HDMI定義

 

高清晰度多媒體接口（英語：High Definition Multimedia Interface，簡稱HDMI）是一種全數位化影像和聲音傳送接口，可以傳送無壓縮的音頻信號及視頻信號。HDMI可用於機頂盒、DVD播放機、個人電腦、電視遊樂器、綜合擴大機、數位音響與電視機。HDMI可以同時傳送音頻和影音信號，由於音頻和視頻信號採用同一條電纜，大大簡化了系統的安裝。

HDMI是被設計來取代較舊的類比影音傳送接口如SCART或RCA等端子的。它支援各類電視與電腦影像格式，包括SDTV、HDTV視頻畫面，再加上多聲道數位音頻。在傳送時，各種視頻資料將被HDMI收發芯片以“Transition Minimized Differential Signaling”（TMDS）技術編碼成資料封包。規格初制訂時其最大畫素傳輸率爲165Mpx/sec，足以支援1080p畫質每秒60張畫面，或者UXGA分辨率（1600x1200）；後來在HDMI 1.3規格中擴增爲340Mpx/sec，以符合未來可能的需求。

HDMI也支援非壓縮的8聲道數位音頻傳送（取樣率192kHz，資料長度24bits/sample），以及任何壓縮音頻串流如Dolby Digital或DTS，亦支援SACD所使用的8聲道的1bit DSD信號。在HDMI 1.3規格中，又追加了超高資料量的非壓縮音頻串流如Dolby TrueHD與DTS-HD的支援。

標準的Type A HDMI接頭有19個腳位，另有一種支援更高分辨率的Type B接頭被定義出來，但目前仍無任何廠商使用Type B接頭。Type B接頭有29個腳位，容許其傳送擴張的視頻通道以應付未來的高畫質需求，如WQSXGA（3200x2048）。

Type A HDMI可向下相容於現今多數顯示器與顯卡所使用的Single-link DVI-D或DVI-I接口（但不支援DVI-A），這表示採用DVI-D接口的訊號來源可以透過轉換線驅動HDMI屏幕，但是此種轉換方案並不支援音頻傳送與遙控機能。此外，如無HDCP認證的DVI屏幕也將不能收看從HDMI所輸出帶有HDCP加密保護的視頻資料。（所有HDMI屏幕皆支援HDCP，但大多數DVI接口的顯示器不支援HDCP。）Type B HDMI接頭也將向下相容於Dual-link DVI接口。

HDMI組織的發起者包括各大消費電子產品製造商，如日立製作所、松下電器、Quasar、飛利浦、新力、湯姆生RCA、東芝、Silicon Image。數位內容保護公司（Digital Content Protection, LLC）^[1] 提供HDMI接口相關的防拷保護技術。此外，HDMI也受到各主要電影製作公司如20世紀福斯、華納兄弟、迪士尼，包括三星電子在內的各大消費電子產品製造商，以及多家有線電視系統業者的支持。

目錄

 [隱藏] 

• 1 規格
  • 1.1 HDMI接頭
  • 1.2 TMDS通道
  • 1.3 DDC通道
  • 1.4 CEC通道（必須預留線路但可以不必實作）
  • 1.5 防拷機制
• 2 版本演化
  • 2.1 HDMI 1.1
  • 2.2 HDMI 1.2
  • 2.3 HDMI 1.2a
  • 2.4 HDMI 1.3
  • 2.5 HDMI 1.3a
  • 2.6 HDMI 1.3b
  • 2.7 HDMI 1.3b1
  • 2.8 HDMI 1.3c
  • 2.9 HDMI 1.4
• 3 長度限制問題
  • 3.1 版本對比
• 4 版權
• 5 參考文獻
• 6 外部鏈接

[編輯] 規格

[編輯] HDMI接頭

HDMI Type A 接頭

HDMI接頭傳輸線

HDMI的規格書中規定了四種HDMI接頭, 分別是:

