HDMI传输原理详解
hdmi传输原理详解
如同最顶级的发动机是f1赛车驰骋赛场的保障一样，hdmi标准之所以拥有强大的数据传输能力，和它的传输原理是分不开的，下面我们就看看hdmi标准的传输原理是什么。
hdmi标准继续沿用了和dvi相同的，由silicon image公司发明的tmds(time minimized differential signal)最小化传输差分信号传输技术。tmds是一种微分信号机制，采用的是差分传动方式。这不仅是dvi技术的基础，也是hdmi技术的基础原理。
tmds差分传动技术是一种利用2个引脚间电压差来传送信号的技术。传输数据的数值（“0”或者“1”）由两脚间电压正负极性和大小决定。
每一个标准的hdmi连接，都包含了3个用于传输数据的tmds传输通道，还有1个独立的tmds时钟通道，以保证传输时所需的统一时序。在一个时钟周期内，每个tmds通道都能传送10bit的数据流。而这10bit数据，可以由若干种不同的编码格式构成。
tmds对每个像素点中的rgb三原色分别按8bit编码
tmds数据发送时序结构
一般来说，hdmi传输的编码格式中要包含视频数据（hdmi1.3版本前每个像素采用24bit）、控制数据和数据包（数据包中包含音频数据和附加信息数据，例如纠错码等）。tmds每个通道在传输时要包含一个2bit的控制数据、8bit的视频数据或者4bit的数据包即可。在hdmi信息传输过程中，可以分为三个阶段：视频数据传输周期、控制传输周期和数据岛传输周期，分别对应上述的三种数据类型。
hdmi带宽和tmds的关系
而在hdmi标准中所规定的带宽，在1.0版本就设定为最高4.96gbps。那么这一数值是怎么的来的呢？和tmds又有什么关系呢？我们看下面的公式：
这是一个适用于所有串口传输接口带宽计算的公式。在所有的数字电路中，都有一个负责提供基本频率的元器件——晶振，它就像是一个精确的闹钟一样，电路中所有的元器件都按照它的节奏统一行动。比方说，某一运算电路的晶振频率是100hz,就是说这一电路在一秒钟内可以进行100次运算过程。由此可见，晶振的工作频率越高，每秒所能处理的运算次数就会越多，数据的处理能力也就会越强大。而hdmi标准中，这个原理同样适用。
hdmi编码图例：3个tmds分别传输像素点的rgb数据
hdmi电路中的时钟频率，在最初制定时范围从25mhz-165mhz之间，也就是说一个tmds通道每秒最多能传输165mhz×10bit=1.65gbit的数据，3个tmds通道一秒就可以传输1.65×3=4.95gbit的数据，再加上控制数据，用标准方法表示就是4.96gbps的带宽。而如果用像素点来表示，那就是一秒可以传输显示1.65g个像素点（一个完整的像素点信息由r/g/b三原色信息构成）所需要的数据量。
在数字音频方面，hdmi灵活的支持符合iec60985 l-pcm标准的32khz、44.1khz和48khz、16bit量化的立体声数字音频信号和iec 61937标准的采样率为192khz，24bit量化的单路无压缩pcm数字音频信号，或者8路96khz的声音数据流。此外，在家庭影院中常用的dolbydigital5.1和dts数字音频格式也能通过hdmi直接传输。
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tmds对每个像素点中的rgb三原色分别按8bit编码
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一般来说，hdmi传输的编码格式中要包含视频数据（hdmi1.3版本前每个像素采用24bit）、控制数据和数据包（数据包中包含音频数据和附加信息数据，例如纠错码等）。tmds每个通道在传输时要包含一个2bit的控制数据、8bit的视频数据或者4bit的数据包即可。在hdmi信息传输过程中，可以分为三个阶段：视频数据传输周期、控制传输周期和数据岛传输周期，分别对应上述的三种数据类型。
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这是一个适用于所有串口传输接口带宽计算的公式。在所有的数字电路中，都有一个负责提供基本频率的元器件——晶振，它就像是一个精确的闹钟一样，电路中所有的元器件都按照它的节奏统一行动。比方说，某一运算电路的晶振频率是100hz,就是说这一电路在一秒钟内可以进行100次运算过程。由此可见，晶振的工作频率越高，每秒所能处理的运算次数就会越多，数据的处理能力也就会越强大。而hdmi标准中，这个原理同样适用。
hdmi编码图例：3个tmds分别传输像素点的rgb数据
hdmi电路中的时钟频率，在最初制定时范围从25mhz-165mhz之间，也就是说一个tmds通道每秒最多能传输165mhz×10bit=1.65gbit的数据，3个tmds通道一秒就可以传输1.65×3=4.95gbit的数据，再加上控制数据，用标准方法表示就是4.96gbps的带宽。而如果用像素点来表示，那就是一秒可以传输显示1.65g个像素点（一个完整的像素点信息由r/g/b三原色信息构成）所需要的数据量。
在数字音频方面，hdmi灵活的支持符合iec60985 l-pcm标准的32khz、44.1khz和48khz、16bit量化的立体声数字音频信号和iec 61937标准的采样率为192khz，24bit量化的单路无压缩pcm数字音频信号，或者8路96khz的声音数据流。此外，在家庭影院中常用的dolbydigital5.1和dts数字音频格式也能通过hdmi直接传输。
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