1、HDMI 市场和技术概要,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,2,议程,HDMI 市场采用情况HDMI 系统概述HDMI 结构概述扩展显示器识别数据 (EDID)高清内容保护 (HDCP)消费电子控制 (CEC)产品概述,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,3,Silicon Image公司,创始于1995年1999年上市 (纳斯达克: SIMG)全世界约有250名员工2003年营业额为1亿3百万美元DVI和HDMI数字接口规范的基本技术发明者DV
2、I和HDMI产业工作组的联合创立人串行ATA工作组的主要贡献者DVI, HDMI和SATA半导体的市场领导者,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,4,市场和产品,消费电子,存储,个人电脑,市场,产品,存储应用,DVD,PVR,DTV,AV/RX,STB,个人电脑,电脑显示器,显卡,笔记本电脑,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,5,一个世界范围内的标准,北美在2004年带有HDMI接口的数字电视机的输出接口带有DVI的模式FCC, DVD, 有线行
3、业标准要求数字接口欧洲2005年中EICTA HD Ready 标识欧洲的显示器必须强制带有DVI-HDCP 或 HDMI-HDCP 。内容发行者宣布到2006年将为高清内容发行作准备。卫星、有线、地面机顶盒必须带有 HDMI 输出日本在2003年国内的模型已带有HDMI接口 DVD, PDP, LCD-TV高清地面广播启动 带有HDMI接口的机顶盒可以使用。亚洲在2005年中国国内市场将把HDMI接口应用到 EVD/HVD, DTV上。在2004年台湾、韩国已出现带有HDMI接口的国内 LCD-TV, PDP样品。,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All
4、rights reserved.,6,DVD市场中HDMI的采用情况,数据来源: Display Search, IDC, Silicon Image,包括 DVD播放器,刻录机HDMI使DVD播放器能够在美国市场上以150 美元的低价出售。绝大部分带有 集成计数器性能 (720p/1080i 输出) ，该性能要求 HDMI-HDCP 输出。至2006年HDMI的加法器成本低至1.5美元。带有集成HDMI的DVD SOC 2007年可实现 (加法器成本定位在0.20美元),Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,7,机顶盒市
5、场内的HDMI采用情况,数据来源: Display Search, IDC, Silicon Image,包括有线, 卫星, 陆地, IP 机顶盒高清驱动了HDMI的使用节目发行者 (CableLabs, DirecTV, BSkyB)要求 HDMI-HDCP 连接。带有集成HDMI接口的SOC 将于今年实现。,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,8,DTV 市场上的HDMI 采用情况,Source: Display Search, IDC, Silicon Image,包括直观式 CRT, Rr. Proj., LCD
6、-TV, PDP在美国市场上HDMI 接口逐渐成为标准，以尺寸大于20寸的显示器尤为突出。期望这样的形式可以朝着13寸显示屏的方向发展以及扩展到世界各地。带有集成HDMI接口的SOC 将于今年实现。,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,9,采用HDMI的新市场,消费者AV 接收器市场目前采用HDMI在2006年HDMI将延伸至便携式电子学领域高清的可携式摄像机数码相机集成SOC支持HDMI接口已在发展趋势中带有HDMI接口的数码相机SOC 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携式市场个人电脑媒
7、体中心的PC机必须有HDMI输出2H05产品发布现在开始Silicon Image宣布德克萨斯州指定HDMI为PC机市场的接口Microsoft/Intel正在制定标准来支持HDMI输出Longhorn 操作系统必须有HDCP的支持,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,10,议程,HDMI 的市场采用情况HDMI 系统概述 HDMI 结构概述扩展显示器识别数据 (EDID)高清内容保护 (HDCP)消费电子控制(CEC)产品概述,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights r
8、eserved.,11,HDMI和DVI之间的比较,DVIHDMI传输编码 TMDSTMDS, TERC4视频格式24-bit RGB, 4:4:424-bit RGB, 4:4:424-bit YCbCr, 4:4:416/20/24-bit YCbCr, 4:2:2音频格式无2/6/8-ch., 32-192kHz控制信息 无AVI InfoFramesEDID是 (仅用于视频)是 (用于音视频)电子消费控制无CEC一致性测试 无 是（CTS）控制标准 DVI 1.0HDMI 1.1CEA-861CEA-861BHDCP 1.0HDCP 1.1VESA 1.3VESA 1.3,Copyri
9、ght 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,12,HDMI 规范语言,发送器 = 内容提供者 (DVD, 机顶盒)接收器 = 显示设备 (DTV, LCD-TV, PDP)转发器 = 音视频接收器 (HDMI 入, HDMI 出),Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,13,HDMI A型连接器,A型传输所有必要的HDMI信号单个TMDS连接消费电子应用B型传输TMDS双路连接,用于个人电脑的使用 (分辨率 UXGA),从HDMI规范1.0, Section 4.1.4
10、 Connector Pin Assignments,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,14,HDMI 源端设备,HDMI 接收设备,HDMI 传输器,EDID ROM,HDMI系统运行,视频,音频,控制/状态,TMDS Channel 0,TMDS Channel 1,TMDS Channel 2,TMDS 时钟通道,HDMI 接收器,视频,音频,控制/状态,CE Control (CEC),视频音频信息包,支持音视频格式,消费电子控制 (CEC),Copyright 2004 Silicon Image Inc.
