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用HDMI构建高清数字家庭

52Forum| HDMI| 2010-10-22
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概述

  从模拟媒体向数字媒体的飞速转变已经推动了数字家庭的发展演变。数字视频、数码图片与 MP3已经使得整个新产品类别从消费电子产品制造商处脱颖而出,同时半导体销售商也纷纷响应,采用具有性价比优势的集成电路、IC芯片来生产这些产品。从 模拟域转换到数字域需要全新的数字音频/视频连接方式。HDMI (高清晰多媒体接口)已经成为消费电子产品全球数字音频/视频互连新标准。HDMI的共同创造者Silicon Image 公司(www.siliconimage.com)已经为消费电子产品制造商研发出了系列HDMI IC芯片。
 

  HDMI 背景

上个世纪九十年代后期,消费电子产品制造商开始发布他们的最初数字电视 (DTV)产品,其中许多产品具备了高清晰 (HDTV)性能。这些设计者开始寻求一种新的数字连接方式,它将使得电视信号从信号源设备到电视机一直处于数字域空间。工程师们意识到,将数字视频转换 成模拟信号,再经过电缆传输并转换回数字信号将会降低画面质量。数字电视设计者将目光转向了个人电脑世界并开始采用数字视频接口(DVI)标准。

消费电子产品公司想要通过将多路环绕声音频与视频信号相复用来改进 DVI标准并研发出一种新型小波形系数连接器。因此,通过HDMI创始厂商与HDMI Licensing,LLC公司(www.hdmi.org) 所进行的标准化努力,HDMI于2002年应运而生。HDMI创始厂商成员包括美国晶像(Silicon Image)、索尼(Sony)、日立(Hitachi)、飞利浦(Philips)、汤姆逊(Thomson)、东芝(Toshiba)以及松下 (Panasonic)等公司。短短几年,HDMI已经成为事实上的消费电子产品高带宽数字接口标准。通过将音频与视频信号多路复用,HDMI减少了缆线 杂乱现象,那些将多个盒子钩挂在电视机上的消费者曾为该现象苦恼不已。一根 HDMI电缆可以代替下列五根电缆: 三根分量视频电缆与两根立体声音频电缆。HDMI电缆很快就因其高质量的视频信号与减少缆线杂乱而带来的好处而在消费者中大受欢迎。同时,美国与欧洲的政 府指令以及 HD DVD与蓝光光碟(Blu-ray Disc)标准设备也要求配备带HDCP输出的HDMI盒用以传输高清晰视频电视信号。甚至微软公司(Microsoft)的Vista操作系统 也需要HDMI或带HDCP的DVI用于在PC上播放HD DVD电影。由于消费电子产品迅速采用了HDMI标准,全球超过450 家公司 已经采用了HDMI,其中包括82家中国公司,同时In-Stat公司预测2006年将生产6000万台配备 HDMI的设备,而2009年这个数字将涨至 27.8亿 。

SiI9134HDMI 1.3版发射器与SiI 9133 1.3版接收器

 

  2005年,HDMI创始厂商发布了CEC (消费电子产品控制)的最终实施与测试 规程。这种由 Philips建立并被欧洲电视广泛使用的标准是一组指令,它使得利用单个遥控器能够控制HDMI连接的所有设备。HDMI电缆为双向数据通道,CEC用其来控制上游设备。例如,一个消费者能够打开电视与DVD 播放器,并使用其电视遥控器控制所有的DVD 播放器播放。所有的主流电视制造商都将CEC功能加到了他们的2006款产品之中。

HDMI 超越传统的数字电视、机顶盒与DVD 播放器,可以直接与视频游戏连接,还可以连接想要直接连接到电视之上的移动设备。数字电视技术将在电视机的前面板或后面板上添加一个HDMI端口,这样消 费者就易于将他们的游戏机与移动设备连接到电视机之上。数码相机与数字视频摄像机是首先添加HDMI连接功能的移动设备。Sony与Samsung(三 星)已经发布了自带 HDMI连接器的数码相机与HD便携式摄像机系列产品。消费者将能够直接将他们的照相机/摄像机与数字电视相连接,并方便地与他们的朋友与家人分享照片与 视频的精彩内容。数码图片与高清晰视频在新型HDTV上看起来极为清晰。

中国政府与消费电子产品行业认识到从信号源盒到数字电视的安 全数字视频连接的巨大价值所在,而且,中国在本国自主制定标准方面处于领先地位。Silicon Image 已经与中国电子视像行业协会(CVIA)开展合作,该协会是中国数字电视、数字电影/广播、高清晰光盘、机顶盒以及信息技术设备与元件制造商所组成的行业 协会。CVIA致力于促进中国的数字消费电子产品行业的发展。来自CVIA的资料表明,中国在2005年已经生产了8200万台电视、1400 万台DVD与VCD 播放器。

