常见嵌入式的视频输出接口

HDMI（HighDefinitionMultimediaInterface）,中文名称为高清晰度多媒体接口。所以一般情况下我们在说HDMI的时候，指的是这种接口。

HDMI接口类型（物理）

然而，HDMI接口虽然高效好用，但是应用于不同设备上却有着不同物理外观，HDMI协会共定义了下列五种：

Type-A

也称为Standard(标准)HDMI接口，为市面上最常见的HDMI连接器种类，共设计有19pin，宽度为13.9毫米、厚度为4.45毫米。一般笔记本电脑、DVD播放器、电视、计算机屏幕等设备上都采用此种类，从1.0版本沿用至今。

Type-B

目前非常少见，设计有29pin，带宽为Type-A的两倍。理论上能够传输WQXGA（2560×1600）的高分辨率，但是当时的HDMI芯片无法运作在那么高的频率，所以市面上并没有产品采用。

Type-C

又称作mini（小型）HDMI接口，为19pin的设计，但针脚排列成单排，其尺寸为10.42×2.4毫米，比TypeA小了将近1/3，应用范围很小，有时候会在一些薄型笔记本电脑或是计算机屏幕上使用。

TypD

又称作micro（微型）HDMI接口，采用了双排针脚19pin的设计。Type-D接口比Type-C又缩小了大约一半的面积，尺寸近似于miniUSB接口，很适合数字相机、平版计算机等以轻薄短小设计为要求的便携设备使用，更适用于便携和车载设备。于1.4版本推出。

Type-E

此种类专为车用线缆设计，有与其他种类相同的19pin设计，差别在线缆相连的地方有着机械锁的设计，能够在车辆行进中确保连接的稳定性。是一般消费者在市面上不常见到的种类。

HDMI线缆类型

HDMI线缆是否符合使用者的需求取决于「线材」及「接口」两个部分。线材决定线缆的带宽，对应到线缆传送的最高分辨率；接口则决定线缆能够连接的设备种类。HDMI线缆能传输的数据量取决于TMDS信道上频率的速度，根据最高传输速率的不同，可以分为下列四种不同的HDMI线缆规格：

1）Category1cable

Category1cable（Category1cable(标准HDMI电缆）最高支持的TMDS频率为74.25MHz，带宽为2.25Gbps，可传输720p/1080i60Hz的影像。

2）Category2cable

Category2cable（高速HDMI电缆）最高支持的TMDS频率为340MHz，带宽为10.2Gbps，可传输4K2K30Hz的影像。

3）PremiumHDMIcable

PremiumHDMIcable（升级高速HDMI线缆）最高支持的TMDS频率为594MHz，带宽为5.94Gbps，对应到的最高带宽，可以传输4K2K60Hz的影像。

4）Category3(UltraHighSpeed,UHS)cable

Category3cable:（超高速HDMI线缆）除了TMDS模式之外，同时也支持FRL模式，带宽最高可达48Gbps，可以传输8K60Hz不经过压缩处理的影像

其中1）、2）被定义在版本中，3）被定义在PremiumHDMICableSpecification（高级HDMI电缆规格）中，而4）被定义在版本中。

当HDMI版本从1.3版更新至1.4版时，新增加支持以太网络功能，让不同装置透过其连接的HDMI线缆就能共享网络功能，不需要连接额外的网络线。如果支持此功能的线缆，会在名称之后加注「附以太网」（withEthernet）的字样。详见下表“HDMI线缆市场名称及类别”（适配器就是接口的意思）：

HDMI线缆市场名称及类别

此外，还有一种车用线缆(Category1Automotive)，针对「车用线缆」（Automotive）规范有其专有的定义。车用线缆由于使用上有其限制，因此支持的带宽较低，最高频率只到74.25MHz，由于考虑到汽车内部环境通常比室内严苛许多，为了能够承受颠簸、高低温变化等各项因素，对连接稳定性、抗震、防潮等环境承受度都有一定要求，所以在接口上会使用结构经过特别设计且尺寸较大的Type-E接口。

HDMI版本及功能

前面有给大家介绍主流的HDMI接口类型，与USB接口一样，HDMI的接口类型也是随着它的接口协议（版本）不断变迁的，那么下面我们一起看看HDMI从成立至今，共发布多少个版本，不同版本又带来了什么新技术。

