hdmi介绍及DRM实现
HDMI基于DRM实现
目录
1. HDMI介绍
2. DRM实现HDMI驱动
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HDMI各功能流程
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DRM各组件实现
3. 各种HDMI问题调试
HDMI介绍
历史
HDMI标准的发展历史：日立、松下、飞利浦、Silicon Image、索尼、汤姆逊、东芝七家公司共同组建了HDMI高清多媒体接口组织，着手制定一种符合高清时代标准的全新数字化视频/音频接口技术。在 2002年12月9日，HDMI1.0版正式发布，HDMI技术产生。从最早的1.0到现在的2.1，从1080p，到现在的8K。
特点
VGA、DVI接口缺点
抗干扰能力弱、不能传输音频、体积过大、分辨率低、不能热插拔…
HDMI特点
通过一条线缆能高品质地传输未经压缩的高清视频和多声道音频数据，最高数据传输速度为5Gbps。同时无需在信号传送前进行数模或模数转换，可以保证最高质量的音视频信号传送
其他特点
- 一条线就可以传输无压缩高清实时信号
- 支持高质量（10/12 bit）数字视频信号送达，以及数字音频传输
- 体积小、方便携带
- 支持热插拔
不幸的是，HDMI接口并不是一个开放的标准。制造商必须向HDMI标准制定协会支付版税，来换取一个生产许可证。
对比DP
DP是由PC大厂联合制定的标准，对桌面端设备支持更友好，支持更高的频宽，对适应性刷新率的支持度更广泛（在DP1.2就支持）
HDMI是由电视大厂联合制定的标准，对电视端设备支持更友好，对家庭娱乐系统更友好，线缆传输更稳定，对适应性刷新率的支持较低（HDMI2.1才支持）
以上只针对比较极端的比较，当下对于绝大多数人的显示需求，两者基本都能满足，且差异不大。
硬件组成
hdmi是有多种型号，以应对各种不同的领域（车载，相机，平板…），HDMI-A是使用最广泛的型号，采用的是标准的19Pin HDMI接口，一共有19个引脚，这19个引脚分别会接在HDMI线缆的19条线上
1~12 用于数据传输，组成三个数据通道和一个时钟通道
13 用于CEC数据传输
15~16 是DDC通道，用于I2c信号传输，EDID读取和HDCP都是经过这两根pin
18 是HDMI 5V信号
19 HPD检测信号
版本更替
hdmi经历了1.0到hdmi2.1的历史变迁，其中hdmi1.4，hdmi2.0，hdmi2.1这几个版本关注度最高。
HDMI1.4
支持 4K@30、3D 及 ARC，于2009 年 5 月推出，支持 4K 解析，仅限于 4096 × 2160@24、3840 × 2160@24/25/30。HDMI 1.4 也支持了 1080@24 的 3D 影像。音频方面新增了相当实用的 ARC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。推出Type D（micro HDMI）接口
HDMI2.0
真 4K版本、支持2160@50/60、频宽增至 18 Gbps，于 2013 年 9 月推出，又被称为 HDMI UHD，兼容 Rec.2020 色深。增加了YUV4:2:0的色彩格式，新增scrambling技术，在频宽过高时开启以减少电磁干扰。现实比较多的都是采用这个 HDMI 版本
HDMI2.1
支持 8K@60Hz、4K@120Hz 视频、Dynamic HDR（动态HDR），于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 7680 × 4320@60Hz的影像，或者 4K@120Hz 的更高帧率影像。HDMI 2.1 支持新的 eARC 技术，兼容所有支持HDMI 2.0 的设备，HDMI2.1版支持动态HDR以及适应性刷新率技术，采用更环保的防电磁干扰技术，支持最大10K分辨率。增加FRL传输技术，VRR可变刷新率技术，DSC数据压缩技术。
对于HDMI设备来说，为了更好的兼容性，RX设备往往比TX设备支持的规格更高，因此大多数TX设备都还没有支持HDMI2.1规格
而且HDMI的不同规格也对线材材质有需求
协议要点
名词解释
| HDMI | High-definiton Mulitmedia Interface |
|---|---|
| HPD | Hot-plug Detect |
| EDID | Extended Display Identification Data |
| TMDS | Transition Minimized Differential Signaling |
| DDC | Display Date Channel |
| HDCP | High-bandwidth Digital Content Protection |
| CEC | Consumer Electronics Control |
| ARC | ARC Audio Return Channel |
| HDR | High Dynamic Range |
HPD 热插拔检测
HPD是hdmi重要的功能之一，hdmi是支持热插拔的，同时需要检测热插拔。主要是对显示设备是否连接HDMI的检测机制，作为判断是否输出显示内容的基本条件之一。
EDID 扩展显示标识数据
EDID可以简单理解为显示端设备的身份信息，基本的一个块拥有128字节信息，用来描述显示设备的厂商ID、硬件信息、以及显示能力，包括能支持的分辨率，色域，色深等等。
EDID扩展显示识别数据，是VESA在制定DDC显示器数据通道通信协议时，制定的有关显示器识别数据的标准。一般VGA、DVI、HDMI或者DP接口都会用到EDID，由于显示能显示的视频画质细节不断提升，显示器也具备了多样化的视频参数选择，能显示许多不同类型的视频，但是为了保护显示器能正常接受自己能力范围内能显示的视频数据，就衍生出了EDID块，PC等输出设备能更好的识别显示器的属性，以匹配相应的音视频格式。
TMDS 传输最小差分信号
HDMI以TMDS的信号在线缆中传输，TMDS是差分信号，抗干扰能力强，每个通道都采用正负两根信号线传输，通过两根线的差值来判断信号，即使信号线出现了干扰，也不会对最终的信号判断产生影响。
DDC 显示数据通道
DCC通道就是PC通过访问显示器存储器以获得EEPROM中的EDID而建立的通道，采用的是I2C传输协议。
HDCP 高清数字内容保护
HDCP是HDMI传输中为了保护视频内容而采用的内容保护机制，会对视频内容进行加密，如果显示端未解密，则会显示黑屏或者雪花屏。HDCP目前也支持两个版本，HDCP1.4和HDCP2.3。
CEC 消费电子控制
CEC是指消费级电子控制，单总线协议，可以通过CEC达到控制所有hdmi连接设备的目的，比如一键播放(One Touch Play)，系统待机(System Standby)，通过遥控一台设备行为可以控制辐射到所有其他设备，在家庭应用领域使用非常广泛。
ARC 音频回传通道
HDR 高动态范围
HDR是一种新的影像规范，借由增加信号的亮暗与色彩范围，现实出更高对比和更广色域的影像，让细节更加清楚鲜明，并贴近现实生活的影像。分为静态HDR和动态HDR，前者的每一帧都是一样的改善设置，后逐帧应用不同的对比度和亮度水平。
2. DRM实现HDMI驱动
HDMI在DRM的抽象是connector，作为显示接口是图形栈的最终端，不负责图形的渲染和裁剪，只负责图像的显示和显示通道控制。
对于不支持插拔检测硬件中断的设备，可以使用drm_kms_helper_poll_init来轮询设备的状态，对于支持中断的设备，则可以使用drm_helper_hpd_irq_event来检测。
前端可能会接dsi或者dpi等通道，
总流程
表明HDMI连接状态，当视频设备与接收设备通过HDMI连接时，接收设备将HPD置为高电平，通知发送设备。当发送设备检测到HPD为低电平时，表明断开连接
modeset flow