论文部分内容阅读
随着数字电视的开播，高清数字(HD)内容已经打响了占领家庭屏幕的战役。而且家庭娱乐中的HD源远不止数字电视机和机顶盒，DVD播放机、游戏机、数码摄像机等等都在朝着HD的方向努力。能够高速串联各种数字产品的数字接口已经成为消费者采购过程中考虑的重要因素，这一接口规范不仅要提供高带宽，保证高质量的音频和视频传输，还要容易插拔方便安装。当前市场中数字家电上最常见的接口就是高清多媒体接口(HDMI)，它的前身——基于Silicon Image公司的TMDS(TimeMinimized Differential Signal)编码技术发展起来的数字视频接口(DVI)几乎一统电脑和电脑外设市场。HDMI的体积比DVI更小巧，能同时传输音频和视频信号，并且增加了HDCP(High Definition Content Protection)加密保护，这一技术备受迪斯尼、梦工厂这样的电影片商的推崇。
HDMI的兴起一方面是因为它的创始者和随后的支持者几乎都是消费电子领域的巨头公司，例如：日立、松下、索尼、东芝、三星、飞利浦和汤姆逊等等。根据HDMI专利公司HDMI Licensing，LLC得统计，到2007年8月，已经有702家公司获得HDMI许可，这其中中国的公司就占了24％。除了巨头公司的鼎力支持，市场对高带宽的数字接口需求也是HDMI得以迅速成长的重要原因。HDMI首先在数字电视市场取得成功，TCL工业研究院闫晓林院长告诉记者，我国的高清信号1080i@50Hz，如果使用8bit彩色，RGB单路数据量将达到1.3G每秒，如果使用10bit彩色，RGB单路数据量将达到5.3G每秒，目前能支持这么高带宽传输的也只有HDMI和Display Port少数几种技术。随之，HDMI将成功经验复制到数字电视外围设备市场，包含机顶盒、DVD播放机、录像机和游戏机。2006年HDMI首次在便携式数码摄像机和静态数码照相机市场上出现。
根据调研机构In－Stat的预测，从2005年到2010年HDMI市场发展的CAGR接近75％，2008年采用HDMI接口的电子产品将首次超越DVI(图1)达到4亿多台。到2010年过9成的数字电视将配备HDMI接口，俨然是成为数字电视机的标准配置。同时，HDMI接口还将占领近一半(47％)的DVD产品，29％的机顶盒，39％的游戏机和11％的PC。
HDMl的演进
HDMI不但在市场上一路高奏凯歌，对其自身的规范也在不停地修正。从2002年底1.0诞生至今，HDMI先后经历了5个规范。这其中1.2和1.3两个版本对HDMI的发展至关重要。
2005年8月，HDMI LLC公布的HDMI1.2版除了增加对SACD DSD((Direct Stream Digi－tal)的支持外，更重要的修正是增加了PC显示接口特性，能够在只使用一个HDMI接口的情况下支持所有的PC显示分辨率，支持PC自有的RGB色彩空间，并且支持输出YCbCr色彩空间。这一修正显然是针对此前VESA(VideoElectronics Standards Association)推出的Dis－play Port接口。
去年发布最新版本的HDMl1.3的升级更加显著。HDMI1.3不仅将HDMI的带宽加倍，还支持深色(Deep Color)技术，一个更广阔的色彩空间、新的数字音频格式、自动音频，视频同步功能(音唇同步)以及适用于数码相机和便携式摄像机等便携设备的小型选装连接器。HDMll，3传送的单链接带宽由HDMl1.2的165MHz(4.95Gbps)提升了1倍到340MHz(10.2Gpbs)，接近Display Port规定的带宽；深色技术将以往各色(RGB/YCbCr)8bit的量子界限，提高到了10bit，12bit和16bit，使得显示更加流畅和逼真，并且消除了屏幕上的色带，色调转换更为平滑，xvYCC色域进一步提高了色彩的表现力，使得从前的sRGB规格表现不了的一些色彩得到展现；音口形同步(LipSync)能够将设备的音频流播放时间自动调节为与视频精确同步，HDMI1.3推出的称为“C型”连接器的微型连接器针对的是小型便携设备与HDTV连接的需求。