• HDMI A Type

應用於HDMI1.0版本，總共有19pin, 規格爲4.45 mm × 13.9 mm，爲最常見的HDMI接頭規格, 相對等於DVI Single-Link傳輸。在HDMI 1.2a之前, 最大能傳輸165MHz的TMDS, 所以最大傳輸規格只能在於1600x1200(TMDS 162.0 MHz) 。

Pin	Pin定義
1	TMDS Data2+
2	TMDS Data2 Shield
3	TMDS Data2–
4	TMDS Data1+
5	TMDS Data1 Shield
6	TMDS Data1–
7	TMDS Data0+
8	TMDS Data0 Shield
9	TMDS Data0–
10	TMDS Clock+
11	TMDS Clock Shield
12	TMDS Clock–
13	CEC
14	Reserved (N.C. on device)
15	SCL
16	SDA
17	DDC/CEC Ground
18	+5V Power
19	Hot Plug Detect

• HDMI B Type

應用於HDMI1.0版本，規格爲4.45 mm × 21.2 mm，總共有29pin, 可傳輸HDMI A type兩倍的TMDS資料量, 相對等於DVI Dual-Link傳輸, 用於傳輸高分辨率(WQXGA 2560x1600以上)。 (因爲HDMI A type 只有Single-Link的TMDS傳輸, 如果要傳輸成HDMI B type的訊號, 則必須要兩倍的傳輸效率, 會造成TMDS的Tx、Rx的工作頻率必須提高至270MHz以上。 而在HDMI 1.3 IC出現之前, 市面上大部分的TMDS Tx、Rx只能穩定在165MHz以下工作。)此類接頭未應用在任何產品中。

Pin	Pin定義
1	TMDS Data2+
2	TMDS Data2 Shield
3	TMDS Data2–
4	TMDS Data1+
5	TMDS Data1 Shield
6	TMDS Data1–
7	TMDS Data0+
8	TMDS Data0 Shield
9	TMDS Data0–
10	TMDS Clock+
11	TMDS Clock Shield
12	TMDS Clock–
13	TMDS Data5+
14	TMDS Data5 Shield
15	TMDS Data5-
16	TMDS Data4+
17	TMDS Data4 Shield
18	TMDS Data4-
19	TMDS Data3+
20	TMDS Data3 Shield
21	TMDS Data3-
22	CEC
23	Reserved (N.C. on device)
24	Reserved (N.C. on device)
25	SCL
26	SDA
27	DDC/CEC Ground
28	+5V Power
29	Hot Plug Detect

• HDMI C Type

應用於HDMI1.3版本，總共有19pin, 可以說是縮小版的HDMI A type, 規格爲2.42 mm × 10.42 mm，但腳位定義有所改變。 主要是用在便攜式裝置上, 例如DV、數碼相機、便攜式多媒體播放機等。 現在已有SONY HDR-DR5E DV利用此規格接頭作爲影像輸出接口。(俗稱爲MINI HDMI)

Pin	Pin定義
1	TMDS Data2 Shield
2	TMDS Data2+
3	TMDS Data2–
4	TMDS Data1 Shield
5	TMDS Data1+
6	TMDS Data1–
7	TMDS Data0 Shield
8	TMDS Data0+
9	TMDS Data0–
10	TMDS Clock Shield
11	TMDS Clock+
12	TMDS Clock–
13	DDC/CEC Ground
14	CEC
15	SCL
16	SDA
17	Reserved (N.C. on device)
18	+5V Power
19	Hot Plug Detect

• HDMI D Type

應用於HDMI1.4版本，總共有19pin, 規格爲2.8 mm × 6.4 mm，但腳位定義有所改變。 新的Micro HDMI接口將比現在19針MINI HDMI版接口小50％左右，可爲相機、手機等便攜設備帶來最高1080p的分辨率支持及最快5GB的傳輸速度。

