HDMI是基于TMDS(Transition Minimized Differential Signaling,转换最小差分信号)技术来传输数字信号,TMDS运用先进的编码算法把8bit数据(R、G、B中的每路基色信号)通过最小转换编码为10bit数据(包含行场同步信息、时钟信息、数据DE、纠错等),经过DC平衡后,采用差分信号传输数据,它和LVDS、TTL相比有较好的电磁兼容性能,可以用低成本的专用电缆实现长距离、高质量的数字信号传输。
HDCP(High-bandwidth Digital Content protection)系统是HDMI接口中,在发送设备(即主机)和接收设备间保护数字信号正常合法传输,防止非法接收的一种加密系统,在这一系统中最多允许13层视频转发器和128台设备共享同一主HDMI接口输出的数字信号。
HDCP主要有三个组成部分：第一部分是鉴定协议,确认接收者的合法性。发送方与接收方进行信息交换,接收方将KEY传给发送方,发送方验证并用此产生公共密钥,通过公共密钥作为均衡KEY混入授权证实序列中,用于加密内容的解密,授权确认完成;HDCP密钥一般有专门的EEPROM存储,目前多数整机产品可通过处理芯片内部EEPROM中预编程得到HDCP密钥,通
过这种方式密钥保护可达到HDCP规范要求的高级别,出于保密原因,密钥不能从IC里读出。第二,一旦确认,发送方将加密内容以双方都知道的解密方式传给接收方;第三,当非授权设备接收时,通过发送方的检测,将中断内容传送。
HDCP具体工作过程：首先由主机发送密钥选择导引序列(AKSV)和64bit伪随机序列(An)到接收方,接收方回传密钥选择导引序列(BKSV)和转发器位(REPEAT-bit)(如是转发器用以表示身份),发送方确认BKSV是否已被废除和是否包含20个1和20个0;如果双方的设备密钥和KSV有效,则计算产生一个56bit的公共密钥Km和Km`,然后可产生KS、KS`(传输密钥)、M0、MO`(64bit后续验证用追加初始序列)、RO、R0`(16bit指示验证成功,它必须在AKSV发送后100ms内传回发送方;验证成功后Ri和Ri`相等;每128帧修正一次,每2s回传一次)。因此当HDMI接口中断传输2s以上,或是非授权设备接收时,主机将停止传输内容,以达到保护传输内容的目的。
HDCP功能对于数字电视有一定局限性。对于设计完善的功能电路,如果A/D转换器、TMDS解码处理器不工作时,一般都具备Power Down功能,一方面降低系统功耗,另一方面减少高速信号的数字干扰。但由于HDMI接口的HDCP功能在连接初期识别正常后,每2秒钟要
进行一次相互认证,以确保连接的始终是合格授权接收设备,这时TMDS解码处理器就必须一直处于Power On状态,此时将引起上面提到的两点性能的恶化。如何处理这种矛盾,需要兼顾系统性能和接口标准的适应性。另外,从接收设备实际使用的角度看,HDCP的上述认证系统有一定的缺陷,使用中从HDMI接口模式切换到其他接口模式,TMDS解码处理器被Power Down,HDCP识别将终止,中断信号传输,意味着本次连接结束,然后显示设备重新切换进入HDMI接口模式,此时需要HDCP重新识别,则要求发送设备也要重新启动,增加了使用的复杂性。
在应用研究中,针对HDCP在数字电视中的适应性问题,提出了两种方案。
一种方案是：取消2秒钟一次的识别,即初次识别正常即可,为防止将数字信号输出连接到其他非法设备上,此时可通过检测HPD(热插拔检测)判断是否为授权设备,一旦检测到HPD为低电平,认为此时物理连接中断,可马上终止信号输出。第二种是：接收器在Power Down时,向发送设备随机传送一组要求暂时终止传输的特殊编码,当接收器重新Power On时,再传一次此特殊编码,发送设备验证后即可重新开始传输数字信号。以上作为以后修改规范时的建议提出。
芯片设计时,考虑在芯片内部将HDCP处理系统和TMDS解码处理系统合理处理,解码器Power Down时,HDCP也能正常工作。
HDMI接口和W500 X301的Display port接口的区别
Tags: HDMI, port, 接口, DisplayHDMI, port, 接口, Display