在对于历代版本及功能进行描述时，我们先给大家介绍一下关于HDMI历代版本通用的重要功能——基于HDCP的安全性能。这边简单介绍一下HDCP。

HDCP

HDCP(High-bandwidthDigitalContentProtection)高带宽数字内容保护技术，又是个由intel牵头做的老技术了，目的是为了“防止用户非法录制”复制内容、保护版权。当检测到非法录制时无法正常显示画面，降低画质、分辨率。

目前已经到了2.2版本，由MovieLabs牵头，组织成员包括派拉蒙影业、索尼电影、二十世纪福克斯、环球电影、华特迪士尼影业、华纳兄弟。（每代版本不向下兼容，想要高分辨率就要支持新版本）。

支持Blu-ray及全高清1080/60p

DVD-Audio以及SACD的音频在HDMI的小改版之后都已经支持，可惜这两种格式后来都未能普及

新增对DVD音频的支持

2004年5月，版本面世，新增对DVD音频的支持。DVD-Audio用DVD光碟储存16bit/44.1kHz至24bit/192kHz的PCM音乐，本来同SACD一样作为CD格式的后继者，不过可惜两种格式都未能普及。

支持SACD

版本于2005年8月推出，新增了对1-bitaudio、也就是SACD音频串流的支持，最多可支持8个声道，很大程度上解决了支持的分辨率较低，同电脑设备兼容性较差等问题。1.2版像素时钟运行频率达到165MHz，数据量达到4.95Gbps，因此可以实现1080P，可以认为1.2版解决的是电视的1080P和电脑的点对点显示问题。

兼容CEC多器材操控

的小改版，在同年12月推出，支持全部CEC(ConsumerElectronicControl)功能，让兼容的器材以HDMI连接时一个遥控就可以全部控制。

新一代的电视、Blu-ray机等器材都可以支持DeepColor技术，令显示的颜色可以更丰富。

HDMIType-A也就是最常见的HDMI插头是在1.0版本就沿用至今，TypeC(miniHDMI)则是1.3版推出、TypeD(microHDMI)是在1.4版本推出。

频宽增至10.2Gbps、支持DeepColor及高清音效串流

由《阿凡达》带来的3D热潮持续了几年的时间，所以HDMI的新功能好多都是针对3D作优化。

支持4K/30p、3D及ARC

可算是早几年最普及的一个版本，2009年5月推出，已经支持4K解析度，不过就只有4,096×2,160/24p或者3,840×2,160/24p/25p/30p。当年亦是3D热潮开始的时候，也支持了1080/24p、720/50p/60p的3D影像。音频方面新增了相当实用的ARC(AudioReturnChannel)功能，让电视音频可以经由HDMI回传到功放机再输出。也新增了100Mbps的网络传输功能，通过HDMI可以分享互联网连接。

版本已经可以支持4k了，但是受制于宽带10.2Gbps，最高只能达到3840*2160分辨率和30FPS帧率。

、1.4b

新增3D功能的小改版

由《阿凡达》带起的3D热潮一路持续，所以分别在2010年3月同2011年10月推出了小改版及1.4b，主要都是针对3D而设，例如加多了两种广播用的3D格式、支持1080/120p的3D影像等。

真4K版本、频宽增至18Gbps

、2.0b

支持HDR

2015年4月推出的小改版，加入了HDR支持。现时大部分新一代支持HDR的电视都会采用这个版本，新的功放机、UHDBlu-ray机等也会设有端子。其后的则是由原本支持HDR10的规格，新增了HybridLog-Gamma这个广播用的HDR格式。

2017年1月推出的最新HDMI版本，频宽大幅提升至48Gbps，可以支持高达7,680×4,320/60Hz(8K/60p)的影像，或者4K/120Hz的更高帧率影像。将会继续对应返原有的HDMIA、C及D等几种插头设计。而且支持新的DynamicHDR技术，比起现时的“静态”HDR，“动态”HDR可以因应每一格画面的光暗分布进一步提升对比同光暗层次表现。

音效方面，支持新的eARC技术，比起现有的ARC(AudioReturnChannel)，可以回传DolbyAtmos等Object-based音效。

我们可以通过下面这张图对比不同版本支持的功能

从应用领域而言，HDMI由电视相关厂商的联合发起，而DP主要由电脑相关厂商联合发起，但是要晚于HDMI推出时间。所以DO的应用领域主要集中在电脑及相关配件这块。HDMI的应用领域则几乎涵盖涉及影音输出所有设备。