11、All rights reserved.,15,HDMI 典型的视频帧,数据岛周期 音频数据 辅助数据 控制周期,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,16,数据岛,音频、辅助信息等信息包在数据岛内传输HSYNC和VSYNC也在数据岛时期被传输信息包类型:空音频采样音频时钟恢复信息帧,视频,数据岛,视频,视频消隐期,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,17,HDMI 分组结构,分组类型空 可忽视的，都为零音频时钟再生 子分组包含重建音频时钟的N和CT
12、S音频采样 包含1到4个音频样本EIA/CEA-861B信息帧 说明视频、音频和MPEG格式以及用户定义的信息分组特定数据 用于音频采样和信息帧,32 像素,主体,标题,纠错码,分组类型,分组特定数据,BCH纠错码,HDMI 分组,8数位,16数位,8数位,分组标题,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,18,HDMI分组结构,主体部分包括四个子分组，每个长度为64数位包括数据和BCH纠错码信息帧分组为最多为30字节 (长度在包头中说明)只允许CEA-861B定义的信息帧,32 像素,主体,标题,纠错码,子分组,子分组,子
13、分组,子分组,数据,BCH纠错码,HDMI分组,分组主体,56比特,8比特,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,19,AVI信息帧分组实例,信息分组包头,分组主体,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,20,HDMI音频支持,所支持的音频格式压缩数字音频 (杜比数码, THX, DTS等)任何能通过S/PDIF传输的音频格式未压缩的数字音频2/6/8声道, 32-192kHz 采样率所支持的DVD音频(HDMI 1.1版)所支持的SACD(HDMI1
14、.2版)正在接受评估的DTSHD, Dolby Digital+, MLP总能获得CD质量音频所需的基本音频2声道, 16数位, 32/44.1/48kHz 音频传输规则如果一个HDMI源端设备支持其任何输出的音频传输,则:它一定支持HDMI音频传输最小的“基本音频” 支持如果一个HDMI接收设备支持其任何输入的音频接收:它一定接收所有HDMI输入的音频最小的2声道的PCM “基本音频”,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,21,HDMI音频传输,音频时钟不通过HDMI缆线传输时钟通过使用N, CTS 值的HDMI接收器
15、再生N, CTS 由基于正在传输的音频由源端编写可实现高质量的音频再现 (例如：信噪比为100分贝时，带有SiI9031的 THD+N),Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,22,HDMI视频支持,RGB强制用于所有源端设备和接收设备如果源端设备可通过任何其他端口输出YCbCr (可以使用4:4:4或者4:2:2) ，则源端设备必须支持YCbCr输出 如果接收设备可以通过任何其他端口输入 YCbCr (4:4:4和4:2:2必须都支持) ，则接收设备必须支持YCbCr输入如传输的是非RGB数据或带有像素复制的传输，则需要
16、AVI的信息帧有时使用像素复制支持高端音频推荐常包括完整的AVI数据,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,23,HDMI E-DDC总线,HDMI E-DDC是在DVI上使用的DDC的超集DDC是与I2C兼容的总线HDMI允许E-DDC总线达到100 kbps，用于更长缆线的支持SiI9030传输器已经集中在I2C主板上 (DDC 总线) -在DDC上不可见micro-to-Tx和micro-to-Rx的传输,DVD or STB,DTV,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rig
17、hts reserved.,24,HDMI +5V, 热插拔和RSEN,HDMI将+5.0V从源端设备传输到接收设备E-EDID可从未加电的显示器获得热插拔信号从接收设备回到源端设备HTPG=1表示连接的接收设备可带有EDIDHTPG=1不一定是上电了的显示器在每个下行流连接事件触发HTPG为低电平接收器检测 (RSEN)RSEN=1表明接收器芯片上电。Silicon Image发送器增加的特征，不是 HDMI或DVI规范的一部分,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,25,HDMI E-EDID 规范,接收设备EDID包