虽然提高明显，但是经过一年多的推广，目前配备HDMl1.3规范的电子产品依然还不算多。索尼的PlayStation3是首个配置1.3规范的信号源设备，其他的产品还包括东芝第二代HD DVD播放器HD－AX2和爱普生3LCD1080p投影仪EMP－TW1000等等。当前国内市场的主角还是1.2版本，HDMl1.3只是数字电视和高清DVD上的重点开发方，支持HDMl1.3的产品屈指可数。海信在9月推出的“天翼”系列平板电视算是对1.3规范的尝试，其他上市产品大多数是国外品牌。
测试与认证
对于一些消费电子厂商，对HDMI1.3抱着观望态度的一个重要原因是成本问题。迫于Display Port的竞争压力，HDMI的版权费已经降到15美分／台，而如果在产品上打上HDMIlogo这一价格还能降到5美分。但对于年费5000美元的会员(年费10000美元会员只付版权费)，除了版权费，每台产品还需额外交付1美元的管理费用。
事实上，会员年费和版权费只是厂商需要考虑的成本中的一部分。为了确保不同制造商所生产的产品具有互操作性，便于产品更容易使用，设备制造商不仅需要在设计产品初期充分了解HDMI标准规格，还需在设计完成后送交HDMI授权测试中心(ATC)进行性能测试。这笔测试费用同样不菲，据HDMI深圳授权测试中心的经理Charlemagne Yue介绍，信号源的首次测试价格是7500美元/台，转发器测试更是高达11000美元/台，而且重新测试还需另付费用。
当然就算通过ATC测试也绝非高枕无忧，美国家电连锁公司Best Buy战略经理Mark Scanlon在9月的HDMI开发者大会上就指出，具有HDMI功能的产品的返还/调换率在商店中是同类产品平均水平的两倍。这是因为，ATC的符合性测试规范(CTS)虽然规定了程序和检测实例，但并不包括所有被测设备的可能行为。因此Silicon Image成立了SimplayLabs，进行Simplay HD测试，以测试产品是否符合HDMI和HDCP规范以及与其他产品的互操作性，并且添加了热插拔试验。在SimplayLabs的网站上详细列出了SimplayHD测试的费用，该测试针对三种不同的会员(Standardmember、Preferred member和Elite member) 的费用也不相同。有媒体报道国内支持HDMI接口的家电产品互通性上存在隐患，部分产品厂商因为互操作性测试费用过高而“偷工减料”，没有送交测试是其中的一个重要因素。
更让厂商担忧的是，目前HDMI1.3b版本的测试(深圳ATC在今年8月已经全面启动1.3b版本的测试，停止1.2a版本的测试申请。)必须包含HDCP的测试，申请HDMI1.3b测试时要求须是HDCP会员。HDCP的会员费15000美元/年，单个钥匙(Device Key)费根据采用的钥匙数量而定：0.005美分(100万Key)，0.025美分(10万Key)和0.1美分(1万Key)。HDCP是英特尔开发的数字内容保护的编码技术，主要的支持者是英特尔、微软和美国的各大片源提供商。有消息称蓝光－DVD和HD－DVD都将执行HDCP标准，这意味着未来HDCP将成为高清信号源的基本配置，生产高清电视、机顶盒和DVD播放机的家电厂商将很难绕过HDCP测试。
对于大多数国内的家电厂商和HDMI配件商合理规避测试费用的一个方法就是，自行设立符合HDMI兼容性测试规范(CTS)的测试实验室，并于产品送至HDMI ATC前进行初步测试。据安捷伦公司的测试工程师介绍，HDMIATC也是以CTS中所指定的程序与设备来进行HDMI兼容性测试。而如果厂商在信号源、接受器、转发器和电缆四种类别中各有一项产品通过ATC测试，就可自行进行产品兼容性的测试。此外，除了Silicon Image管理的全球四家HDMI认证中心外，硅谷数模在今年1月宣布其位于北京中关村的“HDMI互联互通实验室”免费对厂商开发，其主要测试内容包括：不同HDMI设备间的互连互通，相关产品软硬件调试和技术培训。
结语
除了消费电子市场，HDMI也在把眼光瞄准PC，以取代DVI接口。HDMI Licensing，LLC总裁Leslie Chard认为到2010年HDMI将占整个PC市场的35－40％。但是来自PC市场的力量也在倡导另外一个高速多媒体接口DisplayPort，并且现在已经发展到支持HDCP的1.1版本(可见DisplayPort并不是宣称中的完全无版权税)。
HDMI的优势在于被市场认可得早，并且得到了多数消费电子厂商的接纳，即便在PC领域也得到主流显卡芯片商ATI、nVidia和英特尔的支持，同样采纳的还有BenQ、ViewSonic和LG这样的显示器厂商。业界也相信随着HDMI的追随者越来越多，版权税还有进一步下降的空间。
