HDMI2.0多媒体接口综合解决方案

HDMI

2.0多媒体接口综合解决方案研讨会大纲©

2014

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reserved.2HDMI介绍HDMI

版本

2.0信号完整性

@6

GbpsHDCP

1.4

2.2SoC

设计考虑总结与提问研讨会大纲©

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reserved.3HDMI介绍HDMI

版本

2.0信号完整性

@6

GbpsHDCP

1.4

2.2SoC

设计考虑总结与提问DVD

播放器数字家庭音视频接收机摄录机便携式设备手持设备台式机PC机照相机液晶电视显示器笔记本投影仪机顶盒游戏机简单可靠性能30亿台设备1300

家采用音视频连接的事实标准全球接受©

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reserved.4什么是HDMI

?4KHDMI世界的热点是什么

…©

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reserved.5HDMI

标准组织采纳者~1300组织论坛~80技术工作组营销工作组奠基者组织监督并管理论坛活动。每2年选举一次©

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reserved.6奠基者许可版权，执行，版税，物流，自动测试中心等等采纳者开发符合最新规范的HDMI产品论坛支持和开发HDMI规范的未来版本技术工作组&营销工作组技术和营销工作组/任务组研讨会大纲©

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reserved.7HDMI介绍HDMI

版本

2.0信号完整性

@6

GbpsHDCP

1.4

2.2SoC

设计考虑总结与提问©

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reserved. 8HDMI

版本

2.0Gbps/通道6.0002 03 04 05 06 07 08 0910 11 12 131.652.253.40V1.0 V1.1AV电缆

DVD PC1080p 音频

支持V1.2V1.3DeepColor迷你连接器V1.43D

模式音频回传V2.04K

模式超高清体验©

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reserved.9HDMI

版本

2.0从

10.2Gbps提高到18Gbps带宽@60Hz=

无闪烁体验4K

x2K新的色彩模式YCbCr

4:2:02

个视频和音频流多数据流视频与音频支持真正影院体验的新的帧格式21:9高效的先进音频(HE-AAC)与32声道音频音频特性改进的远程控制CEC

2.0考虑了电缆特性检错减少电磁干扰TMDS加扰可提供超高清体验的4K模式©

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reserved.10带宽60Hz,

24-Bit

Color，逐行标清720

x576高清1280

x

720全高清1920

x

1080带3D功能的全高清1920

x

1080

x

24倍高清3840

x

2160超高清4K/2K(4096

x

2160)0.81

G2.25

G4.46

G8.91

G17.8

GHDMI2.0©

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reserved.114K

x

2K

视频帧4096x2160

视频帧中的TMDS周期数据岛周期垂直命令周期2250总行数2160有效行数命令周期数据岛周期水平消隐4096

有效像素4400

总像素o

2250

水平像素

Xo

4400

垂直像素

Xo

60

帧/秒

X8

Bits/色X3

色

(RGB

或

YCC)

X10B/8B

TMDS编码=

17.82Gbps数据视频周期活动视频HDMI音频数据块•

多音频流传输•

3D

音频传输•

3D

扬声器分配供应商特殊数据块•

3D

双路/独立观看•

针对EMI/RFI

进行加扰•

字符错误检测©

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reserved.12©

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reserved. 13跟闪烁说

再见可提供超高清体验的4K模式21:9

显示器4:316:921:9HDMI2.0©

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reserved.1421:9

视频帧

(3840x2160p,VIC

107)3840x2160

视频帧的TMDS周期数据岛周期垂直命令周期命令周期2250总行数2160有效行数数据岛周期水平消隐3840

有效像素4400

总像素• 2250

水平像素

X• 4400

垂直像素

X• 60

帧/秒

X• 8

比特/色

X3

色

(RGB或

YCC)X10B/8B

TMDS

编码• =17.82Gbps©

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reserved.15视频数据周期活动视频颜色格式YCbCr

4:4:4– 像素

1:

Y

(8

比特)

+

B

(比特)

+

R

(8

比特)

=

24

比特– 像素

2:

Y

(8

比特)

+

B

(比特)

+

R

(8

比特)

=

24

比特– 像素

3:

Y

(8

比特)

+

B

(比特)

+

R

(8

比特)

=

24

比特– 像素

4:

Y

(8

比特)

+

B

(比特)

+

R

(8

比特)

=

24

比特– 小结:

每个像素24

个比特8 88 8 8 888 8 8 88YCbCr

4:2:2– 像素

1:

Y

(8

比特)

+

B

(8

比特)

=

16

比特– 像素

2:

Y

(8

比特)

+

R

(8

比特)

=

16

比特– 像素

3:

Y

(8

比特)

+

B

(8

比特)

=

16

比特– 像素

4:

Y

(8

比特)

+

R

(8

比特)

=

16

比特– 小结:

每个像素16个比特YCbCr

4:2:0– 像素

1:

Y

(8

比特)

+

B

(比特)

+

R

(8

比特)

=

24

比特– 像素

2:

Y

(8

比特)

=

8

比特– 像素

3:

Y

(8

比特)

=

8

比特– 像素

4:

Y

(8

比特)