Pin	Pin定義
1	Hot Plug Detect
2	Utility
3	TMDS Data2+
4	TMDS Data2 Shield
5	TMDS Data2-
6	TMDS Data1+
7	TMDS Data1 Shield
8	TMDS Data1-
9	TMDS Data0+
10	TMDS Data0 Shield
11	TMDS Data0-
12	TMDS Clock+
13	TMDS Clock Shield
14	TMDS Clock-
15	CEC
16	DDC/CEC Ground
17	SCL
18	SDA
19	+5V Power

[編輯] TMDS通道

• 傳送音頻，視頻，以及各種輔助資料
• 訊號編碼方式：遵循DVI 1.0規格。Single-link (Type A HDMI) or dual-link (Type B HDMI).
• 視頻像素帶寬：從25 MHz到340 MHz (Type A, HDMI 1.3) 或至 680 MHz (Type B). 帶寬低於25MHz的視頻訊號如NTSC 480i將以倍頻方式輸出。每個像素的容許資料量從24位元至48位元。支援每秒120張畫面 1080p分辨率畫面傳送以及WQSXGA分辨率 [1].
• 像素編碼方式：RGB 4:4:4, YCbCr 4:4:4 (8-16 bits per component); YCbCr 4:2:2 (12 bits per component)
• 音頻取樣率：32 kHz, 44.1 kHz, 48 kHz, 88.2 kHz, 96 kHz, 176.4 kHz, 192 kHz.
• 音頻聲道數量：最大8聲道。
• 音頻串流規格：IEC61937相容串流，包括高流量無失真訊號如Dolby TrueHD, DTS-HD Master Audio

[編輯] DDC通道

• DDC全文爲Display Data Channel
• 傳送端與接收端可利用DDC通道得知彼此的傳送與接收能力，但HDMI僅需單向獲知接收端(顯示器)的能力。
• 使用100kHz時脈的I²C訊號
• 傳送數據結構爲VESA Enhanced EDID (V1.3).

[編輯] CEC通道（必須預留線路但可以不必實作）

• CEC全文爲Consumer Electronics Control
• 用來傳送工業規格的AV Link協定訊號，以便支援單一遙控器操作多臺AV機器
• 爲單芯線雙向串行總線
• 在HDMI 1.0協定中制訂，在1.2a版中更新

[編輯] 防拷機制

• 強制支援HDCP規格1.10版

[編輯] 版本演化

[編輯] HDMI 1.1

2004年5月提出

• 支援DVD音頻

[編輯] HDMI 1.2

2005年8月提出

• 支援8聲道1bit音頻（SACD所使用者）
• 讓PC訊源可使用HDMI Type A 接頭
• 在維持YCbCr CE色域前提之下開放PC訊源使用原生RGB色域
• 要求HDMI 1.2以上顯示器支援低電壓訊源

[編輯] HDMI 1.2a

2005年12月提出

• 完全確立CEC通道的功能，指令集，以及相容性測試程序

[編輯] HDMI 1.3

2006年6月22日提出^[2]

• 擴增single-link模式的帶寬至340 Mhz (資料傳送速度10.2 Gbps)
• 從24bit色域(1677萬色)擴張支援至30-bit, 36-bit, 與 48-bit (RGB or YCbCr) 色域（相當於超過十億色顯示）
• 支援新的xvYCC色彩標準
• 支援自動語音同步（臺詞對嘴）機能
• 支援Dolby TrueHD 以及 DTS-HD Master Audio 訊號輸出至外接解碼器^[3] 如果播放機具有直接將此二種訊號解碼的能力，則不需要支援HDMI 1.3，因爲所有的HDMI規格都可以傳送未壓縮的音頻訊號。
• 提出新的小型化接頭以支援輕便型攝錄影機^[4]
• Sony PlayStation 3 是第一個上市的 HDMI 1.3播放機.
• Sony BRAVIA KDL- 46X2500、KDL-40X2500是第一個上市的 HDMI 1.3屏幕. (1080p支援新的xvYCC色彩標準, 36bits deep color)
• EPSON EMP-TW1000是第一個上市的HDMI 1.3的投影機(支援 30-bit deep color)

