Exynos4412 Android4.4 HDMI Porting Guid 第一篇

1.1概述

近期需要把Android4.4 KitKat 的HDMI 高清输出功能移植到 iTop4412
开发平台，查阅了相关资料，经过一段时间的研究、调试,终于成功输出1080P的图像到电视，当然也支持720P的输出了，这里笔者记录移植过程及注意事项，方便有相同需求的客户作为技术参考。

1.1.1 HDMI基础知识

HDMI(High-DefinitionMultimedia
Interface)又被称为高清晰度多媒体接口,是首个支持在单线缆上传输,不经过压缩的全数字高清晰度、多声道音频和智能格式与控制命令数据的数字接口。HDMI接口由Silicon
Image美国晶像公司倡导,联合索尼、日立、松下、飞利浦、汤姆逊、东芝等八家著名的消费类电子制造商联合成立的工作组共同开发的。

1.1.2 HDMI传输原理

HDMI采用TMDS (TimeMinimized 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
,是一种利用2个引脚间电压差来传送信号的技术。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。

所用到的术语：

HDMI把视频信号分为R、G、B、H、V五种信号用TMDS技术编码。

TMDS:这三个通道传输R、G、B三原色,HV编码在B信号通道里面传输,R、G的多余位置用来传输音频信号。

DDC
:即显示数据通道,用来向视频接收装置发送配置信息和数据格式信息,接收装置读取这些

E-EDID(增强扩展显示识别数据)的信息。

CEC:即消费电子控制通道,通过这条通道可以控制视听设备的工作。

1.1.3 HDMI数据容量

HDMI电路中的时钟频率,在1.0版本规定为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;若传输信号的比率小于25MHz,HDMI会采用自动循环技术填补码率,将信号的码率提升到25MHz的水平。

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1.3版本规格中,TMDS连接带宽从原来最高165MHz提升到340MHz,数据传输率也从4.96Gbps提升到了10.2Gbps,可以支持支持更高数据量的高清数字流量,如果采用Type
B型双路TMDS连接,则可以在此基础上再提升一倍系统带宽。

1.1.4 HDMI数据传输

HDMI输入的源编码格式包括视频像素数据(8位)、控制数据(2位)和数据包(4位)。其中数据包中包含有音频数据和辅助信息数据。数据传输过程可以分成三个部分:视频数据传输期、岛屿数据传输期和控制数据传输期。

视频数据传输期:HDMI数据线上传送视频像素信号,视频信号经过编码,生成3路(即3个TMDS数据信息通道,每路8位)共24位的视频数据流,输入到HDMI发射器中。24位像素的视频信号通过TMDS通道传输,将每通道8位的信号编码转换为10位,在每个10位像素时钟周期传送一个最小化的信号序列,视频信号被调制为TMDS数据信号传送出去,最后到接受器中接收。

1.1.5 HDMI音频功能

传统的数字音频信号的传输主要依靠两种途径:同轴电缆和光纤传输。

同轴电缆传输数字音频信号是一种非常成熟且高质量的方式。这种接口标准对设备端的硬件要求较低,但是在传输高频信号时,容易发生比较大的衰减,影响到最终音质。

光纤对设备接收、发射端的同步时许要求非常严格,在技术上比同轴要难于实现,但是光纤技术在长距离传输方面的优势非常明显,不会出现同轴电缆长距离衰减过大的问题,因此也得到了很多有距离限制以及新装修用户的青睐。

HDMI技术则综合了以上两者的优点:物理层采用成熟的电缆连接。HDMI理论上可以实现最高20米的无损耗数字音频信号传播,那些对距离有要求的用户也能较好接受。

1.1.6 HDMI接口类型

常见的HDMI类型有A、B、C三种类型。其中A型是标准的19针HDMI接口,普及率最高;B型接口尺寸稍大,但是有29个引脚,可以提供双TMDS传输通道。而C型接口和A型接口性能一致,但是体积较小,更加适合紧凑型便携设备使用。接口A、接口B、接口C

注: iTOP4412开发板HDMI采用的是TYPE C接口

1.1.7 HDMI特点

1、更好的抗干扰性能,能实现最长20米的无增益传输。

2、针对大尺寸数字平板电视分辨率进行优化,兼容性好。

3、支持EDID 和DDC2B 标准,设备之间可以智能选择最佳匹配的连接方式。

4、拥有强大的版权保护机制(HDCP),有效防止盗版现象。

5、支持24bit色深处理,(RGB、YCbCr4-4-4、YCbCr4-2-2)。

6、接口体积小,各种设备都能轻松安装。

7、一根线缆实现数字音频、视频信号同步传输,有效降低使用成本和繁杂程度。

8、完全兼容DVI接口标准,用户不用担心新旧系统不匹配。

9、支持热插拔技术。

移植环境

1 iTOP-4412 开发平台

2 kernel 3.0.15 version

3 Android4.4.4

4 Ubuntu12.04 64BIt 开发环境

注：笔者移植过程中查询了HDMI
相关的一些技术资料，在此感谢CSDN博主对HDMI的基础分析：http://blog.csdn.net/xubin341719/article/details/7713450,以上HDMI基本概念描述转载自此博客.