HDMI的下一个发展方向也许就是无线HDMI，这是去年TZero Technologies和ADI提出的一种新的标准协议。无线HDMI采用UWB技术，数据传输率可到达500Mbps，能保持相当高的稳定性，并且硬件兼容HDCP可以与现有HDMI设备的协作。它被认为和802.11n一样，是目前数字家庭中最为可行的无线视频传输技术之一。
HDMI的兴起一方面是因为它的创始者和随后的支持者几乎都是消费电子领域的巨头公司，例如：日立、松下、索尼、东芝、三星、飞利浦和汤姆逊等等。根据HDMI专利公司HDMI Licensing，LLC得统计，到2007年8月，已经有702家公司获得HDMI许可，这其中中国的公司就占了24％。除了巨头公司的鼎力支持，市场对高带宽的数字接口需求也是HDMI得以迅速成长的重要原因。HDMI首先在数字电视市场取得成功，TCL工业研究院闫晓林院长告诉记者，我国的高清信号1080i@50Hz，如果使用8bit彩色，RGB单路数据量将达到1.3G每秒，如果使用10bit彩色，RGB单路数据量将达到5.3G每秒，目前能支持这么高带宽传输的也只有HDMI和Display Port少数几种技术。随之，HDMI将成功经验复制到数字电视外围设备市场，包含机顶盒、DVD播放机、录像机和游戏机。2006年HDMI首次在便携式数码摄像机和静态数码照相机市场上出现。
根据调研机构In－Stat的预测，从2005年到2010年HDMI市场发展的CAGR接近75％，2008年采用HDMI接口的电子产品将首次超越DVI(图1)达到4亿多台。到2010年过9成的数字电视将配备HDMI接口，俨然是成为数字电视机的标准配置。同时，HDMI接口还将占领近一半(47％)的DVD产品，29％的机顶盒，39％的游戏机和11％的PC。
HDMl的演进
HDMI不但在市场上一路高奏凯歌，对其自身的规范也在不停地修正。从2002年底1.0诞生至今，HDMI先后经历了5个规范。这其中1.2和1.3两个版本对HDMI的发展至关重要。
2005年8月，HDMI LLC公布的HDMI1.2版除了增加对SACD DSD((Direct Stream Digi－tal)的支持外，更重要的修正是增加了PC显示接口特性，能够在只使用一个HDMI接口的情况下支持所有的PC显示分辨率，支持PC自有的RGB色彩空间，并且支持输出YCbCr色彩空间。这一修正显然是针对此前VESA(VideoElectronics Standards Association)推出的Dis－play Port接口。
去年发布最新版本的HDMl1.3的升级更加显著。HDMI1.3不仅将HDMI的带宽加倍，还支持深色(Deep Color)技术，一个更广阔的色彩空间、新的数字音频格式、自动音频，视频同步功能(音唇同步)以及适用于数码相机和便携式摄像机等便携设备的小型选装连接器。HDMll，3传送的单链接带宽由HDMl1.2的165MHz(4.95Gbps)提升了1倍到340MHz(10.2Gpbs)，接近Display Port规定的带宽；深色技术将以往各色(RGB/YCbCr)8bit的量子界限，提高到了10bit，12bit和16bit，使得显示更加流畅和逼真，并且消除了屏幕上的色带，色调转换更为平滑，xvYCC色域进一步提高了色彩的表现力，使得从前的sRGB规格表现不了的一些色彩得到展现；音口形同步(LipSync)能够将设备的音频流播放时间自动调节为与视频精确同步，HDMI1.3推出的称为“C型”连接器的微型连接器针对的是小型便携设备与HDTV连接的需求。
虽然提高明显，但是经过一年多的推广，目前配备HDMl1.3规范的电子产品依然还不算多。索尼的PlayStation3是首个配置1.3规范的信号源设备，其他的产品还包括东芝第二代HD DVD播放器HD－AX2和爱普生3LCD1080p投影仪EMP－TW1000等等。当前国内市场的主角还是1.2版本，HDMl1.3只是数字电视和高清DVD上的重点开发方，支持HDMl1.3的产品屈指可数。海信在9月推出的“天翼”系列平板电视算是对1.3规范的尝试，其他上市产品大多数是国外品牌。
测试与认证
