一.什么是HDMI？
HDMI(High-Definition Multimedia Interface)稱為高清晰度多媒體接口，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接口。HDMI 接口由 SiliconImage 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制造商聯合成立的工作組共同開發。

HDMI 總線采用 TMDS(Time Minimized Differential Signal)最小化傳輸差分信號的傳輸技術，TMDS是一種微分信號機制，采用的是高速差分傳輸方式。每一個標準的 HDMI 通道包含了3對用于傳輸數據的TMDS 信號線和1 對獨立的TMDS 時鐘傳輸線，以保證傳輸時所需的時序統一。在一個時鐘周期內，每對 TMDS 通道都能傳送 10bit 的數據流，而這 10bit 數據，可以由若干種不同的編碼格式構成。通常情況下，時鐘線上的時鐘頻率為數據線上數據傳輸速率的1/10，如現在數據的輸出速率為3.4Gb/s，那么時鐘信號的頻率就為 340MHz。當然，HDMI總線上不僅只有數據和時鐘信號，還有很多其他比較重要的信號，如熱插拔信號線HPD線、顯示數據的通道信號線DDC(Display Data Channel)、電源和地線等。如圖所示為 HDMI 總線協議中定義的各種信號連接示意圖。

HDMI出現在很多需要顯示的產品設備上，根據 HDMI 標準協議的定義，HDMI 設備分為源設備(Source)、接收設備(Sink)和線纜(Cable)。源設備是產生HDMI信號的設備。主要有機頂盒、計算機、高清視頻播放器等;接收設備就是接收 HDMI信號的設備，主要有顯示器、投影機等;線纜是傳輸 HDMI信號的電纜，用于連接源設備和接收設備，電纜又分為有源電纜和無源電纜。

不管是源設備，還是接收設備，或是電纜，都會涉及信號完整性方面的問題。對于源設備就需要保證發送的HDMI號滿足信號完整性，主要關注的就是TMDS 的發送信號質量;對于接收設備，就需要保證完整的接收到HDMI信號并顯示出來，關注的就是接收的TMDS信號的質量。所以對產品的原理圖或PCB進行信號完整性仿真也主要關注HDMI的TMDS信號。

二.HDMI的電氣規范
HDMI接口類型：
A類（Type A）HDMI A Type是使用最廣泛的HDMI線纜，HDMI A接口共有19pin，寬度為13.9毫米，厚度為4.45毫米。一般平板電視或視頻設備，都提供了這種尺寸的接口，Type A有19針，寬度為13.9毫米、厚度為4.45毫米，現在日常生活使用中的影音設備99%都配有這種尺寸的接口。比如：藍光播放器、小米盒子、筆記本電腦、液晶電視、投影機等等。

B類（Type B）HDMI B Type生活中比較少見。HDMI B接口采用29pin，寬度21毫米。HDMI B Type的數據傳輸能力比HDMI A type快近兩倍，相當于DVI Dual-Link。由于多數影音設備工作頻率均在165MHz以下，而HDMI B Type的工作頻率在270MHZ以上，在家庭應用中完全是過于“強悍”，現在只應用于一些專業場合，如WQXGA 2560×1600以上的分辨率。

C類（Type C）HDMI C Type常稱為Mini HDMI，它主要是為小型設備設計的。HDMI C Type同樣采用19pin，其尺寸為10.42×2.4毫米比Type A小了將近1/3，應用范圍很小，主要應用在便攜式設備上，比如數碼相機、便攜式播放機等設備。

D類（Type D）HDMI D Type俗稱Micro HDMI。HDMI D Type是最新的接口類型，尺寸進一步縮小。采用了雙排針腳設計，同樣為19pin，寬度只有6.4毫米，厚度2.8毫米，很像Mini USB接口。主要應用于小型的移動設備上面，更適用于便攜和車載設備。比如：手機、平板電腦等。

