HDMI 技术原理及测试介绍
hdmi接口工作原理
hdmi接口工作原理HDMI（High Definition Multimedia Interface）是一种数字接口标准，用于传输高质量的音频和视频信号。
它可以连接各种电子设备，如电视、电脑、DVD播放器和音响系统等。
HDMI接口的工作原理是通过串行传输将数字音频和视频信号从源设备（如DVD播放器）发送到目标设备（如电视），并通过单根高速传输线缆进行数据传输。
这种数字传输方式可以避免信号损失和干扰，从而提供更高的音视频质量。
在HDMI接口中，源设备将音频和视频信号转换为数字信号，并通过接口将其发送到目标设备。
接收端的设备会解码接收到的数字信号，并将其转换为音频和视频信号，以在显示屏上播放。
由于数字信号的传输，HDMI接口可以提供更清晰、更细腻的图像和更高质量的音频效果。
HDMI接口的特点之一是它支持高清晰度视频传输。
HDMI接口可以传输多种分辨率的视频信号，包括720p、1080i和1080p等，从而提供更高质量的视觉效果。
此外，HDMI接口还支持多通道音频传输，能够提供7.1声道的环绕音效，以及更好的立体声音频效果。
除了音频和视频信号，HDMI接口还支持其他功能，如传输网络数据和控制信号。
通过HDMI接口，用户可以将互联网连接到支持HDMI的设备上，从而享受更多的功能和服务。
此外，HDMI接口还支持CEC（Consumer Electronics Control）功能，允许用户通过一台遥控器控制多个连接的HDMI设备。
总结起来，HDMI接口的工作原理是通过数字信号的传输，将音频和视频信号从源设备传输到目标设备，提供更高质量的音视频效果。
它支持高清晰度视频传输、多通道音频传输和其他功能，使用户能够享受更丰富的娱乐体验。
hdmi原理
hdmi原理
HDMI（High-Definition Multimedia Interface）是一种数字信号
传输接口，用于在多媒体设备之间传输高清视频和音频信号。
HDMI 接口的工作原理基于一对差分信号传输和数字编解码技术。
下面将逐步介绍 HDMI 接口的原理。
HDMI 接口的信号传输基于差分信号传输原理。
差分信号传输是通过将信号分成两路，一路为正向信号，一路为反向信号，来进行数据的传输。
这种传输方式可以有效地降低传输过程中的电磁干扰和信号失真。
在 HDMI 接口中，视频和音频信号被数字化后进行传输。
信
号的数字编解码过程可分为三个步骤：编码、传输和解码。
首先，源设备（比如电脑或蓝光播放器）将视频和音频信号转换为数字信号，并进行编码。
编码过程通常使用基于特定算法的压缩技术，以减小信号的数据量，同时保持高质量的图像和声音。
接下来，编码后的数字信号通过 HDMI 线缆传输到接收设备（如电视或投影仪）。
HDMI 线缆由多个细小的导线组成，用于传输视频和音频信号。
不同类型的 HDMI 线缆支持的数据
传输速率不同，从而影响信号的质量和分辨率。
最后，接收设备接收到传输的数字信号后，对其进行解码操作。
接收设备根据信号的编码格式，将数字信号解码为原始视频和音频信号，然后通过相关部件（如显示屏或扬声器）进行显示
和发声。
通过上述过程，HDMI 接口可以实现高清视频和音频信号的传输，并保持较高的信号质量和保真度。
这使得用户可以享受到更好的视听效果，并通过单一的 HDMI 接口连接各种多媒体设备，实现更便捷的互联互通。
HDMI原理及测试方法
HDMI原理及测试方法1.HDMI原理：HDMI接口使用了一种全数字传输协议，通过高速差分对信号进行传输。
它包括多个信号通道，如视频通道、音频通道、控制通道等。
在HDMI接口上，数据以序列方式传输，使用TMDS（Transition Minimized Differential Signaling）编码来减少传输噪声。
HDMI接口支持多种分辨率，从标清到高清不等。
它也支持多种音频格式，包括立体声、5.1声道、7.1声道等。
同时，HDMI还支持CEC （Consumer Electronics Control）功能，可以通过一个遥控器来控制多个HDMI设备。
