HDMI dan DisplayPort: Pengenalan Praktikal
Sebelum satu piksel pun bergerak, sumber perlu mengetahui bahawa paparan wujud dan apa yang boleh diterimanya. Perbualan itu berjalan pada dua wayar perlahan, dan di sinilah kebanyakan masalah "tiada isyarat" bermula.
Jawapan Pantas
- HDMI: tiga lorong data serta satu jam (TMDS), 100 Ω pembezaan, serta DDC, HPD dan +5 V.
- DisplayPort: 1–4 lorong, 100 Ω, digandingkan AC dengan 100 nF, serta AUX dan HPD.
- EDIDialah EEPROM I2C yang dibaca oleh sumber melalui DDC (HDMI) atau AUX (DP). Tiada EDID, tiada gambar.
- HPDmemberitahu sumber bahawa paparan disambungkan; tanpanya, banyak sumber tidak akan bermula.
1. HDMI: lorong TMDS
HDMI 2.0 membawa 6 Gb/s setiap lorong (18 Gb/s jumlah) melalui TMDS, gandingan DC, pembezaan 100 Ω. HDMI 2.1 beralih kepada FRL: empat lorong, sehingga 12 Gb/s setiap satu, 48 Gb/s jumlah, dengan pengekodan berbeza dan gandingan AC pada sesetengah pelaksanaan.
TMDS menghantar video sebagai strim berterusan dengan lorong jam khusus; FRL mempaketkan data dan membenamkan jam. Itulah sebabnya papan yang direka untuk TMDS tidak secara automatik menyokong FRL pada kadar penuh — PHY, penyambung dan susun atur semuanya perlu dinilai untuknya.
| Kumpulan isyarat | Fungsinya | Simptom kegagalan |
|---|---|---|
| TMDS / FRL lanes | Video and audio | Sparkles, dropouts, no video |
| DDC (I2C) | EDID read, HDCP | Wrong resolution, black screen |
| HPD | "Display connected" | Source never wakes the link |
| +5 V | Powers the EDID EEPROM | No EDID, so no picture |
| CEC | Remote control passthrough | Remote does not control the source |
2. DisplayPort: lorong dan gandingan AC
DisplayPort menggunakan 1, 2 atau 4 lorong pautan utama, pembezaan 100 Ω, dengan gandingan AC 100 nF secara bersiri pada setiap talian. DP 1.4 menjalankan HBR3 pada 8.1 Gb/s setiap lorong (32.4 Gb/s jumlah); DP 2.0 menambah kadar UHBR dengan pengekodan 128b/132b.
Latihan pautan ialah bahagian yang tiada pada HDMI: sumber dan sinki berunding ayunan voltan, pra-penekanan dan bilangan lorong sehingga setiap lorong bebas ralat. Jika latihan gagal, pautan beralih kepada lebih sedikit lorong atau kadar lebih rendah — dan gejalanya ialah resolusi lebih rendah dan bukan pautan mati.
| Aspek | HDMI 2.0 | DP 1.4 |
|---|---|---|
| Lanes | 3 data + clock | 1–4 |
| Rate per lane | 6 Gb/s | 8.1 Gb/s (HBR3) |
| Coupling | DC (TMDS) | AC, 100 nF |
| Discovery | DDC + HPD | AUX + HPD |
| Power pin | +5 V, 50 mA | 3.3 V, up to 500 mA |
3. Perbualan sebelum video
- Sink menegaskan HPD (aras, bukan denyut pada sesetengah peranti).
- Sumber membekalkan kuasa kepada bas DDC/AUX dan membaca EDID — blok 128 bait dengan kiraan sambungan.
- Sumber menghuraikan senarai pemasaan dan memilih mod yang diterima oleh paparan.
- Bagi HDMI, pengesahan HDCP menyusul; bagi DP, latihan pautan dijalankan bagi setiap lorong.
Jika EDID tiada atau rosak, banyak sumber beralih kepada mod selamat atau tidak menunjukkan apa-apa. Punca yang lazim secara mengejutkan ialah +5 V tidak dikuasakan pada HDMI: EEPROM dikuasakan daripada sumber, jadi jejak yang putus menggagalkan bacaan.
EDID ialah 128 bait untuk blok asas, dengan blok sambungan pilihan (CEA-861 untuk HDMI). Blok asas mengandungi ID pengeluar, pemasaan pilihan dan senarai pemasaan yang ditetapkan; sambungan membawa format video, audio dan data khusus HDMI. Paparan yang hanya mengiklankan 1080p tidak akan memberikan 4K, tidak kira apa yang sumber mampu lakukan.