E類（Type E) HDMI E Type主要用于車載娛樂系統的音視頻傳輸。由于車內環境的不穩定性，HDMI E Type在設計上具備抗震性、防潮、耐高強度、溫差承受范圍大等特性。在物理結構上，采用機械式鎖定設計，能保證接觸可靠性。

啟動HDMI主要的TMDS都是3.3V電平的差分數據線。一般按照要求直連既可。主要在PCB設計時注意阻抗和EMI問題。下面主要分析其它通信線的電氣特性。

1.+5V電源
對于+5V的供電電壓應該滿足4.7V~5.3V的電壓范圍，源端的供電電流應該大于等于55mA，應該有0.5A的過流保護能力；對于接收端消耗電流能力應該小于50mA。

2.DDC信號
從下面連個圖可以看出DDC總線的電容不要超過700pF，發送端的上拉電阻應該在1.5K~2K之間；接收端上拉電阻應該在47K（±10%），并且總線電平應該是5V；

3.HPD信號
HPD信號主要用于檢測HDMI是否有插入，源端與接收端的高低電平閾值如下圖所示。值得注意接收端的輸出電阻是1K，電平是5V。

4.CEC信號
CEC信號主要是消費電子控制通道，主要用于簡單控制家庭設備使用，既可用于發送也可以接收數據。電平是3.3V的，通常在發送端通過上拉一個27K電阻到3.3V的電源。
差分模式和共摸模式

三.HDMI芯片
1 信源端
PS5和XSX，在GPU中都沒有整合HDMI的控制芯片，而是單獨一塊SOC負責HDMI：
PS5用的是松下半導體的MN8639，索尼游戲的老朋友，PS4和PS4 Pro分別用了松下的MN86471A和864729。

目前MN8639支持FRL模式下每通道8Gb帶寬，4個通道32Gb帶寬。
XSX用的是NB7NQ621M，來自安森美半導體。最大支持40Gb帶寬和DSC影像壓縮 。微軟在XSX上換了新的芯片供應商，天蝎座（Xbox one X）上用的還是德州儀器的TDP 158 HDMI控制芯片。
圖像信號通過游戲主機GPU處理完后，首先通過HDMI芯片編碼，然后再將高頻率電信號以固定的速率，通過HDMI線傳輸至電視機或者功放系統；

2 顯示端
在電視和顯示器上，HDMI 控制芯片一般整合在CPU SOC中。
華碩PG32UQ顯示器采用的是聯詠科技（聯發科子公司）NT68552UPG，集成HDMI 2.1和DP 1.4控制。

索尼X9500G上，聯發科MT5998 處理芯片中整合了HDMI控制器。
當圖像信號通過HDMI接口傳輸過來后，主控芯片的HDMI控制器經過解碼后，再交給GPU或者其他圖像芯片處理。
索尼中高端電視機圖像處理都交由專門的X1或者XR畫質芯片處理。

在MTKS900芯片內部，整合了48Gb帶寬的HDMI 2.1控制芯片，但是因為芯片算力不夠，如果電視機沒有額外的畫質處理芯片，電視機工作在4K 120hz時，垂直分辨率會從2160P減到1080P，這也是部分電視機4K 120hz模糊的根本原因。

所以信源設備能夠和顯示設備最終能不能使用48Gb帶寬，可不可以VRR，主要取決于信源端和顯示端兩塊HDMI控制芯片的協商，這個協商過程是通過EDID來進行的。
另外，有些顯示器的HDMI 2.1芯片只支持單通道FRL 6Gb帶寬，也就是HDMI 2.1最大帶寬24Gb，4K 120Hz 444 10bit只能通過DSC實現。
如果連接不支持DSC的PS5，那么PS5的4K 120hz模式，只能以420色度二次采樣實現。

先水到這里，借鑒了很多網上的資料，寫這個是因為后面要對HDMI進行仿真。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的HDMI简单介绍的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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