2.HDMI测试方法：为了确保HDMI接口的正常工作和高质量的信号传输，需要进行一系列的测试。
以下是几种常用的HDMI测试方法：(1)电气测试：电气测试主要用于验证HDMI接口的电信号传输性能。
这包括信号的峰值电压、差分传输幅度、时钟频率、立即传输延迟等方面的测试。
电气测试通常使用专业的测试设备，如示波器、信号发生器等。
(2)视频质量测试：视频质量测试用于评估HDMI接口传输的图像质量。
这包括分辨率、亮度、对比度、色彩饱和度、色彩准确性和图像稳定性等方面的测试。
视频质量测试通常使用图像分析仪、色彩校正仪等设备。
(3)音频质量测试：音频质量测试用于评估HDMI接口传输的声音质量。
这包括声音的清晰度、音调、声道分离度、失真度和动态范围等方面的测试。
音频质量测试通常使用音频分析仪、音频发生器等设备。
(4)兼容性测试：兼容性测试用于验证HDMI接口与其他设备的兼容性。
这包括与不同分辨率、不同音频格式和不同传输速度的设备进行连接和传输测试。
兼容性测试通常需要使用多个HDMI设备和专业的测试软件。
(5)可靠性测试：可靠性测试用于评估HDMI接口的长期使用和稳定性。
这包括信号传输的稳定性、接口连接的可靠性和信号传输的一致性等方面的测试。
可靠性测试通常需要进行长时间运行测试，并进行多次重复测试。
高清多媒体接口HDMI高级一致性测试技术
高清多媒体接口HDMI高级一致性测试技术高清多媒体接口（HDMI）是一种用于将高清视频和音频信号传输到显示设备的接口标准。
为了确保HDMI接口在不同设备之间的兼容性和性能一致性，需要进行高级一致性测试。
HDMI高级一致性测试技术是一种全面评估HDMI接口性能的测试方法。
它通过模拟真实世界的使用场景，测试HDMI接口在不同分辨率、色彩空间和音频格式下的表现。
首先，HDMI高级一致性测试会测试HDMI接口对不同分辨率的支持。
这包括标准的高清分辨率，如720p和1080p，以及更高的分辨率，如4K和8K。
测试会检查接口的带宽和像素时钟频率，确保接口能够传输高质量的视频信号。
其次，HDMI高级一致性测试还会测试接口对不同色彩空间的支持。
色彩空间指的是在表示颜色时使用的编码方式。
常见的色彩空间包括RGB和YUV。
测试会验证接口在不同色彩空间下的颜色准确性和色彩饱和度。
另外，HDMI高级一致性测试还会测试接口对不同音频格式的支持。
这包括标准的立体声音频和环绕声音效。
测试会确保接口能够传输清晰、高保真的音频信号，并支持多通道音频解码。
为了进行HDMI高级一致性测试，需要使用专业的测试设备和软件。
测试设备会生成各种测试模式的视频和音频信号，并将其通过HDMI接口送入被测设备。
然后，测试设备会分析接收到的信号，并评估接口的性能和一致性。
除了基本的高级一致性测试，HDMI还提供了一些其他的高级功能，如CEC（消费者电子设备控制）和HDCP（高级数字内容保护）。
这些功能也可以通过HDMI高级一致性测试来验证其正常工作。
总之，HDMI高级一致性测试技术是一种全面评估HDMI接口性能的方法。
它能够测试接口对不同分辨率、色彩空间和音频格式的支持，并确保接口能够传输高质量的视频和音频信号。
通过进行高级一致性测试，可以保证HDMI接口在不同设备之间的兼容性和性能一致性。
HDMI（High-Definition Multimedia Interface）是一种数字化音视频传输接口，旨在提供高清晰度的多媒体体验。
hdmi 工作原理
hdmi 工作原理HDMI（High-Definition Multimedia Interface）是一种数字传输接口，它能够传输高质量的音频和视频信号。
HDMI接口逐渐取代了传统的模拟接口（如VGA、DVI）成为主流的高清数字接口，被广泛应用于电视、显示器、投影仪、电脑等各种消费电子设备中。
HDMI的工作原理基于传输数字信号。
当设备将音频或视频信号输出时，这些数字信号通过HDMI接口被传送到接收设备。
HDMI接口通过包含多个差分信号对来传输这些数字信号。
其中，音频信号和视频信号分别通过对应的差分信号对进行传输。
