HDMI接口的基本原理

一、综述

随着音视频产品和格式的发展，特别是HDTV产品日益被普通消费者所接受，高清格式节目所带来的大量数据的传输压力、更多的高保真声道导致的布线混乱，以及日益重要的高清音视频节目版权保护，都向技术发展提出了新的要求。

目前，主流数字家电的接口规范只能传输压缩或未压缩数字视频信号，音频信号需要单独的接口进行连接，这在使用过程中给普通消费者带来了诸多不便。1998年9月，Intel在其开发者论坛(Intel Developer Forum; IDF)上宣布成立数字显示工作小组(Digital Display Working Group;DDWG)。并于1999年4月提出了DVI(Digital Visual Interface;数字视频接口)，成为计算机和电视可以共用的显示设备接口。DVI的出现，正式提供了“数字输出→ 数字输入”的快捷方案。由于数字传输的诸多优势，如今的PC显示卡和显示器都逐渐改成以DVI为主要输出、入接口。但是DVI接口仅仅保持在视频信号的传输方面，并没有包括音频信号的传输。

本世纪初，在Holly Wood大多数影音工作室、制片商、众多著名电视节目供应商、有线电视工业界及大多数消费电子制造商的认同下，由Silicon Image倡导，联合Sony、Hitachi、Panasonic、PHILIPS、THOMSON(RCA)、Toshiba等数家著名消费电子制造商成立的工作组共同开发，并签署协议认可推出了高清晰度数字多媒体接口HDMI(High-Definition Digital Multimedia Interface;HDMI)接口标准，并于2002年12月正式公布了HDMI Version l.0规范。该接口推出后不久，DVD论坛便于2003年10月批准HDMI为标准信号传送制式之一。2004年5月HDMI 1.1规格发布，2005年8月又推出了1.2标准，目前的最高版本是于2005年12月14日推出1.2a标准。

二、HDMI在应用方面的优势

足够的带宽需求：众所周知，数字高清视频所需的数据量，以及相应的数据传输量是非常巨大的，连接信号源与接收端的数据接口和线缆必须能提供大于数字高清视频播放所要求的带宽，我们才可以看到真正的高清视频影像。HDTV 1080p高清模式所需的数字带宽大约在2.0Gbps~2.2Gbps之间，算上八声道(7.1音响系统)的音频传输需求，不过总的带宽需求也没有超过4Gbps。而HDMI 1.0标准可以在HDMI接口间提供5Gbps的传输带宽，所以HDMI现在的协议完全可以满足高清格式节目播放的要求。



不过HDMI不单单是只支持数字高清这么简单，而且现在HDMI的规范标准才1.2a版而已，主流数字高清的高标准1080p在其现有基础上支持完全没有问题，但今后随着数字高清标准的进一步提高，相信新的规范会在带宽上有很大的提升，USB1.0到USB2.0，IEEE1394a到IEEE1394b的带宽提升都是很好的先例。由此可以推断，HDMI较大的扩展空间仍将能满足未来视听产品更大的带宽要求。

音视融合：这是HDMI接口最振奋人心的地方，通过它我们可以直接欣赏到数字高清所带来的震撼效果，而不用分开来传送音频和视频，它也是目前为止唯一可以提供音频视频同时进行数字高清传输的接口。

超乎想象的简洁：想象一下，在我们平常连接影音设备的工程是多么浩大。一般来说，视频方面我们需要3条色差线，而音频方面根据我们所用系统的不同，将会越来越复杂，比如5.1系统，我们将会采用6条连线，而7.1则更是需要8条连线。面对纷繁复杂的一大堆接线，相信所有人都会感到疲倦。而现在，对应HDMI接口，我们只需要一根连线就可以完成全部工作，并且HDMI能够支持即插即用，最大化的减轻你的工作并使你的家庭影院系统远离众多连线的烦恼。

HDMI接口虽然功能强大，但是它却非常小巧，只有平常所用的USB接口大小，比起庞大的DVI接口来，小巧的设计使得它更容易被安装到设备中去，比如高清DV就是其能够很好展示特性的空间。



良好的兼容性：无可否认，现在提供DVI接口支持的设备数量远远大于提供HDMI接口的设备数量。因为HDMI的起步比DVI晚了许多，为了能够更加顺利的推广HDMI接口，HDMI完全兼容DVI(因为它们的原理比较相似，HDMI在针脚上和DVI兼容，只是采用了不同的封装)，通过DVI-HDMI接口转接器，我们就可以方便的使用HDMI接口了

出色的抗衰减能力：HDMI在数据传输方面有着出色的抗衰减能力，这使得它在长距离传输上比DVI等方式更具优势，而且HDMI抗衰减能力的出色之处还表现在它对线材的不挑剔，普通HDMI线与高价HDMI线的性能表现类似，这一特性使得消费者能够节省不少在线材方面的花费。HDMI的卓越特性使得它在极限电缆长度的情况下都表现优异的性能，HDMI没有指定线缆的距离限制，这也是很多网上都说HDMI没有长度限制的原因。现在一般的线缆厂商提供的HDMI铜线都在15米以内，一方面有良好的可靠性保证，一方面价格比较利于消费者接受，这一距离范围也远远超过DVI所能保证的5米距离。曾有人做过长达50米的HDMI线，据说还可以保证基本使用，可见其抗衰减能力的确不错。不过这种方法一般来说不值得推荐，在更长距离传输中，还是推荐使用光纤或者带信号放大功能的中继器连接，以确保高质量的信号传输。

支持更多原色色深的数字视频信号：DVI由于产生于PC平台，其支持的原色的色深受限于True Color的24bit，即三原色各自有8bit数字视频信号，而现在的数字电视要求的是36bit高逼真画面，即要求三原色各自有12bit数字视频信号。目前，DVI无法满足这种要求，而HDMI则可以支持12bit数字视频信号。HDMI的出现使我们可以欣赏到色彩层次更加丰富，暗影细节更多的画面。

三、HDMI接口的一般介绍

一般的HDMI连接器分为Type A和Type B，通常Type A接口携带所有的HDMI信号，包括一个单一的TMDS link。而Type B连接器稍微大一些，携带了两个TMDS Link，一般用于相对要求较高的计算机显示方面。

一般而言，Type A的连接器可以满足165KHz之下的传输需要，超过了165KHz则需要采用双TMDS Link 的Type B类连接器。并且HDMI dual-link兼容DVI 1.0 dual-link结构。

如图1所示，是Type A插座和插头的结构示意图。



其中，插座的外壳有一个锁死装置，以屏蔽电磁干扰;当插头插入的时候，弹性的锁死装置会自动弹起。

如图2所示，是Type B插座和插头的结构示意图。



类似的，其外壳上也有一个锁死装置，以屏蔽电磁干扰;当插头插入的时候，弹性的锁死装置会自动弹起锁死。