[編輯] HDMI 1.3a

2006年11月10日提出

• 修改Cable and Sink的HDMI C Type 接頭
• Source termination recommendation
• 移除上升時間(rise time)和下降時間(fall time)的最高最低限制
• 改變CEC電容限制
• 澄清RGB 影像量化範圍
• 增加CEC指令關於時間及聲音控制
• 同時Released認證的測試規格文件

[編輯] HDMI 1.3b

2007年3月26日提出

• 主要是修改HDMI 測試規格(HDMI Testing specification), 而 HDMI Specification依然是HDMI 1.3a。所以第一次出現當時的主要的HDMI Specification 跟 測試規格(HDMI Testing specification)是不同版本的情況發生。
• 1.3b 2007/03/26 Modifications to TE overview and policy description (4.1)
• Addition of Agilent TDR to Recommended TE (4.2.1.11)
• Clarification of tentative cable emulators (4.2.1.17)
• Jitter tolerance test changes (8-7)
• Added cable tests for TMDS_CLOCK channel (5-3)
• New VL triggering (7-2)
• Editorial and clarifications on CEC Line Degradation (7-15, 8-14)
• Added testing of additional source-supported Deep Color formats (7-34)
• Additional HDMI VSDB EDID checks (8-3)
• Additional TTC usage (5-3, 8-5, 8-6, 8-7)
• Incorporated Tek-recommended setup and calibration for TDR (8-8)
• Clarification on Sink Deep Color Recommended Test Method (8-25)
• Added long cable or cable emulator use for Repeater test (9-3)
• Added color-depths for each format in Source_Video_Formats (App. 3)
• Removed test for filler bytes (8-3)
• Removed Tektronix part number of cable emulator EFF-HDMI-CE-01

[編輯] HDMI 1.3b1

2007年8月1日提出

• 僅修正關於測試設備上 Type C connector 的固定器(fixture)的些微內容

[編輯] HDMI 1.3c

2008年7月25日提出

• 和 1.3b、1.3b1 一樣是爲 1.3a 制訂的測試標準
• 與之前版本的主要差異爲線材的測試(增加線材測試條目或修正其內容有助於HDMI裝置的互連相容性)
• 亦有部份修改與 repeater 和 CEC 相關

[編輯] HDMI 1.4

2009年5月28日提出

• 新增HDMI以百兆以太網通道，允許基於互聯網的HDMI設備和其它HDMI設備共享互聯網接入，無需另接一條以太網線。
• 新增音頻回授通道，讓高清電視通過HDMI線把音頻直接傳送到A/V功放接收機上。
• 定義通用3D格式和分辨率。實現家庭3D系統輸入輸出部分的標準化，最高支持兩條1080p分辨率的視頻流。
• 最高支持4K × 2K (3840×2160p@24 Hz/25 Hz/30 Hz 或 4096×2160p@24 Hz)
• 拓展支持色彩空間，專爲數碼相機設計的色彩空間，包括sYCC601、Adobe RGB、AdobeYCC601，可在連接數碼相機的時候顯示更精確的逼真色彩。
• 新增Micro HDMI迷你接口，新的Micro HDMI接口將比現在的19針普通接口小50％左右。
• 支持汽車連接系統，一種爲車載高清內容傳輸設計的線纜規範，可避免發熱、震動、噪音等汽車內部常見環境的影響，也爲汽車製造商在車內傳送高清內容提供了一套切實可行的解決方案。[2]

[編輯] 長度限制問題

HDMI的纜線長度限制是其主要的問題之一，在部分消費者自行測試當中回報標準的28AWG（American Wire Gauge, 美國纜線度量）規格HDMI銅線大約在超過5米之後開始訊號衰減。此長度通常不足以滿足投影機與電腦的連接。