其次从工作模式上说，HDMI采用的是TMDS传输方式，而DP则是采用了微图像传输方式。以显卡的工作方式为例，显卡图像经过TMDS芯片转换后，再通过专用线路一行一行传输到显示器上。而DP则不需要转换，把显卡生成的图像打包成一个个小数据包传输，然后直接传输到显示器上。这种方式更便捷，兼容性也更高。

其实很好理解：DP接口协议使用的是数据报文来代替传统的定时器信号，这使得它可以使用更少的引脚数，去实现更高的分辨率。此外，由于数据报文的可扩展性，DP接口可以在不改变物理通信端口的基础上增加额外的功能。

同时，该接口被设计用来取代传统的VGA、DVI和FPD-Link接口，可以通过主动或被动适配器与HDMI、DVI等传统接口兼容。

DP接口分类：

DP接口分为标准DP接口和MiniDP接口两种，它们之间的具体区别如下：

2、MiniDP接口：MiniDP接口是一种小型的DisplayPort接口，主要用于连接显示器和主板之间的连接，它具有较小的体积和低功耗的特点，同时也可以支持多种同步模式，如VESA，CESA和HDCP等。

VGA具有分辨率高、显示速率快、颜色丰富等优点。VGA接口不但是CRT显示设备的标准接口，同样也是LcD液晶显示设备的标准接口，具有广泛的应用范围。

常见接口之色差VGA接口(D-Sub接口)，说到VGA接口，相信很多朋友都不会陌生，因为这种接口是电脑显示器上最主要的接口，从块头巨大的CRT显示器时代开始，VGA接口就被使用，并且一直沿用至今，另外VGA接口还被称为D-Sub接口。

大多数计算机与外部显示设备之间都是通过模拟VGA接口连接，计算机内部以数字方式生成的显示图像信息，被显卡中的数字/模拟转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号，信号通过电缆传输到显示设备中。对于模拟显示设备，如模拟CRT显示器，信号被直接送到相应的处理电路，驱动控制显像管生成图像。而对于LCD、DLP等数字显示设备，显示设备中需配置相应的A/D（模拟/数字）转换器，将模拟信号转变为数字信号。在经过D/A和A/D两次转换后，不可避免地造成了一些图像细节的损失。VGA接口应用于CRT显示器无可厚非，但用于连接液晶之类的显示设备，则转换过程的图像损失会使显示效果略微下降。

个人电脑产业针对嵌入式显示面板的使用需求，于2008年首次发表一个新的影像传输介面标准–嵌入式DisplayPort，又称eDP。eDP逐渐取代旧有的低电压差动讯号(LVDS)传输介面，尤其是在FHD(1,920x1,080或1,920x1,200)或超过FHD解析度的面板上。你可轻易地在各种拥有嵌入式显示面板的产品中找到eDP的应用，包含一体成型电脑(All-in-OnePC)、笔记型电脑或是平板电脑等。

eDP是根据DisplayPort标准衍生出来的，随着时间的演进，eDP也发展出许多针对嵌入式显示面板应用需求的独有功能。视讯电子标准协会(VESA)于2012底发表的最新，即囊括许多降低系统功耗的新功能，预计支援的平台将于2015年上市。

eDP的推出，最大的动力来自于行业要求各个接口的低电平趋势和统一化，LVDS这一接口在eDP推出后就迅速被其取代，HDMI目前还在挣扎，但其DDC要求5V电平，未来要么降低电平/功耗，要么慢慢被DP取代。

eDP接口信号主要由MainLink、AUXCH与HPD三部分组成

eDP接口信号主要由MainLink、AUXCH与HPD三部分组成，如下图所示。

MainLink南1～4对数据线组成，每对数据线都是一对差分线。对于一款液晶屏而言，MainLink具体需几对数据线，这取决于屏幕的分辨率和彩色位数。

ANSI8B/10B编码是先将一组连续的8位数据分成两组数据，一组3位，一组5位，然后经过编码，得到一组4位、一组6位的二进制数据。

②AUXCH：是一条双向半双工传输通道，其信号采用交流耦合差分传输方式，信号采用Manchesterll编码，具有lMbps的传输速率和15m的传输距离。每个传输任务的延时时间小于500μs。

