HDMI接口將步入快車道

　　隨著數(shù)字電視的開播，高清數(shù)字(HD)內(nèi)容已經(jīng)打響了占領(lǐng)家庭屏幕的戰(zhàn)役。而且家庭娛樂中的HD源遠(yuǎn)不止數(shù)字電視機(jī)和機(jī)頂盒，DVD 播放機(jī)、游戲機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)等等都在朝著HD的方向努力。能夠高速串聯(lián)各種數(shù)字產(chǎn)品的數(shù)字接口已經(jīng)成為消費(fèi)者采購過程中考慮的重要因素，這一接口規(guī)范不僅要提供高帶寬，保證高質(zhì)量的音頻和視頻傳輸，還要容易插拔方便安裝。當(dāng)前市場中數(shù)字家電上最常見的接口就是高清多媒體接口(HDMI)，它的前身——基于Silicon Image公司的TMDS(Time Minimized Differential Signal)編碼技術(shù)發(fā)展起來的數(shù)字視頻接口(DVI)幾乎一統(tǒng)電腦和電腦外設(shè)市場。HDMI的體積比DVI更小巧，能同時傳輸音頻和視頻信號，并且增加了HDCP(High Definition Content Protection)加密保護(hù), 這一技術(shù)備受迪斯尼、夢工廠這樣的電影片商的推崇。

　　HDMI的興起一方面是因為它的創(chuàng)始者和隨后的支持者幾乎都是消費(fèi)電子領(lǐng)域的巨頭公司，例如：日立、松下、索尼、東芝、三星、飛利浦和湯姆遜等等。根據(jù)HDMI 專利公司 HDMI Licensing, LLC得統(tǒng)計，到2007年8月，已經(jīng)有702家公司獲得HDMI許可，這其中中國的公司就占了24%。除了巨頭公司的鼎力支持，市場對高帶寬的數(shù)字接口需求也是HDMI得以迅速成長的重要原因。HDMI首先在數(shù)字電視市場取得成功，TCL工業(yè)研究院閆曉林院長告訴記者，我國的高清信號1080i@50Hz, 如果使用8bit彩色，RGB單路數(shù)據(jù)量將達(dá)到1.3G每秒，如果使用10bit彩色，RGB單路數(shù)據(jù)量將達(dá)到5.3G每秒，目前能支持這么高帶寬傳輸?shù)囊仓挥蠬DMI和Display Port少數(shù)幾種技術(shù)。隨之，HDMI將成功經(jīng)驗復(fù)制到數(shù)字電視外圍設(shè)備市場，包含機(jī)頂盒、DVD播放機(jī)、錄像機(jī)和游戲機(jī)。2006年HDMI首次在便攜式數(shù)碼攝像機(jī)和靜態(tài)數(shù)碼照相機(jī)市場上出現(xiàn)。

　　根據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)In-Stat的預(yù)測，從2005年到2010年HDMI市場發(fā)展的CAGR接近75%，2008年采用HDMI接口的電子產(chǎn)品將首次超越DVI(圖1)達(dá)到4億多臺。到2010年過9成的數(shù)字電視將配備HDMI接口，儼然是成為數(shù)字電視機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置。同時，HDMI接口還將占領(lǐng)近一半(47%)的DVD產(chǎn)品，29%的機(jī)頂盒，39%的游戲機(jī)和11%的PC。

圖1 HDMI和DVI市場的發(fā)展

圖2 采用HDMI接口的不同類型產(chǎn)品

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　　HDMI的演進(jìn)

　　HDMI不但在市場上一路高奏凱歌，對其自身的規(guī)范也在不停地修正。從2002年底1.0誕生至今，HDMI先后經(jīng)歷了5個規(guī)范(圖3)。這其中1.2和1.3兩個版本對HDMI的發(fā)展至關(guān)重要。

圖3 HDMI規(guī)范已經(jīng)發(fā)展到1.3版本

　　2005年8月，HDMI LLC公布的HDMI 1.2版除了增加對SACD DSD((Direct Stream Digital)的支持外，更重要的修正是增加了PC顯示接口特性，能夠在只使用一個HDMI接口的情況下支持所有的PC顯示分辨率，支持PC自有的RGB色彩空間，并且支持輸出YCbCr色彩空間。這一修正顯然是針對此前VESA(Video Electronics Standards Association)推出的Display Port接口。

