一、 概述
1、 HDMI
HDMI(High-Definition Multimedia Interface,高清多媒體接口),是一種專用的音頻/視頻接口,用於發送未壓縮的視頻數據和壓縮/未壓縮的音頻數據。HDMI是模擬視頻標准的數字替代品。HDMI視頻和音頻信號傳輸通道采用了TMDS(Time Minimized Differential signal)最小化差分信號傳輸。是一種差分信號傳輸方式。
2、 CEC
CEC(Consumer Electronics Control)是一套完整的單總線協議,電子設備可以借着CEC信號讓使用可控制HDMI接口上所連接的裝置,比如單鍵播放(One Touth Play),系統待機(System Standby),可以實現由單一遙控器控制所有HDMI連接的裝置。最多可以控制15個設備。允許HDMI設備在沒有用戶干擾情況下互相命令控制。
注:1.4版本下載需要為HDMI組織注冊者廠商,現1.3a版本開放下載,填寫郵箱就行,下文基於HDMI 1.3a規范。
二、 HDMI
HDMI規范定義了標准的協議、信號、電氣接口和機械要求。HDMI有物理上三個獨立通道:DDC、TMDS和可選的CEC,HDMI 1.4增加了ARC和HEC。
TMDS總線用於傳輸視頻、音頻信息;DDC通道用於獲取HDMI Sink增強的擴展顯示數據,獲取設備設備信息或者配置設備信息;CEC總線,通用控制總線,用於HDMI設備的互連。
1、 DDC(顯示數據通道)
2、 TMDS(轉換最小化差分信令)
3、 CEC(消費電子控制)
4、 ARC(音頻回傳通道)
5、HEC(HDMI以太網通道)
三、 CEC
消費類電子控制(CEC)是HDMI的一項功能,旨在允許用戶通過僅使用一個遙控器來命令和控制HDMI連接的設備。它是一種單總線雙向串行總線,基於CENELEC標准AV.link協議,可執行遠程控制。CEC的布線是強制的,盡管產品中CEC的實施是可選的。CEC在HDMI 1.0協議中定義,並在其后的標准中更新(將定時器和音頻命令添加到總線)。(據百度了解目前,國內電視機大多數不支持CEC功能,國外使用CEC較為普遍)
1、 CEC基本功能
2、 CEC協議規定
CEC是與其他HDMI信號分開的電信號。這允許設備在睡眠模式下禁止其高速電路,但是可以被CEC喚醒。它是一個單獨的共享總線,直接連接在設備上的所有HDMI端口間,可以流過所有完全斷電的設備。
總線是開路集電極線,有點像IIC,被動上拉至+3.3V,設備拉低進行數據傳輸。
與IIC相似之處:
低速串行總線
采用無源上拉的集電極開路
速度受分布電容影響
接收器可以將發送的1位轉換為0
通過仲裁允許多個主設備:發送1比特並觀察是否轉換為0以查看是否丟失
面向字節的協議
每個字節都附加一個應該位
特殊的啟動信息
與IIC的區別:
單線並不是兩根線
以固定時序發送比特
低速串行總線(417bit/s)
四個地址位
定義了動態地址分配協議
標頭包括發起者和收件人地址
沒有特殊停止信號;每個字節附加一個消息結束標志
沒有讀操作,通過獲取請求獲取響應幀,所有數據均從發送器發送
每個設備都必須能夠作為主設備傳輸數據
地址后字節數據有詳細規定說明
3、 協議時序
每個位從線拉低(下降沿)開始,保持時間表示位值,之后拉高,直至后續位開始
正常數據位長為2.4±0.35ms。保持低電平0.6±0.2ms為邏輯1;保持低電平1.5±0.2ms表示邏輯0。接收器在下降沿后1.05±0.2ms對線路進行采樣,然后在下降沿1.9±0.15ms開始觀察下一位。
接收者可以將傳輸的傳輸的1bit轉換為0通過在下降沿后0.35s拉低總線並保持直到表示邏輯0的電平時間。這個通常用於確認傳輸。
每個幀都有起始位,通過拉低總線3.7±0.2ms,然后允許上升,總持續時間為4.5±0.2ms。在觀察總線空閑之后,任何設備都可以發送起始位。(通常5位時間,但成功后立即傳輸7位時間,以促進總線的公平共享,以及傳輸失敗和重傳之間的3位時間。)
對於單接收消息,應答位類似於IIC:以1位發送,接收器將其下拉至0以確認該位字節。
對於廣播消息,應答位被反轉:仍然作為1位發送,但被拒絕該字節的任何接收器下拉到0位。
每個CEC幀的第一個字節包含4位源和目標地址頭。如果尋址目標存在,則它確認該字節。由除標題之外的任何內容組成的幀是ping,它只檢查另個設備的存在。
地址15(1111B)用於廣播地址(作為目的地)和未注冊的設備(作為源),它們尚未選擇不同的地址。一些設備不需要接收非廣播的消息,因此可以永久使用地址15。需要接收尋址消息的設備需要自己的地址。設備通過ping它獲取地址,如果ping未被確認,則設備聲明它。如果確認ping,則設備嘗試另個地址。
第二個字節是操作碼,它指定要執行的操作,以及后續數據字節的數量及含義。
4、 主要命令
One Touch Play
System Standby
One Touch Record
Timer Programming
Deck Control
Tuner Control
Device Menu Control
Remote Control Pass Through
System Audio Control
Device OSD Name Transfer
Device Power Status
OSD Display
Routing Control
System Information
Vendor Specific Commands
Audio Rate Control
5、 電氣特性
6、 Bit時間定義
7、 數據幀描述
Start(bit)+ Header Block + Data Block 1(opcode block) + Data Block 2 (operand blocks)
注:
Block定義:Data(8 bit) + EOM(1 bit) + ACK(1 bit)
Header Block定義:Initiator(4 bit) + Destination(4 bit) + EOM(1 bit) + ACK(1 bit)
8、 CEC總線仲裁
CEC發送一個消息后,丟失總線所有權。再次發送消息時,需要再次申請總線所有權。
更具發送消息的情況不一,Signal Free Time的時間標准也不一致。
發送消息后,期望響應時間應小於200ms;並發送一個消息並收到答復的最大時間為1s。
9、 設備地址
HDMI中的DDC會為設備分配物理地址。有CEC的設備都具有物理地址和邏輯地址,而沒有CEC的設備只有一個物理地址。
無論何時發現一個新的物理地址(F.F.F.F除外),CEC設備都應該分配邏輯地址,同過廣播消息查詢邏輯地址分配情況。
設備地址為未注冊(15)才能被分配邏輯地址,當設備丟失物理地址時,應該將設備地址設備為未注冊(15)
10、 CEC消息描述
見規范。