HDMI接口的工作原理主要涉及以下几个方面：1. 数据编码：音频和视频信号在传输之前需要进行编码。
音频信号通常以PCM（脉冲编码调制）编码形式传输，而视频信号则可以使用多种编码方式，如TMDS（串行化差分传输）、RGB等。
2. 传输通道：HDMI接口包含多个差分信号对，其中差分信号对的数量和版本有所不同。
高版本的HDMI接口通常包含更多的差分信号对，以支持更高的带宽和分辨率。
3. 传输方式：HDMI接口通过TMDS技术将编码后的音频和视频信号传输到接收设备。
TMDS技术将数字信号通过串行方式传输，并通过差分信号对消除传输过程中可能出现的电磁干扰。
4. 数据解码：接收设备接收到传输的音频和视频信号后，进行解码操作。
解码后的信号可以通过解码器进行音频和视频处理后输出到相应的设备。
总的来说，HDMI接口的工作原理包括信号编码、传输通道、传输方式和信号解码等多个环节。
这些环节共同工作，保证了音频和视频信号能够以高质量数字形式传输，并在接收设备上得到解码和处理，最终实现高清晰度的音视频播放。
HDMI原理及测试方法
时间偏移 • 比较时间偏移值和极限值 • Tskew<0.2*Tpixel • 所有Data-Data之间都要测量
22 2009-9-22
高速信号完整性工程师培训课程
Source差分测试（7-6） ：信号对间时间偏移
1920X1080P 48bit : 2220*1125*60*(48/24)=297Mhz data rate:2.97Gbps 2.97Gbps是目前1.4规范中支持的最高数据速率
10 2009-9-22
高速信号完整性工程师培训课程
HDMI的编码/解码方法
8bit to 10bit 2bit to 10bit 4bit to 10bit
11 2009-9-22
高速信号完整性工程师培训课程
HDMI 1.4的新功能-HEAC
• HEAC: Ethernet and Audio Return Channel
• 高速以太网通讯
– 提供双向的点对点通讯 – 建立高性能的家庭网络 – 比目前的CEC提供1000被以上的传输速率 – 使用被广泛应用的以太网技术
• 数字音频流的传输
– 提供 SPDIF (Sony/Philip Digital Interface) 格式的数字通道 – 由AV 控制中心提供多功能的音频处理 – 实现 32k/44.1k/48k 高采样率的音频质量 – 音频反向传输 (Sink to Source)
• 对目前HDMI 1.3的兼容性
高清多媒体接口HDMI 原理及测试方法
HDMI – 设备类型
Source Devices
Tx
hdmi网络传输器 原理
hdmi网络传输器原理
HDMI网络传输器，也被称为HDMI网络扩展器，是一种可以通过网络连接来传输高清视频和音频信号的设备。
它能够扩展HDMI信号的传输距离，使信号可以在远距离传输而不受损失。
HDMI网络传输器的原理是将HDMI信号转换成网络数据包，然后通过网络传输到接收端，接收端再将网络数据包转换回HDMI信号。
它使用了网络通信协议进行数据传输，如
TCP/IP协议。
这种转换过程需要编解码器来进行信号的转换
和编解码处理。
在发送端，HDMI网络传输器将HDMI信号输入到编码器中，编码器将信号转换成网络数据包。
然后，通过网络连接将数据包发送到接收端。
在接收端，解码器接收到数据包，并将其解码成原始的HDMI信号。
最后，解码器将信号输出到显示设
备上，实现高清视频和音频的传输。
HDMI网络传输器通常支持不同的分辨率和音频格式，以适应
不同的显示设备。
此外，它还可以支持传输多个HDMI信号，以实现多屏幕显示。
总之，HDMI网络传输器通过将HDMI信号转换成网络数据包，利用网络通信协议进行传输，然后在接收端将数据包解码成原始的HDMI信号，实现高清视频和音频信号的远距离传输。
它是一种方便、高效的解决方案，广泛应用于家庭影院、会议室等场合。
HDMI简介及高频测试讲解
HDMI 市場發展趨勢及其應用
WHAT IS HDMI?
