HDMI技术原理详解：物理特性、传输机制和TMDS差分传输

HDMI技术原理 HDMI（High-Definition Multimedia Interface）是一种高-definition多媒体接口，用于连接设备之间的音视频传输。下面将详细介绍HDMI的技术原理。 **HDMI物理特性** HDMI连接器有五种类型：A型、B型、C型、D型和E型。每种类型的连接器都可以直接与设备相连，也可以通过线缆适配器相连。B型连接器较大，A型和C型信号相同，适合移动设备，D型相对C型更加小巧，E型为汽车应用而设计。 **HDMI连接器管脚定义** HDMI连接器管脚定义包括A型、B型、C型、D型四种，每种类型的连接器都有其特定的管脚定义。例如，A型连接器的管脚定义包括TMDS数据通道、TMDS时钟通道、音频通道、控制通道等。 **TMDS差分传输原理** HDMI标准沿用了DVI采用的TMDS（Transition Minimized Differential Signaling）最小变换差分信号传输技术。TMDS技术主要包括三大部分：TMDS差分传输技术、传输最小化和直流平衡。TMDS差分传输技术是TMDS技术中的一部分，用于抗干扰和提高传输速度。 TMDS技术采用两根信号线之间的电压差来传送信号，传输的数字信号（0或者1）由两脚间的电压正负极性和大小决定。在发送端要发送“1”的时候，将TMDS DATAX+引脚设为高电平，TMDS DATAX-引脚设为低电平，如果发送“0”时，将TMDS DATAX+引脚设为低电平，TMDS DATAX-引脚设为高电平，接收端利用TMDS DATAX+与TMDS DATAX-的电压差来确定发送端发送的逻辑是“1”还是“0”。 **HDMI传输机制** HDMI采用TMDS传输通道，包含3路TMDS数据通道和1路TMDS时钟通道，每个通道都有正负两条信号，用于差分传输。音频、视频和控制信号都是在三个TMDS数据信道中相互交错传输，分别对应数据岛周期、视频周期、控制周期。TMDS时钟，即视频像素速率传输时钟，在TMDS时钟信道中传输，它被接收端当做三个TMDS信道的参考频率，用于对三个TMDS数据的复原。 **HDMI系统框架** HDMI系统框架包括发送端和接收端两个部分。发送端负责将音频、视频和控制信号编码后传输给接收端，接收端负责将接收到的信号解码后输出。HDMI系统框架还包括TMDS传输通道、音频处理单元、视频处理单元和控制单元等。 HDMI技术原理是基于TMDS差分传输技术和HDMI连接器管脚定义的高-definition多媒体接口，用于连接设备之间的音视频传输。