对于一些消费电子厂商，对HDMI1.3抱着观望态度的一个重要原因是成本问题。迫于Display Port的竞争压力，HDMI的版权费已经降到15美分／台，而如果在产品上打上HDMIlogo这一价格还能降到5美分。但对于年费5000美元的会员(年费10000美元会员只付版权费)，除了版权费，每台产品还需额外交付1美元的管理费用。
事实上，会员年费和版权费只是厂商需要考虑的成本中的一部分。为了确保不同制造商所生产的产品具有互操作性，便于产品更容易使用，设备制造商不仅需要在设计产品初期充分了解HDMI标准规格，还需在设计完成后送交HDMI授权测试中心(ATC)进行性能测试。这笔测试费用同样不菲，据HDMI深圳授权测试中心的经理Charlemagne Yue介绍，信号源的首次测试价格是7500美元/台，转发器测试更是高达11000美元/台，而且重新测试还需另付费用。
当然就算通过ATC测试也绝非高枕无忧，美国家电连锁公司Best Buy战略经理Mark Scanlon在9月的HDMI开发者大会上就指出，具有HDMI功能的产品的返还/调换率在商店中是同类产品平均水平的两倍。这是因为，ATC的符合性测试规范(CTS)虽然规定了程序和检测实例，但并不包括所有被测设备的可能行为。因此Silicon Image成立了SimplayLabs，进行Simplay HD测试，以测试产品是否符合HDMI和HDCP规范以及与其他产品的互操作性，并且添加了热插拔试验。在SimplayLabs的网站上详细列出了SimplayHD测试的费用，该测试针对三种不同的会员(Standardmember、Preferred member和Elite member) 的费用也不相同。有媒体报道国内支持HDMI接口的家电产品互通性上存在隐患，部分产品厂商因为互操作性测试费用过高而“偷工减料”，没有送交测试是其中的一个重要因素。
更让厂商担忧的是，目前HDMI1.3b版本的测试(深圳ATC在今年8月已经全面启动1.3b版本的测试，停止1.2a版本的测试申请。)必须包含HDCP的测试，申请HDMI1.3b测试时要求须是HDCP会员。HDCP的会员费15000美元/年，单个钥匙(Device Key)费根据采用的钥匙数量而定：0.005美分(100万Key)，0.025美分(10万Key)和0.1美分(1万Key)。HDCP是英特尔开发的数字内容保护的编码技术，主要的支持者是英特尔、微软和美国的各大片源提供商。有消息称蓝光－DVD和HD－DVD都将执行HDCP标准，这意味着未来HDCP将成为高清信号源的基本配置，生产高清电视、机顶盒和DVD播放机的家电厂商将很难绕过HDCP测试。
对于大多数国内的家电厂商和HDMI配件商合理规避测试费用的一个方法就是，自行设立符合HDMI兼容性测试规范(CTS)的测试实验室，并于产品送至HDMI ATC前进行初步测试。据安捷伦公司的测试工程师介绍，HDMIATC也是以CTS中所指定的程序与设备来进行HDMI兼容性测试。而如果厂商在信号源、接受器、转发器和电缆四种类别中各有一项产品通过ATC测试，就可自行进行产品兼容性的测试。此外，除了Silicon Image管理的全球四家HDMI认证中心外，硅谷数模在今年1月宣布其位于北京中关村的“HDMI互联互通实验室”免费对厂商开发，其主要测试内容包括：不同HDMI设备间的互连互通，相关产品软硬件调试和技术培训。
结语
除了消费电子市场，HDMI也在把眼光瞄准PC，以取代DVI接口。HDMI Licensing，LLC总裁Leslie Chard认为到2010年HDMI将占整个PC市场的35－40％。但是来自PC市场的力量也在倡导另外一个高速多媒体接口DisplayPort，并且现在已经发展到支持HDCP的1.1版本(可见DisplayPort并不是宣称中的完全无版权税)。
HDMI的优势在于被市场认可得早，并且得到了多数消费电子厂商的接纳，即便在PC领域也得到主流显卡芯片商ATI、nVidia和英特尔的支持，同样采纳的还有BenQ、ViewSonic和LG这样的显示器厂商。业界也相信随着HDMI的追随者越来越多，版权税还有进一步下降的空间。
HDMI的下一个发展方向也许就是无线HDMI，这是去年TZero Technologies和ADI提出的一种新的标准协议。无线HDMI采用UWB技术，数据传输率可到达500Mbps，能保持相当高的稳定性，并且硬件兼容HDCP可以与现有HDMI设备的协作。它被认为和802.11n一样，是目前数字家庭中最为可行的无线视频传输技术之一。