但HDMI組織網頁並不認可此限制，其網頁常見問答集 HDMI FAQ page 當中記載：“我們見過有纜線在沒有"轉接器"之情況下通過不短於十米的 HDMI "標準纜線" 承諾測試”。

現有通過HDMI認證的 10M cable(未使用HDMI equalizer IC), 大都使用24AWG 的線材去製作。

一些報告指出增加纜線中銅線的直徑以降低阻抗是有效延長纜線長度的方法之一，另外也有報告指出24AWG規格的纜線表現較28AWG好。另外也有人使用光纖或兩條CAT-5網絡纜線來取代標準HDMI銅線。某些廠商也製造HDMI訊號增強器以因應使用者的需求。

現有單一一顆 HDMI equalizer IC, 可讓24AWG HDMI cable 最大使用長度變成50米。 如果有提供足夠且乾淨的電源, 還可再串接。

[編輯] 版本對比

注意某些類型HDMI數據線可選支持HDMI版本特定的的子技術規範。如 Deep Color和 xvYCC爲可選支持技術。

HDMI 版本	1.0–1.2a	1.3	1.4 [3]
最大signal視頻帶寬(MHz)	165	340	340 [5]
最大TMDS帶寬(Gbit/s)	4.95	10.2	10.2
最大視頻帶寬 (Gbit/s)	3.96	8.16	8.16
最大音頻帶寬 (Mbit/s)	36.86	36.86	36.86
最大色深 (bit/px)	24	48	48
24-bit/px HDMI單通道最大分辨率	1920×1200p 60 Hz	2560×1600p 75 Hz	4096×2160p 24 Hz
30-bit/px HDMI單通道最大分辨率	不適用	2560×1600p 60 Hz	3840×2160p 30 Hz
36-bit/px HDMI單通道最大分辨率	不適用	1920×1200p 75 Hz	3840×2160p 25 Hz
48-bit/px HDMI單通道最大分辨率	不適用	1920×1200p 60 Hz	3840×2160p 24 Hz

HDMI 版本	1.0	1.1	1.2 1.2a	1.3	1.3a 1.3b 1.3b1 1.3c	1.4[6]
sRGB	是	是	是	是	是	是
YCbCr	是	是	是	是	是	是
8 聲道 LPCM, 192 kHz, 24 bit 音頻傳輸	是	是	是	是	是	是
Blu-ray Disc 視頻音頻全分辨率支持	是	是	是	是	是	是
消費電子控制(CEC)	是	是	是	是	是	是
DVD-Audio 支持	否	是	是	是	是	是
Super Audio CD (DSD) 支持	否	否	是	是	是	是
Deep Color色深技術	否	否	否	是	是	是
xvYCC	否	否	否	是	是	是
自動聲畫同步	否	否	否	是	是	是
Dolby TrueHD 音頻	否	否	否	是	是	是
DTS-HD Master Audio 音頻	否	否	否	是	是	是
CEC命令列表更新	否	否	否	否	是	是
以太網絡通道	否	否	否	否	否	是
音頻回傳通道	否	否	否	否	否	是
HDMI 3D功能	否	否	否	否	否	是
4K×2K分辨率支持	否	否	否	否	否	是

[編輯] 版權

HDMI是HDMI Licensing, LLC的登錄商標。使用HDMI規格需繳付版權費。版權費分爲年會費和產品銷售費。

• 年會費：使用HDMI的企業每年繳付10,000美元（2006年7月以前年費爲15,000美元）
• 產品銷售費：使用HDMI的規格的產品收取0.15美元，如果產品上有HDMI的標記可打0.05美元折扣，如果該產品含有HDCP保護協議可再打0.04美元折扣。

產品銷售費按最終產品爲單位計算。例如一條HDMI導線收取0.15美元，而一個電視機廠商把這條導線和提供HDMI端口的電視一同捆綁銷售也只徵收0.15美元。