HDMI接口之HPD(热拔插)
HPD
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HDMI (Pin 19)/DVI(Pin16)的功能是热插拔检测(HPD),这个信号将作为HDMI 源端(Source)是否发起EDID读,是否开始发送TMDS信号的依据。 HPD是从HDMI显示器端(Sink)生成并输出送往HDMI 源端(Source)的一个检测信号。热插拔检测的作用是当显示器等HDMI接口的显示设备通过HDMI/DVI接口与HDMI 源端(Source)相连或断开连接时,HDMI源端(Source)能够通过HDMI/DVI的HPD引脚检测出这一事件,并做出响应。下面以HDMI为例讲述HPD的原理和实现方式。
1.显示器通过HDMI连接HDMI源端设备,当HDMI 源端(Source)通过HDMI接口的HPD引脚检测到显示器与HDMI源端(Source)相连时(HPD从低电平到高电平),HDMI 源端(Source)认为已经有显示设备连接,并通过HDMI接口中的显示器数据通道DDC(DDC I2C总线)读取显示器EDID存储器中存储的EDID数据(扩展显示器识别数据),如果检测到显示器的工作模式范围与HDMI 源端(Source)的输出设置相适应,则HDMI 源端(Source)就激活TMDS信号发送电路发送正常的HDMI信号给显示设备。所以Sink端的EDID是在HPD从低电平到高电平的转换时被HDMI Source端读取的。如果需要强制刷新EDID, 可以发起一个HPD信号(拉低HPD,再拉高HPD),让HDMI source来读取新的EDID内容。
2.显示器断开HDMI连接时,当HDMI 源端(Source)通过HPD引脚检测到显示器的HDMI接口与HDMI 源端(Source)断开时,HDMI 源端(Source)就断开TMDS信号发送电路,停止发送HDMI信号。
3.HDMI 源端(Source)对HPD信号的要求,当HDMI 源端(Source)检测到HDMI/DVI接口上的HPD引脚电压大于2V时,判断为HDMI显示设备(Sink)通过HDMI/DVI接口与HDMI源端(Source)连接:当检测到HPD引脚电压小于0.8V时,则判断为HDMI显示设备(Sink)通过HDMI/DVI接口与HDMI 源端(Source)之间的连接已经断开。
4.HPD信号的实现一般是在HDMI的Sink端,通过一个1K欧姆的电阻上拉到HDMI +5V,同时,本地的主处理器可以通过一个GPIO来控制它,如下图所示。
当HDMI 源端(Source)通过HDMI接口与HDMI Sink端连接时,HDMI源端(Source)通过HDMI的第18脚(PWR_CON,PIN18,也就是 HDMI_5V)将+5V电压加到HDMISink端的DDC存储器(EDID数据存储器)向DDC存储器供电,确保即使HDMI Sink端不开机,HDMI 源端(Source)也能通过HDMI接口读取EDID数据。 HDMI 源端(Source)开机后产生 +5V并通过第18脚向HDMISink端(HDMI显示器)供电,此时HDMISink端(HDMI显示器)接收到5V电压后通过内部电路使HDMI接口第19脚HPD转变为高电平(1K欧姆电阻上拉)。此时HDMI源端(Source)通过第19 Pin接收到HPD高电平,判断HDMI Sink端(HDMI显示器)通过HDMI接口与HDMI 源端连接,于是通过HDMI接口的第15、16脚DDC通道(I2C)读取显示器中的EDID数据,并使HDMI 源端的TMDS信号发送电路开始工作。当HDMI显示器与HDMI 源端之间的HDMI连接断开时,HDMI 源端一侧的HDP信号为低电平,那么HDMI源端的TMDS信号发送电路停止工作。
由于在判断HDMI Sink端的HPD电路预留了一个控制端,如果HDMI Sink端的主处理器需要复位HDMI链接(包括重新HDCP握手认证),就可以拉低并再次拉高HPD来实现这个功能。
如前面介绍EDID时所述,HDMI规范规定,发送设备要检测接收设备的第一个CEAEDID 扩展块中是否包含HDMI VSDB,这个HDMIVSDB中是否包含IEEE 数据标识符0x000C03, 只有包含这个数据标识符的设备,才会被认为是HDMI设备,否则,被当作DVI设备处理。
一个HDMI设备的EDID 通常包含两个模块,第一个是EDID1.3的数据模块,第二个是CEA 861B模块,这个861B模块中,一定要包含数据标示符 0x000C03。HDMI发送设备(Source)检测到HPD 信号由低变高时,就会去读取Sink端的EDID 数据,来确认接收装置是否出现变化,并确定是工作在HDMI模式还是DVI模式。
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