HDMI的架构如图一所示，送出TMDS信号的为Source端，而接收TMDS信 号的为sink端，最主要的连接有三对TMDS Data及一对TMDS CLK信号。当sink 端接上source端时，source侦测到HPD之后会通过DDC通道去读取sink设备EDID ROM里面的资料，资料主要包括sink端的能力或资讯，像是制造商的资讯、 制造日期或是sink端支持的解析度等，接着就会开始传输TMDS信号。
HPD检测
二、HDMI線路layout注意事項
1、差分阻抗要求（Differential Impedance):100 Ω ± 15%;
2、要降低差分对内延时差（intra-pair and inter-pair skew），同一组HDMI接口内的八个 差分信号走线需要等长;
3、如果需要绕线，请依照以下绕线建议： 3.1.降低inter-pair skew 的绕线方式 ※凹陷的弧长建议3～5倍线宽；※如果需要做好多个凹陷来绕线，凹陷跟凹陷的距 离建议8～10倍线宽；
HDMI原理介紹
HDMI 輸出設備端
HDMI 接收設備端
TMDS channel0
Video Audio HDMI transmitt er
Video HDMI Receiver Audio
TMDS channel1
TMDS channel2
control/status TMDS Clock channel
HEAC技術介紹
HDMI Ethernet Channel------HEC;
Ethernet Channel的功能主要是让使用HDMI连接的装置可以共享网络，传输速率可达 到100Mbps。如下图所示，使用HDMI线连接的装置，可藉由HEC分享网络的功能，让 装置的线数减少。
HEC
13
Audio Return Channel------ARC
3.2.避免Discontinuity
※不要有90度转角的走线方式：90度转角的地方线宽较宽，阻抗会降下来，因此会
产生不连续点；※45度转角产生的不连续比较小，在可接受的范围内；
3.3.VIA(钻孔），PADs and Test Point: 如果走线上不可避免会有几个不连续点 （discontinity）产生，建议让这些不连续点靠在一 起。（不连续点discontinity的产生，例如加了ESD 保护器件）
ARC(Audio return channel)音频回传通道，可以让音频通过ARC传至播放的装置， 诸如音响，AV扩大器等。现在多数家庭都装有无线电视或者机顶盒，提供消费者在 家里也可以收看高画质的电影。 虽然目前的电视也可以支持声音的播放，但可能是最基本的左右声道，使用者 如果有较好的播放装置，像是家庭影院，通过一条HDMI Cable就可以将音频传至播 放装置，无需额外的AV端子配线，减少接线的复杂度。

Type E Automotive
Type B Dual Link HDMI
4
HDMI各版本性能對比
HDMI版本 最初發佈日期 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 2.0
12/9/02
5/20/04
8/22/05
6/22/06
6/5/09
9/4/13
最大帶寬(Gbps)
最大音頻採樣率 CEC（消費電子控制通道） DVD音頻 SACD（音讯储存媒体）· Dolby True HD（无损压缩） DTS-HD主音頻 音頻口形同步 微型連接器 HDMI之上3D HDMI之上4k 汽車連接器 HDMI以太網通道 音頻回傳通道 4k@50/60Hz CEC擴展 雙畫面 多音頻流 21:9寬高比 動態自動聲畫同步
HDMI TMDS Data与支持分辨率的关系
TMDS對每個圖元點中的RGB三原色8bit編碼
一、HDMI帶寬和TMDS CLK的關係
TMDS時鐘與數據channel的對應關係
以上是一個適用於所有串口傳輸介面帶寬計算的公式，传输速率=总线宽度*时钟 频率。HDMI有3个TMDS通道分别传输R、G、B三原色，每个通道位宽10bit（8bit像 素数据，2位控制数据）。每10 bit对应一个时钟。 HDMI传输速率計算： HDMI1.0-1.2：最高时钟頻率为165MHz，传输速率为：165M*10*3=4.95Gbps HDMI1.3-1.4：最高时钟頻率为340MHz，传输速率为：340M*10*3=10.2Gbps。 HDMI2.0：最高时钟頻率为600MHz，传输速率为: 600M*10*3=18Gbps；(一秒可以 传输显示600M个像素点)。
二、視頻分辨率與所需傳輸帶寬的關係
視頻格式 X (象素/線) Y (線 ) F (幀/秒) 色深 (位/象素) 24 M 1 TMDS Data rate (Gbps) 1.485 TMDS CLK (MHz) 148.5
1080p
2200
1125
60
30
36 48 24
1.25
1.5 2 1
1.86
HDMI 接口分类
There are 5 types of HDMI Connectors ,Type A, B, C, D, E:
• Type A Standard HDMI Connector • Type B has 2 TMDS links. (Dual Link HDMI) for Supper High Resolutions >4K • Type C is a smaller Version of Type A • Type D is a Micro Version of Type A • Type E is for Automotive applications
HDMI接口HDMI编码图例：3个TMDS分别传输像素点的RGB数据
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。 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包传输周期。
特点:
4k x 2k @ 50/60Hz


高保真音频
新彩色空间(New Color Space) 剧院格式 双视图
HDMI 展台 4k x 2k CES 2014, Las Vegas
BTU-R .2020 Color Space
HDMI 2.0接口变化
HDMI2.0新增功能:
1.分辨率增至4K@50/60（2160p）, 是1080p/60视频分辨率清晰度的4倍，是视频的超极体验。 2.增至32个音频通道，畅享身临其境般的多维音频体验。 3.音频采样率增至1536kHz，提供最高的音频保真度。 4.同步传输双视频流，让不同用户在同一屏幕上观看不同视频。 5.同步传输多个音频流至多个用户（最高可达4个）。 6.支持广角影片， 提供广角影院21:9宽高比的全新体验。 7.动态自动声画同步 8.CEC扩展对单一搖控器控制多个消费电子产品提供更多的扩展控制命令
ARC
HDMI設計注意事項
一、HDMI線路原理圖設計注意事項 1.HDMI接口的ESD及EMI防護
1.Back Drive Protection 2.Hot Plug Detect 3.Short Circuit Protection
消除共模干擾
ESD防護
二、帶MHL功能的HDMI接口電路設計
MHL检测
control/status
Display data channel (DDC)
EDID ROM CEC HEAC
High/Low
CEC HEAC Detect
CEC Line Utility line HEAC通道是1.4規範新增的功能 HPD line
HDMI1.4傳輸原理圖
HDMI标准继续沿用了和DVI相同的，由Silicon Image公司发明的TMDS(Transition Minimized Differential Signaling)最小化传输差分信号技术。 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。
HDMI 技術原理及測試介紹
HDMI 2.0 测试展示台 CES(消费电子展) 2014, Las Vegas
报告綱要 HDMI定義及接口分類 HDMI發展歷程及個版本性能對比 傳輸原理介紹 設計注意事項 HDMI測試介绍
HDMI 定義及架构
高清晰度多媒体接口（英語：High Definition Multimedia Interface，简称HDMI）是一种全數 字化視頻和聲音发送接口，可以发送未壓縮的音頻及視頻信号 2002年4月，来自电子电器行业的7家公司——日立、松下、飛利浦、Silicon Image、索尼、 汤姆逊、東芝共同组建了HDMI高清多媒体接口接口组织HDMI Founders（HDMI论坛），开始着 手制定一种符合高清时代标准的全新数字化视频/音频接口技术。
4.95
768kHz
4.95
768kHz
4.95
768kHz
10.2
768kHz
10.2
768kHz
18
1536kHz
HDMI 2.0: 传承自HDMI1.X
继续采用TMDS信号(Transition Minimized Differential Signaling)