6 2013/7/26
HDMI 市場發展趨勢及其應用
WHAT IS HDMI?
7 2013/7/26
HDMI 市場發展趨勢及其應用
WHAT IS HDMI?
HDMI 的傳輸架構
8 2013/7/26
HDMI 市場發展趨勢及其應用
•耐久性(插拔次數可達10,000 cycle )> >板端接口耐久性高,只需 更換cable端.
•更具人性化設計(CEC),更具親和性.
•由LLC公司提供支持HDCP.(寬頻數位內容保護)
9 2013/7/26
HDMI 市場發展趨勢及其應用
HDMI 与 DVI 的比較
HDMI是在在顯示器和機頂盒之間能 夠邊加密邊傳輸HDTV數據的規格。 “MPAA（美國電影協會）目前僅批 准了基於DTCP且經由IEEE1394介面 的編碼數據傳輸和HDMI。
HDMI 市場發展趨勢及其應用
WHAT IS HDMI?
HDMI 的源起. HDMI 的應用 HDMI 的傳輸架構.
HDMI 与 DVI 的比較
結构&傳輸 高頻量測 市場發展前景
3 2013/7/26
HDMI 市場發展趨勢及其應用
WHAT IS HDMI?
HDMI--- High-Definition Multimedia Interface 高解析多媒 體介面 HDMI是第一個用來處理所有未經壓縮的數位影音資訊的介面標準； 此一介面可以做為任何A/V資訊來源、A/V接收裝置與A/V顯示裝 置間的連結介面，也就是說，透過HDMI的利用，我們可以有效地 在不同的數位影音來源裝置與數位顯示裝置間，來建立一個數位 影音環境. HDMI能夠支援所有的ATSC HDTV標準與八聲道的聲音 資訊，應用HDMI的主要目的是期望能夠藉此一介面來支援不同品 質的影像與多通道的聲音資訊的傳輸；並透過在足夠的頻寬規劃， 除了能夠為日後可能增加的需求維持其擴充性，同時也能以更快 的速度來傳輸未經壓縮的影音資訊。 目前參與HDMI制定的主要成員是歐美日的廠商為主，分別有來自 資訊電子、IC設計、內容提供等不同領域業者的參與. 分別為: Hitachi, Panasonic, Philips,Silicon Image, Sony, Thomson, Toshiba.于2002年12月9日正式公布HDMI1.0規范.并于2004年5月 20日公布了HDMI1.1規范.