HDMI A型连接器与新款迷你连接器

  7月,Silicon Image与CVIA 宣布双方已达成协议,双方将共同推动中国国内电子产品制造商采用HDMI标准,共同研发可应用于HDMI的新技术,并合作建立测试与互操作性检验实验室用以弥补建立的HDMI 授权测试中心的测试能力不足。

  此外,S

ilicon Image还将支持中国数字接口产业联盟 (CDIA),该联盟由CVIA发起成立,由中国主流电子产品制造商共同组成。CDIA将推动HDMI在消费电子产品中的应用,促进国内外制造商之间的交流合作,并加强硬件制造商与内容提供商之间的协调沟通。

HDMI标准的发展比消费电子产品的最新技术领先一步。领先的HDMI版本支持现有的全部HDTV视频与环绕声格式,不过,显示器与信号源技术的发展要 求HDMI 具有更高的带宽。显示器正在朝更深的色彩与更高的刷新率方向发展。目前的HDTV支持 24位色彩(8 位/色),这相当于数百万种颜色。在这种色深下,您可以在屏幕上发现色带与色彩失真现象,它具有很大的改进空间。当使用30位、36位与48位色彩时,这 相当于十亿种颜色,这将会使显示内容超越了人类视觉感知极限,从而带来前所未有的强烈消费体验。HDMI 1.3版本通过将单连接带宽从165MHz (5 Gbps)提高到340MHz (10 Gbps) ,使得深色 (30位、36位与48位 (RGB或YCbCr)色深)成为现实,并支持无损环绕声格式杜比 True HD与DTS-HD,从而推动了标准进一步向前发展。唇型同步分析 (lip-sync)新功能在遇到不同的处理延迟时使得音频与视频同步成为可能。通常,视频处理通道长于音频处理通道,因此这种新功能可以实现系统音频与 视频同步。同时还研发了一种新款迷你连接器,其尺寸比A型HDMI连接器的50%还小。新款迷你连接器设计用于连接器空间非常紧张的移动设备。

 

使用HDMI之前的缆线杂乱状态


Silicon Image的HDMI 半导体产品覆盖范围很广,从单输出发射器设备到单输入与双输入接收器设备,涵盖了HDMI 1.1与1.2a直到最新更新的1.3等所有版本。

HDMI消除了缆线杂乱现象

 

  HDMI发射器

SiI 9030是一款HDMI 1.1版本兼容发射器,它支持使用PCM 方式的480i,480p,720p,1080i以及1080p 分辨率,非压缩数字音频与压缩环绕声格式杜比数字与DTS。SiI 9030是用于机顶盒、DVD 播放器与DVD录像机的成本效益型解决方案。

最新加入Silicon Image HDMI发射器家族的是SiI 9134。此设备支持用于深色的HDMI 1.3版本指定的更高带宽 ,同时还支持无损环绕声音频格式杜比 True HD与DTS-HD Master音频格式。SiI 9134 在带宽方面带来了显著提升,每秒从4.95 Gbps提升到6.75 Gbps,超越了前期的HDMI芯片。这使得它们可以支持深色显示,60Hz下视频分辨率可以达到1080p,每像素颜色深度为36位。SiI 9134使某些新型播放器能够向HDTV传输深色内容以获得最高质量的图像,同时还支持新的高比特率音频格式,为消费者提供一种丰富的听觉体验。

每个HDMI发射器均带有一个内建高带宽数字内容保护(HDCP) 加密机,用于保障重要的高清晰视频与音频数字传输的安全连接。每个SiI 9130与9134均使用唯一的HDCP密钥进行预编程,这样就提供了极高等级的安全性,同时还降低了制造复杂度与制造成本。

HDMI 版本表

 

 

 

  HDMI接收器

在接收器方面,Silicon Image提供了范围宽广的单输入与双输入HDMI接收器产品来满足您的系统设计要求。这些 IC的范围涵盖了从累存电视的低成本、单输入接收器直到高端电视的高带宽、深色设备。HDMI 已经成为A/V接收器的必备功能,而且 Silicon Image的产品系列为您的产品设计提供了最佳解决方案。

SiI9011是一款支持标准1.1版本的低成本、单端口HDMI设备。双端口版本型号则为SiI9021。这两款均支持1080p 分辨率以及杜比数字与DTS等多通道音频格式。

SiI9031设计用于带内建 HDCP 转发器支持的音频视频接收器 (AVR)。转发器支持 对于HDMI/HDCP信号从信号源设备到显示设备所经由的AVR与交换机等设备来说至关重要。SiI9023是一款支持1.2 版本音频的双端口HDMI接收器 IC。此设备增加了DVD音频与超级音频光盘系统(SACD)功能,它是AVR设计的理想选择。

