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HDMI CEC協議簡介

一、 概述

1、 HDMI

HDMI(High-Definition MultimediaInterface,高清多媒體介面),是一種專用的音訊/視訊介面,用於傳送未壓縮的視訊資料和壓縮/未壓縮的音訊資料。HDMI是模擬視訊標準的數字替代品。HDMI視訊和音訊訊號傳輸通道採用了TMDS(Time Minimized Differential signal)最小化差分訊號傳輸。是一種差分訊號傳輸方式。

2、 CEC

CEC(Consumer Electronics Control)是一套完整的單匯流排協議,電子裝置可以藉著CEC訊號讓使用可控制HDMI介面上所連線的裝置,比如單鍵播放(One Touth Play),系統待機(System Standby),可以實現由單一遙控器控制所有HDMI連線的裝置。最多可以控制15個裝置。允許HDMI裝置在沒有使用者干擾情況下互相命令控制。

注:1.4版本下載需要為HDMI組織註冊者廠商,現1.3a版本開放下載,填寫郵箱就行,下文基於HDMI 1.3a規範。

二、 HDMI

HDMI規範定義了標準的協議、訊號、電氣介面和機械要求。HDMI有物理上三個獨立通道:DDC、TMDS和可選的CEC,HDMI 1.4增加了ARC和HEC。

TMDS匯流排用於傳輸視訊、音訊資訊;DDC通道用於獲取HDMI Sink增強的擴充套件顯示資料,獲取裝置裝置資訊或者配置裝置資訊;CEC匯流排,通用控制匯流排,用於HDMI裝置的互連。
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1、 DDC(顯示資料通道)

2、 TMDS(轉換最小化差分信令)

3、 CEC(消費電子控制)

4、 ARC(音訊回傳通道)

5、HEC(HDMI乙太網通道)

三、 CEC

消費類電子控制(CEC)是HDMI的一項功能,旨在允許使用者通過僅使用一個遙控器來命令和控制HDMI連線的裝置。它是一種單匯流排雙向序列匯流排,基於CENELEC標準AV.link協議,可執行遠端控制。CEC的佈線是強制的,儘管產品中CEC的實施是可選的。CEC在HDMI 1.0協議中定義,並在其後的標準中更新(將定時器和音訊命令新增到匯流排)。(據百度瞭解目前,國內電視機大多數不支援CEC功能,國外使用CEC較為普遍)

1、 CEC基本功能

2、 CEC協議規定

CEC是與其他HDMI訊號分開的電訊號。這允許裝置在睡眠模式下禁止其高速電路,但是可以被CEC喚醒。它是一個單獨的共享匯流排,直接連線在裝置上的所有HDMI埠間,可以流過所有完全斷電的裝置。
匯流排是開路集電極線,有點像IIC,被動上拉至+3.3V,裝置拉低進行資料傳輸。
與IIC相似之處:
低速序列匯流排
採用無源上拉的集電極開路
速度受分佈電容影響
接收器可以將傳送的1位轉換為0
通過仲裁允許多個主裝置:傳送1位元並觀察是否轉換為0以檢視是否丟失
面向位元組的協議
每個位元組都附加一個應該位
特殊的啟動資訊
與IIC的區別:
單線並不是兩根線
以固定時序傳送位元
低速序列匯流排(417bit/s)
四個地址位
定義了動態地址分配協議
標頭包括髮起者和收件人地址
沒有特殊停止訊號;每個位元組附加一個訊息結束標誌
沒有讀操作,通過獲取請求獲取響應幀,所有資料均從傳送器傳送
每個裝置都必須能夠作為主裝置傳輸資料
地址後位元組資料有詳細規定說明

3、 協議時序

每個位從線拉低(下降沿)開始,保持時間表示位值,之後拉高,直至後續位開始
正常資料位長為2.4±0.35ms。保持低電平0.6±0.2ms為邏輯1;保持低電平1.5±0.2ms表示邏輯0。接收器在下降沿後1.05±0.2ms對線路進行取樣,然後在下降沿1.9±0.15ms開始觀察下一位。
接收者可以將傳輸的傳輸的1bit轉換為0通過在下降沿後0.35s拉低匯流排並保持直到表示邏輯0的電平時間。這個通常用於確認傳輸。
每個幀都有起始位,通過拉低匯流排3.7±0.2ms,然後允許上升,總持續時間為4.5±0.2ms。在觀察匯流排空閒之後,任何裝置都可以傳送起始位。(通常5位時間,但成功後立即傳輸7位時間,以促進匯流排的公平共享,以及傳輸失敗和重傳之間的3位時間。)
對於單接收訊息,應答位類似於IIC:以1位傳送,接收器將其下拉至0以確認該位位元組。
對於廣播訊息,應答位被反轉:仍然作為1位傳送,但被拒絕該位元組的任何接收器下拉到0位。
每個CEC幀的第一個位元組包含4位源和目標地址頭。如果定址目標存在,則它確認該位元組。由除標題之外的任何內容組成的幀是ping,它只檢查另個裝置的存在。
地址15(1111B)用於廣播地址(作為目的地)和未註冊的裝置(作為源),它們尚未選擇不同的地址。一些裝置不需要接收非廣播的訊息,因此可以永久使用地址15。需要接收定址訊息的裝置需要自己的地址。裝置通過ping它獲取地址,如果ping未被確認,則裝置宣告它。如果確認ping,則設備嘗試另個地址。
第二個位元組是操作碼,它指定要執行的操作,以及後續資料位元組的數量及含義。

4、 主要命令

One Touch Play
System Standby
One Touch Record
Timer Programming
Deck Control
Tuner Control
Device Menu Control
Remote Control Pass Through
System Audio Control

Device OSD Name Transfer
Device Power Status
OSD Display
Routing Control
System Information
Vendor Specific Commands
Audio Rate Control

5、 電氣特性

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6、 Bit時間定義

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7、 資料幀描述

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Start(bit)+ Header Block + Data Block 1(opcode block) + Data Block 2 (operand blocks)

注:
Block定義:Data(8 bit) + EOM(1 bit) + ACK(1 bit)
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Header Block定義:Initiator(4 bit) + Destination(4 bit) + EOM(1 bit) + ACK(1 bit)
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8、 CEC匯流排仲裁
CEC傳送一個訊息後,丟失匯流排所有權。再次傳送訊息時,需要再次申請匯流排所有權。
更具傳送訊息的情況不一,Signal Free Time的時間標準也不一致。
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傳送訊息後,期望響應時間應小於200ms;併發送一個訊息並收到答覆的最大時間為1s。
9、 裝置地址
HDMI中的DDC會為裝置分配實體地址。有CEC的裝置都具有實體地址和邏輯地址,而沒有CEC的裝置只有一個實體地址。
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無論何時發現一個新的實體地址(F.F.F.F除外),CEC裝置都應該分配邏輯地址,同過廣播訊息查詢邏輯地址分配情況。

裝置地址為未註冊(15)才能被分配邏輯地址,當裝置丟失實體地址時,應該將裝置地址裝置為未註冊(15)
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10、 CEC訊息描述
見規範。