另外，该通道与EDID及DPCD存储器相连，并通过总线方式进行读写。EDID为扩展显示标识数据，用来存储显示器参数；DPCD为eDP接口配置数据，与链路管理层相连，用于链路的配置。

③HPD：是一条单向通道，用于检测E层设备和下层设备是否连接，进而实现线路的连接和中断。

④BLControl：背光控制引脚，这个是可选的，如果LCD支持1.2及以上，硬件接口连接是可以不用背光控制引脚，直接通过AUX来控制背光。

硬件结构eDP既然脱胎于DP，硬件逻辑上大的链路是一样的，所不同的是eDP有dedicated的背光控制，根据不同情况可能会有最多三个信号支持这一功能。

eDP的信号脱胎自DP，不仅包含DP所有的信号，并且为了触摸功能增加了一些自己定义的信号，同时eDP存在40pin，50pin等规格，但其信号种类是基本没有变化的。

LVDS（LowVoltageDifferentialSignaling）：LVDS是一种低电压差分信号传输技术，常用于连接显示器和主板之间的屏幕数据传输。它具有高速传输和抗干扰能力，并且在一些嵌入式系统中被广泛采用。

其中发送端是一个3.5mA的电流源，产生的3.5mA的电流通过差分线中的一路到接收端。由于接收端对于直流表现为高阻，电流通过接收端的100Ω的匹配电阻产生350mV的电压，同时电流经过差分线的另一路流回发送端。当发送端进行状态变化时，通过改变流经100Ω电阻的电流方向产生有效的'0'和'1'态。

它是电流驱动的，通过在接收端放置一个负载而得到电压，当电流正向流动，接收端输出为1，反之为0。

特点：

1、LVDS是电流驱动模式电压摆幅350mV，加载在100Ω电阻上；

2、传输速度快，推荐最大速率为655Mbps，理论极限速率为1.923Gbps；

3、LVDS不太适合较长距离的信号传送；

5、LVDS接口主要将RGBTTL非平衡传输信号转换成LVDS平衡传输信号进行传输。

6、LVDS不支持热插拔。

MIPIDSI

CSI/DSI的物理层（PhyLayer）由专门的WorkGroup负责制定，其目前的标准是D-PHY。D-PHY采用1对源同步的差分时钟和1～4对差分数据线来进行数据传输。数据传输采用DDR方式，即在时钟的上下边沿都有数据传输。

D-PHY的物理层支持HS(HighSpeed)和LP(LowPower)两种工作模式。HS模式下采用低压差分信号，功耗较大，但是可以传输很高的数据速率（数据速率为80M～1Gbps）；LP模式下采用单端信号，数据速率很低（10Mbps），但是相应的功耗也很低。两种模式的结合保证了MIPI总线在需要传输大量数据（如图像）时可以高速传输，而在不需要大数据量传输时又能够减少功耗。

国际移动行业处理器(MIPI)联盟日前正式发布了针对移动电话的显示器串行接口规范(DisplaySerialInterfaceSpecification，DSI)。DSI基于MIPI的高速、低功率可扩展串行互联的D-PHY物理层规范。基于SLVS的物理层支持高达1Gbps的数据速率，同时产生极小的噪声。

基于核心D-PHY技术，DSI增加了功能以满足移动设备显示子系统的需要，包括低功率模式、双向通信、16、18和24位像素的本国语言支持，并具备单一接口驱动4块显示屏的能力，以及对缓冲和非缓冲面板的支持。

串行接口一般采用差分结构，利用几百mV的差分信号，在收发端之间传送数据。串行比并行相比：更节省PCB板的布线面积，增强空间利用率；差分信号增强了自身的EMI抗干扰能力，同时减少了对其他信号的干扰；低的电压摆幅可以做到更高的速度，更小的功耗.