=

8

比特– 小结:

每个像素12个比特YCb Cr视觉无损88888888888888HDMI2.0©

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reserved.16Confidential4K

视频模式分辨率720

4K帧速率60

120Hz色彩深度24

48

比特带宽2250

水平像素

X4400

垂直像素

X60

帧/秒

X8比特/色

X3色

X10B/8B

TMDS

X=

17.82Gbps©

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reserved.17分辨率帧速率色彩深度编码带宽使用案例4K

x2K60Hz24

比特YCC44417.82

Gbps标准4K

x2K60Hz24比特YCC4208.91

Gbps传统4K

x2K120Hz24

比特YCC42017.82

Gbps体育4K

x2K60Hz48

比特YCC42017.82

Gbps全景4K

视频模式分辨率720

4K帧速率60

120Hz色彩深度24

48

比特带宽2250

水平像素

X4400

垂直像素

X60

帧/秒

X8比特/色

X3色

X10B/8B

TMDS

X=

17.82Gbps©

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reserved.18分辨率帧速率色彩深度编码带宽使用案例4K

x2K60Hz24

比特YCC44417.82

Gbps标准4K

x2K60Hz24比特YCC4208.91

Gbps传统4K

x2K120Hz24

比特YCC42017.82

Gbps运动4K

x2K60Hz48

比特YCC42017.82

Gbps全景4K

视频模式分辨率720

4K帧速率60

120Hz色彩深度24

48

比特带宽2250

水平像素

X4400

垂直像素

X60

帧/秒

X8比特/色

X3色

X10B/8B

TMDS

X=

17.82Gbps©

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reserved.19分辨率帧速率色彩深度编码带宽使用案例4K

x2K60Hz24

比特YCC44417.82

Gbps标准4K

x2K60Hz24比特YCC4208.91

Gbps传统4K

x2K120Hz24

比特YCC42017.82

Gbps运动4K

x2K60Hz48

比特YCC42017.82

Gbps全景4K

视频模式分辨率720

4K帧速率60

120Hz色彩深度24

48

比特带宽2250

水平像素

X4400

垂直像素

X60

帧/秒

X8比特/色

X3色

X10B/8B

TMDS

X=

17.82Gbps©

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reserved.20分辨率帧速率色彩深度编码带宽使用案例4K

x2K60Hz24

比特YCC44417.82

Gbps标准4K

x2K60Hz24比特YCC4208.91

Gbps传统4K

x2K120Hz24

比特YCC42017.82

Gbps运动4K

x2K60Hz48

比特YCC42017.82

Gbps全景TMDS加扰没有加扰时的TMDS

数据通道电磁干扰有加扰时的TMDS数据通道-20dB

↓

能量峰值• HDMI

是一种直流耦合式TMDS通道• TMDS

=

8B/10B

=

重复模式

=

高电磁干扰• 3.4Gbps

6.0Gbps,

电磁干扰将激增• 加扰能消除重复模式，改善电磁干扰性能HDMI2.0©

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reserved.21初级错误检测• 电视的EDID选择源和宿支持的最高分辨率• 长电缆可能导致低质量的信号和高的误码率HDMI

2.0• 宿计数数据差错并报告给源• 如果有太多差错，将在给定电缆特性的条件下减小带宽来获得最佳图像HDMI

1.4HDMI2.0©

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reserved.222D双路观看源和宿采用双路操作实现2D观看HDMI2.0©

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reserved.23©

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reserved. 24 ConfidentialHDMI

2.0

可提供终极音频体验3D

音频,

多声道和多数据流多声道

3D音频多达32个声道TpFLFLBtFLTpFCTpFRFCBtFCFRBtFRFLCLFE1FRCLFE2FRWFLWTpSiLSiLTpSiRSiRBLTpBLRCTpBCBRTpBRLSLSdTpLSRSRSdTpRSTpC前后左右HDMI2.0©

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reserved.2522.2

多声道环绕系统10.2

声道扬声器布局多声道

3D音频多达32个声道HDMI2.0©

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reserved.26多数据流音频多达4个立体声音频流用于单路或双路观看4个立体声音频流用于双路观看不同内容或语言4个立体声音频流用于单路观看不同语言HDMI2.0©

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reserved.27消费电子控制(CEC)

2.0CEC

2.0

强制功能

统一• 良好定义的操作码• 强制

vs.可选• 提供透明性• 简单性

=

愉快消费者CEC

1.4

可选功能

私有解决方案.HDMI2.0©

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reserved.28强制可选一触式播放一触式记录电源状态改变扩展控制电源状态OSD显示普通协议音频速率控制系统信息音频回传通道电缆与连接器•

标准电缆•

74.5

MHz

(1080i/720p),•

5

至15

米种类

1•

高速•

340

MHz

(1600p)•

5

至

15

米种类

2•

均衡器，放大器•

最长30米有效电缆•

Cat5/6

–

最长

250

米•

光纤-

300米以上延长器•

19

个引脚,

13.9

x

4.45mm兼容DVIA类标准•

29引脚,

21.2

x

4.45mmWQXGA

类型显示器B类2倍带宽•

19个引脚,

10.42

x

2.42

mm•

照相机，摄录机C类迷你

型•

19

个引脚,

比迷你型小50%•

手机和手持设备D类微型©

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reserved.29直接配接HDMI源和宿之间没有电缆• 用于直接配接源的TMDS链路测试点• A类或B类插头• 两个直接配接设备之间没有连线HDMI2.0©

