HDMI显示器的热插拔检测(HPD)电路设计

下面讲述的是hdmi显示器上的hpd原理电路,平时设计主板的时候只需要连接上(注意单向导通方向)就可以。
hpd:hot plug detection,简称热插拔检测。标准hdmi接口的第19pin的功能就是热插拔检测hpd,这个信号作为hdmi发送器判断是否连接hdmi显示设备进行信号传输的依据。
上图是hdmi显示器的接口电路。当显示器和主机连接时,主机供电给显示器的18pin——hdmi_a_5v,此时该引脚有5v电压。hpa_a/int2要分两种情况讨论:
1.显示器开启;此时vcc_3v3是有电压的,即q3导通,q2截止。因为hpa_a/int2通过1k上拉到5v,因此该引脚为高电平。
2.显示器关闭;此时vcc_3v3没有电压的,即q3截止,q2导通,hpa_a/int2接地,故hpa_a/int2是低电平。
当主机检测到hpa_a/int2是高电平时,主机会通过数据通道ddc(ddc i2c总线)读取显示器存储器的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显卡相适应,则主机系统可以激活显卡 tmds信号发送电路(数字视频信号发送电路)。
hpd电压要求:
当hpd引脚电压大于2v时,判断显示器与主机连接:当检测到hpd引脚电压小于0.8v时,则判断显示器与主机连接已经断开。
总结:
第一步:主板上的hpd默认是低电平,主板通过接口给显示器供5v电;
第二步分两种情况:一是显示器开机:开机后输出hpd信号为高电平;
二是显示器关机:hpd输出低电平;
第三步:主板接收到hpd信号后,机会通过数据通道ddc(ddc i2c总线)读取显示器存储器的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显卡相适应,则主机系统可以激活显卡 tmds信号发送电路(数字视频信号发送电路)。
ddc通道(i2c)
dcc:display data channel。作用:告诉主机,显示器的生产厂商、生产日期、支持分辨率等信息。目的:实现即插即用。
edid(extended display identification data,即扩展显示识别数据),最初是为pc显示器设置的优化显示格式而设计的规范,存储在显示器专用的1kb的eerom存储器中(即edid数据结构是128bytes)。
hdmi接口在数字电视中的edid数据结构,与pc显示器的最大区别是编程数据可以是128byte的倍数,它不仅规定数字电视显示的格式,也规定数字视频信号和数字音频信号,基本的128byte以外的数据都是附加数据,在基本数据的第127个字节定义edid的附加数据块数量。
cec信号
cec:consumer electronics control,消费类电子控制。通过cec信号让用户可以控制hdmi接口上所连接的装置。如单键播放(one touch play),系统待机(system standby)。即是如果用户将影碟放进蓝光播放器时,电视会由于cec信号的通知而自动开机,然后视频通道亦会自动切换到播放器连接的通道上。而当用户关掉电视时,cec信号亦会通知hdmi相连接的装置一同进入待机。由于这样,所以就可以完全变成单一遥控器控制所有hdmi连接的装置。
综上所述,当hdmi线插到设备后,hpd引脚会被拉高,发送信号端检测到这个高电平信号后才会发送hdmi信号。当hdmi传输高速数字信号时,为了支持较高的传输速度,发送器与接收器的芯片都会采用抗静电技术保护电路。但一些技术不过关或偷工减料的hdmi传输线,由于没有合理的防静电设计或者是绝缘性能处理不科学,就容易导致产生热插拔损坏设备的情况发生。所以,选购专业光纤线品牌产品很关键。


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