MIPI还是一个正在发展的规范，其未来的改进方向包括采用更高速的嵌入式时钟的M-PHY作为物理层、CSI/DSI向更高版本发展、完善基带和射频芯片间的DigRFV4接口、定义高速存储接口UFS(主要是JEDEC组织)等。当然，MIPI能否*终成功，还取决于市场的选择。

当前，终端市场要求新设计具有更低功耗、更高数据传输率和更小的PCB占位空间，在这种巨大压力之下，一些智能化且具有更高性能价格比的替代方案开始逐渐为相关设计人员所采用。现在使用的几种基于标准的串行差分接口当中，MIPI接口在功率敏感同时又要求高性能的移动手持式设备领域中的增长极为迅速。而基带和显示器/相机模块对MIPI显示器串行接口(DisplaySerialInterface，DSI)和相机串行接口(CameraSerialInterface，CSI-2)协议的广泛采纳，正是这种增长的主要推动力。DSI和CSI-2是分别针对显示器和相机要求的逻辑层(logical-level)协议，它们通过物理互连对主机与外设之间的数据进行管理、差错和通信。MIPID-PHY规定了连接处理器和外设的物理层的物理及电气特性，这些MIPI接口为服务移动设备市场而专门设计。

参考文档：

1、

2、MIPI介绍(CSIDSI接口)CSDN学海无涯

4、HDMI详解充电头网

目前相关的接口规范协议已经上传到《硬十课堂》

DDR

DDR5_JESD79-5

GDDR4SpecificSGRAMFunctions

DDR4_JESD79-4

DDR3_JESD79-3E

DDR2_JESD79-2C

PCIPCIe

PCI_Express_Base_5.0

PCI_Express_Base_4.0

PCI_Express_

PCI_Express_

PCI_

PCI_

PCI_

SPI

SPI_

SPI_

USB

EnhancedHostControllerInterfaceSpecificationforUniversalSerialBus

USB_

USB_

以太网

JESD204B_serdes

SGMII

RMII

RGMII

I2C

PMBUS

I2C_中文

I2C_

I2C_

RapidIO

CAN

,AD

,PartB

,PartA

HDMI

HDCPSpecificationRev1_2

HDCPonHDMISpecificationRev2_2_Final1

HDMI_Spec_1.3_GM1

JTAG

IEEE_1149.1_JTAG

LPC

LPC_

SAS

SAS2

I2S

I2S

MIPI

SpecificationforDisplayCommandSet(DCS)

MIPI_D-PHY_specification_v1-2

MIPI_D-PHY_specification_v1-1

MIPI_D-PHY_Conformance_Test_Suite

MIPI_CSI-2_specification_v1-3

MIPI_CSI-2_Specification_Brief

MIPIDSISpecification_v1-3

MIPIDSISpecification_v1-2

MIPIDSISpecification_v01-02-00

MIPIDSISpecification_v01-01-00

MIPIDSISpecification_v01-00-00

MIPID-PHY_protocol_fundamentals

MIPIAllianceStandardforDisplayPixelInterface（DPI-2）

MIPIAllianceStandardforDisplayBusInterface（）

MIPI中文入门

MIPI接口介绍

MIPI的测试测量技术

DP(DisplayPort)

DP(DisplayPort)1.4

eMMC

eMMC_JESD84-B51

FMC

ASP-127797-01

ASP-127796-01

asp-134488-01-mkt

asp-134486-01-mkt

FMC协议

I3C

aurora

sp002_aurora_8b10b协议介绍_v11_1

aurora_64b66b_protocol_spec_sp011

PXI

PXI6

PXI5

PXI2

PXI1

VPX

VPX标准技术交流

OPENVPX_VITA65-2010

JTAG

SDIO

SD使用手册

PartE7_Wireless_LAN_Simplified_Addum_

PartE2_SDIOBluetooth_Type_A_Simplified_Specification_

PartE1_SDIO_Simplified_Specification_

PartA5_SD_Extensions_API_Simplified_Specification_

PartA2_SDHost_Controller_Simplified_Specification_

PartA1_ASSD_Extension_Simplified_Specification_

Part1_UHS-II_Simplified_Addum_

Part1_Physical_Layer_Simplified_Specification_

Part1_NFC_Interface_Simplified_Addum_

AMBA

IHI0033C_amba_ahb_protocol_spec

IHI0022H_c_amba_axi_protocol_spec

AMBA4APBProtocolSpecification

LVDS

GPIB

GPIB中文

UART

Modbus-cn

ModBus-协议

异步串行UART协议详解

RS232

SATA

NVMe

DVI

SEA

LIN

BT1120

!!PDF-E

!!PDF-C

!!PDF-C

VGA

SFP

NCSI

IEC62439-3

ST-BUS

无线充电QI

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