18、括视频模式音频模式带有CEC地址的VSDB源端设备支持分段指示器数据块图DVI-HDCP CEA-861,基本显示器X 音视频定时支持,增强显示器X音视频定时支持,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,26,HDMI E-EDID 分层,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,27,HDMI E-EDID 数据块 0,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,28,HDMI E-EDID
19、 部件1,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,29,HDCP 概要,HDCP 市场要求DVD必须用于DVD播放器任何的数字输出如果视频格式大于480p/576p，只用HDCP加密输出对于如蓝光等新HD标准的要求机顶盒满足北美内容发行商的要求DIRECTV, Echostar, CableLabs期待2005年欧洲新的HD广播。显示器北美Cable ready的数字电视所要求的HDCP 技术使用个人-公共加密系统可更新的系统 撤销可宣布系统被“黑”，然后放到撤销列表中主机管理整个HDCP认证过程认证, 转发支持, 撤销,C
20、opyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,30,HDCP 加密/解密,发送器,接收器,HDCP密码,HDCP密码,TMDS编码器,TMDS解码器,TMDSEncryptedLink,视/音频数据通过像素到像素原理进行加密,HDCP密钥,HDCP密钥,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,31,主机 设备 A,显示器 设备 B,Initiate Authentication: Aksv, An,HDCP 认证协议,Generate Random Number
21、An fromfree running DVIBlockCipher,Response: Bksv, R0,Km = Bkeys over Aksv,Check for Bksv in revocation list.,Km = Akeys over Bksv,KS = DVIBlockCipher(Km, An)M0 = DVIBlockCipher(Km, An)R0 = DVIBlockCipher(Km, An),KS = DVIBlockCipher(Km, An)M0 = DVIBlockCipher(Km, An)R0 = DVIBlockCipher(Km, An),(vert
22、ical 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 isperformedat start of CP session,Key generationis repeated every frame duringvertical re
23、trace,Ki = DVIBlockCipher(KS, Mi -1)Mi = DVIBlockCipher(KS, Mi -1)Ri = DVIBlockCipher(KS, Mi -1),Frame iData Encryption,(active data frame i ),DVIStreamCipher(Ki, Mi, RGB),DVIStreamCipher(Ki, Mi, RGB),KS = Session key,Ki = Frame key,Km = Authentication key,Shared secretes:,Verify R0 = R0,Copyright 2
24、004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,32,CEC 概要,HDMI中可选的特征如不用,则通过CEC单线信号如实施的话,则与micro的控制协议基于欧洲音视频连接协议允许使用者控制所有连接HDMI设备:一个遥控器可协调的显示菜单智能化开机和关机向所有电子消费设备的Multi-Drop网双向对等带宽数位时间相当长. 大约4.8msec速率 (包括ECC和校验总和) . 每秒26字节设备地址存储在VSDB的里的接收器的EDID中通过EDID读数,由源端设备发现,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,33,总结,HDMI是用于数字音视频传输的一个非常灵活安全的方式为了实施方便起见,以现行的标准为基础提供增强的特征,使消费者有更佳的体验,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,34,议程,HDMI 市场采用情况HDMI 系统概述HDMI 结构概述扩展显示器识别数据 (EDID)高清内容保护 (HDCP)消费电子控制 (CEC)产品概述,
