HDMI接口之HPD(熱拔插)

      HDMI (Pin 19)/DVI(Pin16)的功能是熱插拔檢測(HPD),這個信號將作爲HDMI 源端(Source)是否發起EDID讀,是否開始發送TMDS信號的依據。HPD是從HDMI顯示器端(Sink)生成並輸出送往HDMI 源端(Source)的一個檢測信號。熱插拔檢測的作用是當顯示器等HDMI接口的顯示設備通過HDMI/DVI接口與HDMI 源端(Source)相連或斷開連接時,HDMI源端(Source)能夠通過HDMI/DVI的HPD引腳檢測出這一事件,並做出響應。下面以HDMI爲例講述HPD的原理和實現方式。

    1.顯示器通過HDMI連接HDMI源端設備,當HDMI 源端(Source)通過HDMI接口的HPD引腳檢測到顯示器與HDMI源端(Source)相連時(HPD從低電平到高電平),HDMI 源端(Source)認爲已經有顯示設備連接,並通過HDMI接口中的顯示器數據通道DDC(DDC I2C總線)讀取顯示器EDID存儲器中存儲的EDID數據(擴展顯示器識別數據),如果檢測到顯示器的工作模式範圍與HDMI 源端(Source)的輸出設置相適應,則HDMI 源端(Source)就激活TMDS信號發送電路發送正常的HDMI信號給顯示設備。所以Sink端的EDID是在HPD從低電平到高電平的轉換時被HDMI Source端讀取的。如果需要強制刷新EDID, 可以發起一個HPD信號(拉低HPD,再拉高HPD),讓HDMI source來讀取新的EDID內容。

       2.顯示器斷開HDMI連接時,當HDMI 源端(Source)通過HPD引腳檢測到顯示器的HDMI接口與HDMI 源端(Source)斷開時,HDMI 源端(Source)就斷開TMDS信號發送電路,停止發送HDMI信號。

       3.HDMI 源端(Source)對HPD信號的要求,當HDMI 源端(Source)檢測到HDMI/DVI接口上的HPD引腳電壓大於2V時,判斷爲HDMI顯示設備(Sink)通過HDMI/DVI接口與HDMI源端(Source)連接:當檢測到HPD引腳電壓小於0.8V時,則判斷爲HDMI顯示設備(Sink)通過HDMI/DVI接口與HDMI 源端(Source)之間的連接已經斷開。  

      4.HPD信號的實現一般是在HDMI的Sink端,通過一個1K歐姆的電阻上拉到HDMI +5V,同時,本地的主處理器可以通過一個GPIO來控制它,如下圖所示。 

  當HDMI 源端(Source)通過HDMI接口與HDMI Sink端連接時,HDMI源端(Source)通過HDMI的第18腳(PWR_CON,PIN18,也就是 HDMI_5V)將+5V電壓加到HDMISink端的DDC存儲器(EDID數據存儲器)向DDC存儲器供電,確保即使HDMI Sink端不開機,HDMI 源端(Source)也能通過HDMI接口讀取EDID數據。 HDMI 源端(Source)開機後產生 +5V並通過第18腳向HDMISink端(HDMI顯示器)供電,此時HDMISink端(HDMI顯示器)接收到5V電壓後通過內部電路使HDMI接口第19腳HPD轉變爲高電平(1K歐姆電阻上拉)。此時HDMI源端(Source)通過第19 Pin接收到HPD高電平,判斷HDMI Sink端(HDMI顯示器)通過HDMI接口與HDMI 源端連接,於是通過HDMI接口的第15、16腳DDC通道(I2C)讀取顯示器中的EDID數據,並使HDMI 源端的TMDS信號發送電路開始工作。當HDMI顯示器與HDMI 源端之間的HDMI連接斷開時,HDMI 源端一側的HDP信號爲低電平,那麼HDMI源端的TMDS信號發送電路停止工作。

由於在判斷HDMI Sink端的HPD電路預留了一個控制端,如果HDMI Sink端的主處理器需要復位HDMI鏈接(包括重新HDCP握手認證),就可以拉低並再次拉高HPD來實現這個功能。

如前面介紹EDID時所述,HDMI規範規定,發送設備要檢測接收設備的第一個CEAEDID 擴展塊中是否包含HDMI VSDB,這個HDMIVSDB中是否包含IEEE 數據標識符0x000C03, 只有包含這個數據標識符的設備,纔會被認爲是HDMI設備,否則,被當作DVI設備處理。

一個HDMI設備的EDID 通常包含兩個模塊,第一個是EDID1.3的數據模塊,第二個是CEA 861B模塊,這個861B模塊中,一定要包含數據標示符 0x000C03。HDMI發送設備(Source)檢測到HPD 信號由低變高時,就會去讀取Sink端的EDID 數據,來確認接收裝置是否出現變化,並確定是工作在HDMI模式還是DVI模式。 

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