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HDMI的架构如图一所示，送出TMDS信号的为Source端，而接收TMDS信 号的为sink端，最主要的连接有三对TMDS Data及一对TMDS CLK信号。当sink 端接上source端时，source侦测到HPD之后会通过DDC通道去读取sink设备EDID ROM里面的资料，资料主要包括sink端的能力或资讯，像是制造商的资讯、 制造日期或是sink端支持的解析度等，接着就会开始传输TMDS信号。
HPD检测
二、HDMI線路layout注意事項
1、差分阻抗要求（Differential Impedance):100 Ω ± 15%;
2、要降低差分对内延时差（intra-pair and inter-pair skew），同一组HDMI接口内的八个 差分信号走线需要等长;
3、如果需要绕线，请依照以下绕线建议： 3.1.降低inter-pair skew 的绕线方式 ※凹陷的弧长建议3～5倍线宽；※如果需要做好多个凹陷来绕线，凹陷跟凹陷的距 离建议8～10倍线宽；
HDMI原理介紹
HDMI 輸出設備端
HDMI 接收設備端
TMDS channel0
Video Audio HDMI transmitt er
Video HDMI Receiver Audio
TMDS channel1
TMDS channel2
control/status TMDS Clock channel
HEAC技術介紹
HDMI Ethernet Channel------HEC;
Ethernet Channel的功能主要是让使用HDMI连接的装置可以共享网络，传输速率可达 到100Mbps。如下图所示，使用HDMI线连接的装置，可藉由HEC分享网络的功能，让 装置的线数减少。
HEC
13
Audio Return Channel------ARC
3.2.避免Discontinuity
※不要有90度转角的走线方式：90度转角的地方线宽较宽，阻抗会降下来，因此会
产生不连续点；※45度转角产生的不连续比较小，在可接受的范围内；
3.3.VIA(钻孔），PADs and Test Point: 如果走线上不可避免会有几个不连续点 （discontinity）产生，建议让这些不连续点靠在一 起。（不连续点discontinity的产生，例如加了ESD 保护器件）
ARC(Audio return channel)音频回传通道，可以让音频通过ARC传至播放的装置， 诸如音响，AV扩大器等。现在多数家庭都装有无线电视或者机顶盒，提供消费者在 家里也可以收看高画质的电影。 虽然目前的电视也可以支持声音的播放，但可能是最基本的左右声道，使用者 如果有较好的播放装置，像是家庭影院，通过一条HDMI Cable就可以将音频传至播 放装置，无需额外的AV端子配线，减少接线的复杂度。
Type E Automotive
Type B Dual Link HDMI
4
HDMI各版本性能對比
HDMI版本 最初發佈日期 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 2.0
12/9/02
5/20/04
8/22/05
6/22/06
6/5/09
9/4/13
最大帶寬(Gbps)
最大音頻採樣率 CEC（消費電子控制通道） DVD音頻 SACD（音讯储存媒体）· Dolby True HD（无损压缩） DTS-HD主音頻 音頻口形同步 微型連接器 HDMI之上3D HDMI之上4k 汽車連接器 HDMI以太網通道 音頻回傳通道 4k@50/60Hz CEC擴展 雙畫面 多音頻流 21:9寬高比 動態自動聲畫同步
HDMI TMDS Data与支持分辨率的关系
TMDS對每個圖元點中的RGB三原色8bit編碼
一、HDMI帶寬和TMDS CLK的關係
TMDS時鐘與數據channel的對應關係
以上是一個適用於所有串口傳輸介面帶寬計算的公式，传输速率=总线宽度*时钟 频率。HDMI有3个TMDS通道分别传输R、G、B三原色，每个通道位宽10bit（8bit像 素数据，2位控制数据）。每10 bit对应一个时钟。 HDMI传输速率計算： HDMI1.0-1.2：最高时钟頻率为165MHz，传输速率为：165M*10*3=4.95Gbps HDMI1.3-1.4：最高时钟頻率为340MHz，传输速率为：340M*10*3=10.2Gbps。 HDMI2.0：最高时钟頻率为600MHz，传输速率为: 600M*10*3=18Gbps；(一秒可以 传输显示600M个像素点)。
二、視頻分辨率與所需傳輸帶寬的關係
視頻格式 X (象素/線) Y (線 ) F (幀/秒) 色深 (位/象素) 24 M 1 TMDS Data rate (Gbps) 1.485 TMDS CLK (MHz) 148.5