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reserved.303D

视频格式3D带宽

=

2x

2D24p

或

60i有明显闪烁3D

带宽=2x2D隔行显示左右信号3D带宽

=

2x

2DH.264标准3D带宽

=

1x

2D右/左眼高清图像

50%广泛使用HDMI1.4©

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reserved.311. Fullside-by-side2. Half

side-by-side3. Frame

alternative4. Field

alternative5. Linealternative6. Line

+

Depth7. Line+

D

+

Gfx

+

Gfx

D8. Top

and

BottomHDMI音频回传通道HDMI1.4©

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reserved.32研讨会大纲©

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reserved.33HDMI介绍HDMI

版本

2.0信号完整性

@6

GbpsHDCP

1.4

2.2SoC

设计考虑总结与提问信号完整性考虑

@

6GbpsHDMI通道建模(通道损失)发送发送包接收包接收PCBHDMI

电缆PCB插入损耗符号间干扰串扰12”FR-4

@3

Gbps的影响12”FR-4@6Gbps的影响©

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reserved.34用于“4K”

体验的均衡功能提高鲁棒性和可编程性•

新的bissection算法，可获得更好的扫描/选择设置•

可编程的图案识别能力•

基于运行条件的可编程判决阈值•

可编程算法统计•

结合控制器实现初级错误检测欠均衡©

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reserved.35过均衡好的均衡RX

AFE

@

6

Gbps使用高质量&低质量电缆时的远端眼图模板

两种情况下的误码率均<

10-12©

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reserved.361M3M

5M电缆长度(米)10M

20M30M$$$©

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reserved.37$$$RX

AFE

@

3.4

Gbps使用30米以上电缆时的误码率<10-12研讨会大纲©

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reserved.38HDMI介绍HDMI

版本

2.0信号完整性

@6

GbpsHDCP

1.4

2.2SoC

设计考虑总结与提问HDCP高带宽数字内容保护CSS/AACS有条件接入特殊供应商DRM机顶盒蓝光播放器特殊供应商DRM数字电视电脑监视器投影仪媒体源宿HDMIMHLDRM©

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reserved.39ConfidentialHDCP来自DCP、LLC的设备私钥• 每台设备都应该有唯一的设备私钥• 发送器的密钥与接收器是不同的• 私钥还包括密钥选择矢量(KSV)，以便唯一识别HDCP发送或接收©

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reserved.40HDCP的关键组件加密DVD

播放器音视频接收机机顶盒游戏机液晶电视投影仪监视器认证会话密钥交换密钥交换配对位置检查中继认证加密状态

链路完整性©

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reserved.41Confidential从HDCP

1.4

到2.2的转换高清内容保护版本

2.2©

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reserved.42Confidential• HDCP

1.4

存在安全问题• 内容提供商要求HDCP

2.2• “优质”4K内容的要求• HDCP

2.2不向后兼容HDCP

1.4• HDCP

2.2

与HDCP

1.4有很大区别HDCP

1.4

2.2我的HDCP1.4数字电视可以支持4K内容吗？©

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reserved.43Confidential参数HDCP

1.4HDCP

2.2认证强度私有/基本密钥交换:SHA-1工业标准公钥:RSA

3072/1024内容加密私有数据流密码(24

比特)工业标准:AES-CTR

128

(128

比特)加过密的

I2C数据交换X设备配对X位置检查X可再生能力X测试密钥X随机数产生要求1x64

比特4x64

or

2x128

比特保密数值要求<1K比特>2.5K

比特发送密钥40x56

比特128

比特接收密钥40x56

比特128+5200比特SRM内存

(非易失性

TX)5K

bytes5K

bytes最大设备数量12731研讨会大纲©

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reserved.44HDMI介绍HDMI

版本

2.0信号完整性

@6

GbpsHDCP

1.4

2.2SoC

设计考虑总结与提问映射到连接器的HDMI引脚针对低成本PCB进行了优化

最小的

IO

直接映射到连接器

支持2层

PCB速率高达6

Gbps的wire

bond封装兼容5V

IO

和HPD

IO©

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reserved.45ConfidentialPin1TMDS数据2+Pin2TMDS数据2

屏蔽Pin3TMDS数据2−Pin4TMDS数据1+Pin5TMDS数据1

屏蔽Pin6TMDS数据1−Pin7TMDS数据0+Pin8TMDS数据0

屏蔽Pin9TMDS数据0−Pin10TMDS时钟+Pin11TMDS时钟

屏蔽Pin12TMDS时钟−Pin13CECPin14HEC

数据-Pin15SCL(I²C

串行

时钟

DDC)Pin16SDA

(I²C

串行

数据

DDC)Pin17DDC/CEC/HEC地Pin18+5

V(最大

0.05

A)Pin19