　　去年發(fā)布最新版本的HDMI1.3的升級更加顯著。HDMI 1.3 不僅將 HDMI 的帶寬加倍，還支持深色 (Deep Color) 技術(shù)，一個更廣闊的色彩空間、新的數(shù)字音頻格式、自動音頻/視頻同步功能(音唇同步)以及適用于數(shù)碼相機(jī)和便攜式攝像機(jī)等便攜設(shè)備的小型選裝連接器。HDMI1.3傳送的單鏈接帶寬由HDMI1.2的165MHz(4.95Gbps)提升了1倍到340MHz (10.2Gpbs)，接近Display Port規(guī)定的帶寬;深色技術(shù)將以往各色(RGB/YCbCr)8bit的量子界限，提高到了10bit，12bit和16bit，使得顯示更加流暢和逼真，并且消除了屏幕上的色帶，色調(diào)轉(zhuǎn)換更為平滑;xvYCC色域進(jìn)一步提高了色彩的表現(xiàn)力，使得從前的sRGB規(guī)格表現(xiàn)不了的一些色彩得到展現(xiàn);音口形同步 (Lip Sync) 能夠?qū)⒃O(shè)備的音頻流播放時間自動調(diào)節(jié)為與視頻精確同步;HDMI 1.3 推出的稱為“C 型”連接器的微型連接器針對的是小型便攜設(shè)備與 HDTV連接的需求。

　　雖然提高明顯，但是經(jīng)過一年多的推廣，目前配備HDMI1.3規(guī)范的電子產(chǎn)品依然還不算多。索尼的PlayStation3 是首個配置1.3規(guī)范的信號源設(shè)備，其他的產(chǎn)品還包括東芝第二代 HD DVD 播放器HD-AX2和愛普生 3LCD 1080p 投影儀 EMP-TW1000等等。當(dāng)前國內(nèi)市場的主角還是1.2版本，HDMI1.3只是數(shù)字電視和高清DVD上的重點(diǎn)開發(fā)方，支持HDMI1.3的產(chǎn)品屈指可數(shù)。海信在9月推出的“天翼”系列平板電視算是對1.3規(guī)范的嘗試，其他上市產(chǎn)品大多數(shù)是國外品牌。

　　測試與認(rèn)證

　　對于一些消費(fèi)電子廠商，對HDMI 1.3抱著觀望態(tài)度的一個重要原因是成本問題。迫于Display Port的競爭壓力，HDMI的版權(quán)費(fèi)已經(jīng)降到15美分/臺，而如果在產(chǎn)品上打上HDMI logo這一價格還能降到5美分。但對于年費(fèi)5000美元的會員(年費(fèi)10000美元會員只付版權(quán)費(fèi))，除了版權(quán)費(fèi)，每臺產(chǎn)品還需額外交付1美元的管理費(fèi)用。

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　　事實上，會員年費(fèi)和版權(quán)費(fèi)只是廠商需要考慮的成本中的一部分。為了確保不同制造商所生產(chǎn)的產(chǎn)品具有互操作性，便于產(chǎn)品更容易使用，設(shè)備制造商不僅需要在設(shè)計產(chǎn)品初期充分了解HDMI 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，還需在設(shè)計完成后送交HDMI授權(quán)測試中心(ATC)進(jìn)行性能測試。這筆測試費(fèi)用同樣不菲，據(jù) HDMI 深圳授權(quán)測試中心的經(jīng)理Charlemagne Yue介紹，信號源的首次測試價格是7500美元/臺，轉(zhuǎn)發(fā)器測試更是高達(dá)11000美元/臺，而且重新測試還需另付費(fèi)用(表1)。

　　當(dāng)然就算通過ATC測試也絕非高枕無憂，美國家電連鎖公司Best Buy 戰(zhàn)略經(jīng)理 Mark Scanlon在9月的HDMI開發(fā)者大會上就指出，具有HDMI功能的產(chǎn)品的返還/調(diào)換率在商店中是同類產(chǎn)品平均水平的兩倍。這是因為，ATC的符合性測試規(guī)范(CTS)雖然規(guī)定了程序和檢測實例,但并不包括所有被測設(shè)備的可能行為。因此Silicon Image成立了Simplay Labs，進(jìn)行Simplay HD測試，以測試產(chǎn)品是否符合HDMI和HDCP規(guī)范以及與其他產(chǎn)品的互操作性，并且添加了熱插拔試驗。在Simplay Labs的網(wǎng)站上詳細(xì)列出了Simplay HD測試的費(fèi)用，該測試針對三種不同的會員(Standard member、Preferred member 和Elite member)的費(fèi)用也不相同。有媒體報道國內(nèi)支持HDMI接口的家電產(chǎn)品互通性上存在隱患，部分產(chǎn)品廠商因為互操作性測試費(fèi)用過高而“偷工減料”，沒有送交測試是其中的一個重要因素。

