傳輸周期之間,每一個TMDS通道包含2位的控制數據,這一共6位的控制數據分別為HSYNC (行同步)、VSYNC (場同步)、CTL0、CTL1、CTL2和CTL3。每個TMDS通道包含2位的控制數據,採用從2位到10位的的編碼方法,在每個控制周期最後的階段,CTL0、CTL1、CTL2和CTL3組成的文件頭,說明下一個周期是視頻數據傳輸期還是島嶼數據傳輸期。

  島嶼數據和控制數據的傳輸是在視頻數據傳輸的消隱期,這意味著在傳輸音頻數據和其他輔助數據的時候,並不會佔據視頻數據傳輸的帶寬,並且也不要一個單獨的通道來傳輸音頻數據和其他輔助數據,這也就是為什麼一根HDMI數據線可以同時傳輸視頻信號和音頻信號的原因。 HDMI的高音視頻帶寬HDMI的數據信息的處理可以有多種不同的方式,也就是說HMDI支持多種方式的視頻編碼,通過對3個TMDS數據信息通道的合理分配,既可以傳輸RGB數字色度分量的4:4:4信號,也可以傳輸YCbCr數字色差分量的4:2:2信號,最高可滿足24位視頻信號的傳輸需要。

  HDMI每個TMDS通道視頻像素流的速率一般在25MHz~165MHz之間,HDMI1.3規範已經將這一上限提升到了225MHz,當視頻格式的速率低於25MHz時,將使用像素重複法來傳輸,即視頻流中的像素被重複使用。以每個TMDS通道最高165MHz的頻率計算,3個TMDS通道傳輸R/G/B或者Y/Cb/Cr格式編碼的24位像素視頻數據,最高帶寬可以達到4.95Gbps,實際視頻信號傳輸帶寬接近4Gbps,而現在最高規格的高清視頻格式1080p所需的帶寬僅僅為2.2Gbps,因此HDMI擁有的充足帶寬不僅可以滿足現在高清視頻的需要,在今後相當長一段時間內都可以提供對更高清晰度視頻格式的支持。

  除了高的視頻信號帶寬之外,HDMI還在協議中加入了對音頻信號傳輸的支持,形成了業界首個單線纜多媒體介面協議。HDMI的音頻信號不佔用額外的通道,而是採用和其他輔助信息一起組成數據包,利用3個TMDS通道在視頻信號傳輸的消隱期,以島嶼數據的形式傳送。即使在傳輸1080p (60Hz)的視頻信號的時候,還可以提供最高8路,每路採樣頻率192kHz的高質量音頻信號,相比之下,CD音頻制式44.1kHz的兩聲道信號,以及最新的DVD-Audio音頻格式96kHz的6聲道信號,就相形見絀了。

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