Silicon Image的最新设备型号为 SiI 9133,这是一款先进的双输入HDMI接收器,它将使HDTV可以显示由Sony PlayStation 3与高清晰 DVD 播放器等新一代消费产品所传输的深色内容。

  SiI 9133 在带宽方面带来了显著提升,从4.95 Gbps提升到了6.75 Gbps,超越了前期的HDMI芯片。这使得它们可支持深色显示,60Hz下视频分辨率可以达到1080p,每像素颜色深度则为36位。

  更高的带宽还使得芯片可以支持游戏和其它要求苛刻的应用所

用到的最新一代的快速刷新显示。SiI 9133 在120Hz下将支持1080i和720p的分辨率和每像素深度36位,可以提供具有快速移动视频的清晰影像。对于从RGB到YCbCr 和YcbCr再到RBG 颜色空间转换和4:4:4/4:2:2上/下取样,这两个芯片支持真正的12位视频处理(内部处理为14位,用于更精确的处理)。

 

  SiI 9133是一种先进的双输入HDMI接收器,适用于直接连接数字电视,如背投式微显示器、LCD-TV、等离子显示器和前投式放映机等。SiI 9133 具有HDCP内建自检(BIST)和一次可编程(OTP)键,用以实现最高水平的安全和最低的成本。

  来自Simplay Labs的HDMI兼容测试

  任何互连标准的成功准则都是制造商对标准规格的遵从情况如何。为了帮助公司测试兼容性,Silicon Image 已经建成了Simplay Labs来进行HDMI与HDCP兼容性测试。HDMI/HDCP连接的大多数常见故障与HDCP有关。消费者经常会遇到的一种情况就是机顶盒不支持HDCP 转发器功能。最开始,机顶盒被毫无问题地直接插入到电视之中。接着,消费者购买了一个带HDMI的AVR,并将机顶盒插入AVR,再从AVR连接到电视上。消费者将电视打开,电视屏幕上将显示“HDCP 授权错误”,同时屏幕变暗。此时,消费者会感到非常沮丧并将该设备退还给零售商。

Simplay Labs的职责就是在第一环节防止这些兼容问题的发生。Simplay Labs 能够完成一整套HDMI电子测试与HDCP兼容测试,同时还测试设备与其他 Simplay 认证设备的兼容情况以确保其兼容性。零售商与消费者应寻求带有Simplay HD标识的产品以确保他们的设备与HDMI连接时能够正常工作。

  在2006年晚些时候消费电子产品控制 (CEC)也将被添加到DTV功能之中。CEC向消费者作出承诺:使用一个遥控器就可以控制他们所有的通过HDMI连接的设备。不过,如果消费电子产品制造商对他们的HDMI连接进行了彻底的测试,他们也只能提供这样的承诺。Simplay Labs是唯一一家提供与他们的HDMI与HDCP兼容测试计划相结合的CEC测试机构。

  美国Simplay实验室(Simplay Labs)已经在深圳和上海成立了两家测试中心以支持中国的系统制造商。提请测试非常简单,费用也比较合理,在http://www.simplayhd.com上提供有全部信息。

  HDMI是一种让数字家庭成为现实并让各种层次的消费者均可接受的推动因素。这种全数字连接是消费者在购买数字电视时所需要的必备功能。Silicon Image持续推动HDMI标准向前发展,使得HDTV性能提升、功能增强,同时我们还继续为累存的电视、机顶盒与DVD 播放器提供价格可接受的HDMI IC。为了同主流品牌的消费电子产品公司相竞争,HDMI已经成为您的数字音频与视频产品上的一项必备功能。

如果需要关于HDMI组织与技术规格的更多信息,请登录http://www.hdmi.org

  如果需要关于Silicon Image公司HDMI发射器与接收器产品系列的更多信息,请登录http://www.siliconimage.com  

  关于Silicon Image公司

  美国晶像公司(Silicon Image)总部位于美国加利福尼亚州桑尼维尔市,是消费电子产品与个人电脑市场高清晰数字内容安全传输、演示和存储技术的领先者。Silicon Image建立并推广数字内容传输的业界标准,如HDMI、DVI、UDI与SATA等,同时充分发展与个人电脑和消费电子全球领先厂商的战略合作关系。

SimplayHD测试计划(SimplayHD  Test Program)为HDTV、机顶盒、音频/视频接收器与DVD 播放器等高清晰消费电子产品设备提供兼容性测试,帮助制造商实现兼容性并为消费者提供最高质量的HDTV体验。Silicon Image公司是高清晰多媒体与数据存储 应用的久经考验的半导体知识产权解决方案的领先提供商。

 

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