Apabila sesuatu reka bentuk gagal pada 4K tetapi berfungsi pada 1080p, baca EDID dan semak dua perkara: sama ada pemasaan 4K hadir, dan sama ada VSDB HDMI 2.0 (blok data khusus vendor) mengisytiharkan sokongan untuk kadar yang lebih tinggi.
4. Peraturan penghalaan
- 100 Ω pembezaan, daripada susunan lapisan penyambung, bukan daripada tekaan.
- Padankan dalam setiap pasangan; pastikan pasangan pendek dan elakkan via.
- Ground berterusan di bawah pasangan; kawasan penyambung ialah tempat satah dipotong.
- Jauhkan talian DDC/AUX dan HPD daripada pasangan berkelajuan tinggi, dan lindungi setiap pin terdedah dengan ESD.
- Semak panjang jejak maksimum PHY; pada 6–8 Gb/s belanjawan adalah pendek.
4b. Bilangan lorong berbanding resolusi
| Pautan | Kegunaan biasa |
|---|---|
| DP 2 lanes, HBR2 | 1440p at 60 Hz, 1080p high refresh |
| DP 4 lanes, HBR3 | 4K at 60 Hz, dual 1440p |
| HDMI 2.0 | 4K at 60 Hz (4:2:0 or 4:2:2) |
| HDMI 2.1 FRL | 4K high refresh, 8K |
5. Kesilapan biasa
| Kesilapan | Simptom | Pembetulan |
|---|---|---|
| HPD not connected | Source never detects the display | Wire it; verify the level |
| No +5 V on HDMI | EDID read fails | Check the source-side supply |
| EDID not programmed | Wrong mode or black screen | Program a valid 128-byte block |
| DP AC caps missing | Link training fails | 100 nF per line, close to TX |
| 90 Ω routing for 100 Ω pairs | Intermittent link at high rate | Re-route per stackup |
Untuk asas pasangan yang terpakai kepada kedua-duanya, lihatpanduan penghalaan pasangan USB 2.0; untuk penempatan perlindungan pada penyambung,panduan susun atur ESD.
6. FAQ
Mengapakah paparan saya menunjukkan "tiada isyarat" dengan kabel yang disahkan baik?
Semak HPD dan EDID dahulu. Kebanyakan kes "tiada isyarat" adalah pada jalur sisi, bukan lorong berkelajuan tinggi.
Bolehkah saya menukar HDMI kepada DisplayPort dengan kabel?
Hanya dengan penukar aktif. Protokol dan peraturan elektrik adalah berbeza; kabel pasif tidak akan berfungsi.
Adakah HDMI 2.1 memerlukan kabel baharu?
Untuk 48 Gb/s, ya: kabel Ultra High Speed yang diperakui. Kabel lama mungkin berfungsi pada kadar yang lebih rendah sahaja.
Mengapakah resolusi salah?
Senarai pemasaan EDID, atau mod sandaran selepas bacaan gagal. Baca EDID melalui DDC dan bandingkan dengan keupayaan paparan.
Apakah HDCP?
Perlindungan kandungan yang dirundingkan melalui DDC/AUX. Jika pengesahan gagal, sumber mungkin memaparkan skrin hitam dengan mesej.
Mengapakah sink saya tidak membangunkan sumber?
HPD mungkin tiada, terbalik, atau tidak dipacu ke tahap yang betul. Ukurnya pada penyambung sebelum mengubah apa-apa yang lain.
Adakah DP lebih baik daripada HDMI?
Kedua-duanya tidak lebih baik secara universal. DP lazim pada monitor dan menyokong lebih banyak lorong; HDMI lazim dalam AV pengguna. Pilih berdasarkan ekosistem, bukan helaian spesifikasi.
7. Sumber
- HDMI Licensing Administrator,Spesifikasi dan pematuhan HDMI.
- VESA,Standard DisplayPort.
- Texas Instruments,Garis Panduan Susun Atur Berkelajuan Tinggi(SLLA414).
- Datasheet vendor PHY dan redriver — keperluan panjang jejak, penyamaan dan gandingan AC.
Mereka bentuk port paparan?
Hantar jenis penyambung, resolusi dan panjang kabel. Kami akan semak bilangan lane, pelan EDID dan penghalaan pasangan sebelum anda bina.
