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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

2、范的基本技术发明者 DVI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

3、的模式 FCC, DVD, 有线行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

4、2004 Silicon Image Inc. All 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

5、Inc. All rights reserved.,7,机顶盒市场内的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, Sili

6、con Image,包括直观式 CRT, Rr. Proj., LCD-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S

7、OC 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(C

8、EC) 产品概述,Copyright 2004 Silicon Image Inc. All rights reserved.,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, 4:4:4 24-bit YCbCr, 4:4:4 16/20/24-bit YCbCr, 4:2:2 音频格式无2/6/8-ch., 32-192kHz 控制信息 无AVI InfoFrames EDID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

9、1.0HDMI 1.1 CEA-861CEA-861B HDCP 1.0HDCP 1.1 VESA 1.3VESA 1.3,Copyright 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

10、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 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 Con

11、trol (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. 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

12、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CTS 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，

13、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, T

14、HX, 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(HDMI1.2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

15、”,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

16、: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

17、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 rights 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EDID HTPG=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

18、。 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

19、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 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 D

20、IRECTV, 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,Copyright 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,TMDS Encrypted Link,视/音频数据通过像素到像素原理进行加密

21、,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 An from free running DVIBlockCipher,Response: Bksv, R0,Km = Bkeys over Aksv,Check for Bksv in revocation list.,Km = Akeys over Bksv,KS = DVIBlo

22、ckCipher(Km, An) M0 = DVIBlockCipher(Km, An) R0 = DVIBlockCipher(Km, An),KS = DVIBlockCipher(Km, An) M0 = DVIBlockCipher(Km, An) R0 = DVIBlockCipher(Km, An),(vertical 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 is performed at start of CP session,Key generation is repeated every frame during vertical retrace,Ki = DVIBlockCipher(KS, Mi -1) Mi = DVIBlockCipher(KS, Mi -1) Ri = DVIBlock