　　更讓廠商擔(dān)憂的是，目前HDMI 1.3b 版本的測試(深圳ATC在今年8月已經(jīng)全面啟動1.3b版本的測試，停止1.2a版本的測試申請。)必須包含HDCP的測試，申請HDMI 1.3b測試時要求須是HDCP會員。HDCP的會員費(fèi)15000美元/年，單個鑰匙(Device Key)費(fèi)根據(jù)采用的鑰匙數(shù)量而定：0.005美分(100萬Key) ，0.025美分(10萬Key)和0.1美分(1萬Key)。HDCP是英特爾開發(fā)的數(shù)字內(nèi)容保護(hù)的編碼技術(shù)，主要的支持者是是英特爾、微軟和美國的各大片源提供商。有消息稱藍(lán)光-DVD和HD-DVD都將執(zhí)行HDCP標(biāo)準(zhǔn)，這意味著未來HDCP將成為高清信號源的基本配置，生產(chǎn)高清電視、機(jī)頂盒和DVD播放機(jī)的家電廠商將很難繞過HDCP測試。

圖4 多種便攜式產(chǎn)品通過HDMI接口連接到顯示器上

　　對于大多數(shù)國內(nèi)的家電廠商和HDMI配件商合理規(guī)避測試費(fèi)用的一個方法就是，自行設(shè)立符合HDMI兼容性測試規(guī)范 (CTS)的測試實驗室，并于產(chǎn)品送至 HDMI ATC 前進(jìn)行初步測試。據(jù)安捷倫公司的測試工程師介紹，HDMI ATC也是以CTS中所指定的程序與設(shè)備來進(jìn)行 HDMI 兼容性測試。而如果廠商在信號源、接受器、轉(zhuǎn)發(fā)器和電纜四種類別中各有一項產(chǎn)品通過 ATC 測試，就可自行進(jìn)行產(chǎn)品兼容性的測試。此外，除了Silicon Image管理的全球四家HDMI認(rèn)證中心外, 硅谷數(shù)模在今年1月宣布其位于北京中觀村的“HDMI互聯(lián)互通實驗室”免費(fèi)對廠商開發(fā)，其主要測試內(nèi)容包括：不同HDMI設(shè)備間的互連互通，相關(guān)產(chǎn)品軟硬件調(diào)試和技術(shù)培訓(xùn)。

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　　結(jié)語

　　除了消費(fèi)電子市場，HDMI也在把眼光瞄準(zhǔn)PC，以取代DVI接口。HDMI Licensing, LLC總裁Leslie Chard認(rèn)為到2010年HDMI將占整個PC市場的35~40%。但是來自PC市場的力量也在倡導(dǎo)另外一個高速多媒體接口DisplayPort，并且現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到支持HDCP的1.1版本(可見DisplayPort并不是宣稱中的完全無版權(quán)稅)。

圖5 HDMI電纜

　　HDMI的優(yōu)勢在于被市場認(rèn)可得早，并且得到了多數(shù)消費(fèi)電子廠商的接納，即便在PC領(lǐng)域也得到主流顯卡芯片商ATI、nVidia和英特爾的支持，同樣采納的還有BenQ、ViewSonic和LG這樣的顯示器廠商。業(yè)界也相信隨著HDMI的追隨者越來越多，版權(quán)稅還有進(jìn)一步下降的空間。

　　HDMI的下一個發(fā)展方向也許就是無線HDMI，這是去年TZero Technologies和ADI提出的一種新的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。無線HDMI采用UWB技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸率可到達(dá)500Mbps，能保持相當(dāng)高的穩(wěn)定性，并且硬件兼容HDCP可以與現(xiàn)有HDMI設(shè)備的協(xié)作。它被認(rèn)為和802.11n一樣，是目前數(shù)字家庭中最為可行的無線視頻傳輸技術(shù)之一。