1080p
2200
1125
60
30
36 48 24
1.25
1.5 2 1
1.86
HDMI 接口分类
There are 5 types of HDMI Connectors ,Type A, B, C, D, E:
• Type A Standard HDMI Connector • Type B has 2 TMDS links. (Dual Link HDMI) for Supper High Resolutions >4K • Type C is a smaller Version of Type A • Type D is a Micro Version of Type A • Type E is for Automotive applications
HDMI接口HDMI编码图例：3个TMDS分别传输像素点的RGB数据
每一个标准的HDMI连接，都包含了3个用于传输数据的TMDS传输通道，还有1个独立的 TMDS时钟通道，以保证传输时所需的统一时序。在一个时钟周期内，每个TMDS通道都能传送 10bit的数据流。而这10bit数据，可以由若干种不同的编码格式构成。 一般来说，HDMI传输的编码格式中要包含视频数据（HDMI1.3版本前每个像素采用24bit）、 控制数据和数据包（数据包中包含音频数据和附加信息数据，例如纠错码等）。TMDS每个通道 在传输时要包含一个2bit的控制数据、8bit的视频数据或者4bit的数据包即可。在HDMI信息传输过 程中，可以分为三个阶段：视频数据传输周期、控制传输周期和数据包传输周期。
特点:
4k x 2k @ 50/60Hz
高保真音频
新彩色空间(New Color Space) 剧院格式 双视图
HDMI 展台 4k x 2k CES 2014, Las Vegas
BTU-R .2020 Color Space
HDMI 2.0接口变化
HDMI2.0新增功能:
1.分辨率增至4K@50/60（2160p）, 是1080p/60视频分辨率清晰度的4倍，是视频的超极体验。 2.增至32个音频通道，畅享身临其境般的多维音频体验。 3.音频采样率增至1536kHz，提供最高的音频保真度。 4.同步传输双视频流，让不同用户在同一屏幕上观看不同视频。 5.同步传输多个音频流至多个用户（最高可达4个）。 6.支持广角影片， 提供广角影院21:9宽高比的全新体验。 7.动态自动声画同步 8.CEC扩展对单一搖控器控制多个消费电子产品提供更多的扩展控制命令
ARC
HDMI設計注意事項
一、HDMI線路原理圖設計注意事項 1.HDMI接口的ESD及EMI防護
1.Back Drive Protection 2.Hot Plug Detect 3.Short Circuit Protection
消除共模干擾
ESD防護
二、帶MHL功能的HDMI接口電路設計
MHL检测
control/status
Display data channel (DDC)
EDID ROM CEC HEAC
High/Low
CEC HEAC Detect
CEC Line Utility line HEAC通道是1.4規範新增的功能 HPD line
HDMI1.4傳輸原理圖
HDMI标准继续沿用了和DVI相同的，由Silicon Image公司发明的TMDS(Transition Minimized Differential Signaling)最小化传输差分信号技术。 TMDS差分传动技术是一种利用2个引脚间电压差来传送信号的技术。传输数据的数值 （“0”或者“1”）由两脚间电压正负极性和大小决定。
HDMI 技術原理及測試介紹
HDMI 2.0 测试展示台 CES(消费电子展) 2014, Las Vegas
报告綱要 HDMI定義及接口分類 HDMI發展歷程及個版本性能對比 傳輸原理介紹 設計注意事項 HDMI測試介绍
HDMI 定義及架构
高清晰度多媒体接口（英語：High Definition Multimedia Interface，简称HDMI）是一种全數 字化視頻和聲音发送接口，可以发送未壓縮的音頻及視頻信号 2002年4月，来自电子电器行业的7家公司——日立、松下、飛利浦、Silicon Image、索尼、 汤姆逊、東芝共同组建了HDMI高清多媒体接口接口组织HDMI Founders（HDMI论坛），开始着 手制定一种符合高清时代标准的全新数字化视频/音频接口技术。
4.95
768kHz
4.95
768kHz
4.95
768kHz
10.2
768kHz
10.2
768kHz
18
1536kHz
HDMI 2.0: 传承自HDMI1.X
继续采用TMDS信号(Transition Minimized Differential Signaling)