HDMI传输原理之TMDS
最近HDMI协会的规范更新非常之快，特别是在2.1的部分，具体细节之前都有更新发布，这里就不重复，今天和大家聊的是最基础的HDMI传输原理之TMDS(Time Minimized Differential Signal)；其实HDMI传输原理和DVI相同，HDMI是源于DVI接口技术，它们主要是以美国晶像公司的TMDS信号传输技术为核心，这也就是为何HDMI接口和DVI接口能够通过转接头相互转换的原因，美国晶像公司是HDMI八个创始会员单位中唯一的集成电路设计制造公司，是高速串行数据传输技术领域的领导厂商.
TMDS原理
一个HDMI包括3个TMDS数据通道和1个TMDS时钟通道；
每一个TMDS时钟周期内，TMDS数据通道上会发送一个10位的字符信息。
每个TMDS时钟周期内，编码器将2位的控制数据、4位的报数据或者8位的视频数据采取不同的编码方式编码成10位数据；前8位数据由原始信号经运算后获得，第9位指示运算的方式，第10位用来对应直流平衡（DC-balanced，就是指在编码过程中保证信道中直流偏移为零，电平转化实现不同逻辑接口间的匹配），转换后的数据以差分传动方式传送。这种算法使得被传输信号过渡过程的上冲和下冲减小，传输的数据趋于直流平衡，使信号对传输线的电磁干扰减少，提高信号传输的速度和可靠性.
综合而言就是每个数据通道都通过编码算法（异或、异或非等），将8位数据转换成10位数据，前8为数据由原始信号经运算后获得，第9位指示运算的方式，第10位用来对应直流平衡。通过这种算法，会使得数据的传输和恢复更加可靠.
传输最小化
第一步：将8位并行RED数据发送到TMDS Tx.
第二步：并/串转换.
第三步：进行最小化传输处理，加上第9位，即编码过程。第9位数据称为编码位.
一般情况下，HDMI连接由一对信号源和接受器组成，有时候一个系统中也可以包含多个HDMI输入或者输出设备。每个HDMI信号输入接口都可以依据标准接收连接器的信息，同样信号输出接口也会携带所有的信号信息。HDMI数据线和接收器包括三个不同的TMDS数据信息通道和一个时钟通道，这些通道支持视频、音频数据和附加信息，视频、音频数据和附加信息通过三个通道传送到接收器上，而视频的像素时钟则通过TMDS时钟通道传送，接收器接受这个频率参数之后，再还原另外三个数据信息通道传递过来的信息。
HDMI在针脚上和DVI兼容，只是采用了不同的封装。与DVI相比，HDMI可以传输数字音频信号，并增加了对HDCP的支持，同时提供了更好的DDC可选功能。HDMI支持目前最高的HDMI2.1版本的48Gbps的数据传输率，最远可传输15米，足以应付一个8K的视频和一个16声道的音频信号。而因为一个8K的视频和一个168声道的音频信号需求少于4GB/s，因此HDMI还有很大余量。这允许它可以用一个电缆分别连接DVD播放器，接收器和PRR。此外HDMI支持EDID、DDC2B，因此具有HDMI的设备具有“即插即用”的特点，信号源和显示设备之间会自动进行“协商”，自动选择最合适的视频/音频格式。HDMI接口支持HDCP协议，为看有版权的高清电影电视打下基础.
HDMI与分辨率
PCLK：像素时钟
以1920x1080p/60hz为例：1920*1080*60=124.4MHz
以1280x720p/60hz为例：1280*720*60=55.3MHz
带宽：1s内传输的数据量（bit）
4K频率需要的带宽：选最常用的3840x2160分辨率，色深的话常用的是8位，RGB三色就是24bit，我们的目标是60Hz刷新率(60fps)3840*2160*24bit*60fps=11.94Gbps
HDMI1.4像素时钟高达340MHz，即最大带宽是：340MHz*10bit（10bit编码）*3（3个数据通道）=10.2Gbps
但是由于HDMI采用的是8bit/10bit编码方式，实际效率是理论值的80%，所以10.2Gbps能传输的最大视频带宽是10.2*0.8=8.1Gbps
在TMDS数据通道中数据在三种不同的周期块中发送
视频数据周期 (active video)
数据岛周期 (data island)
控制周期(ctl)
在视频数据周期和数据岛周期之前都有一个前导的防护带 ；在数据岛周期的尾部也有一个防护带
控制周期：控制周期用于传输引导数据，同时也被接受端用于字符同步
HDMI发展历程介绍详解
目前国内HDMI线材市场及其混乱，经常碰到兼容问题，比如最常见的1.4和1.3不兼容，1.4和2.0版不兼容，看到这可能会有人吐槽，明明cat2后的HDMI不分版本，线是通用的,以下为我们之前整理的汇总说明
线缆部分，HDMI联盟将其分成了9类，同时又对厂家提出了一个叫做Category 的认证流程，这个流程完成后，根据其送测样品线缆的带宽值，分为Category1/2/3三个不同的认证标准，具体如下：