音视频接口

1 音视频接口

  各代音视频接口：第一代CVBS、第二代S-Video、1987年第三代VGA、1999年第四代DVI、2002年第五代HDMI；

  每种接口背后都有自己的历史背景，在此不去深究，只是简单概括；除去下面接口外还有SDI接口，雷电接口，先放着；

  1.1 CVBS 接口

    CVBS：composite vedio boardcast signal 复合视频广播信号接口；也称为AV端子；

    端口：RCA插头接口；V接口传输视频模拟信号，L接口传输左声道音频模拟信号，R接口传输右声道音频模拟信号；

    功能：将包含YCbCr信息的基带信号，调制后转换成VHF甚高频或UHF超高频的载波信号进行远距离传输；

  1.2 S-Video 接口

    S-Vedio：seperate video 二分量视频接口；

    端口：4/7/9针 S端子；4针传输Y/C信号；7针传输Y/C信号和AV复合视频信号；9针传输Y/Cb/Cr信号和AV复合视频信号；GND引脚略；

    功能：将YCbCr信号的亮度和色度信号分离出来单独传输，以基带信号的方式进行近距离传输；

  1.3 VGA 接口

    VGA：vedio graphics array 视频图形阵列接口；

    端口：15针VGA接口；主要引脚为R/G/B模拟信号，Hsync行同步和Vsync场同步信号；还有地址码ID[3-0]和GND，其中ID1,3复用IIC；

    功能：将RGB信号分量单独传输，以基带信号的方式进行近距离传输；这些模拟信号应用到数字显示器时需要模数转换；

  1.4 DVI 接口

    DVI： digital virtual interface 数字虚拟接口；

    端口：DVI-A接口传输模拟信号、DVI-D接口传输数字信号、DVI-I接口传输模拟信号和数字信号；

    功能：实现高清无损的8bit RGB视频信号传输；DVI-A传输的是基带信号；

    特点：只支持8bit的RGB色彩模型，不支持数字音频信号；不提供数据保护协议；预留接口鸡肋，缺乏对非PC设备的支持；

  1.5 HDMI 接口

    HDMI：high defination media interface 高清多媒体接口；

    端口：19针HDMI接口；3路差分信号，1路差分时钟，reserved引脚，CEC引脚，EDID和HDCP使用的DDC通道引脚，HotPlug引脚；

    功能：实现大容量带宽的RGB、YCbCr的数字视频信号和数字音频信号的传输；

       2002年推出HDMI1.0，2006年推出HDMI-1.3，2009年推出HDMI-1.4，2013年推出HDMI-2.0，2017年推出HDMI-2.1；

  1.6 DP 接口

    DP：display port 显示接口；

    端口：20针DP端口；4路高速差分信号，1路低速差分信号，HotPlug引脚；

    功能：数据包化传输数据的音视频标准接口；

    特点：VESA视频标准组织推出的免费接口；双模式DP接口向下兼容HDMI1.4，DVI；

  1.7 HDBaseT 接口

    HDBaseT：High Definition Base Transport  高清多媒体接口传输接口；

    端口：基于CAT5e以上以太网线缆的RJ45端口，

    功能：实现大容量带宽的RGB、YCbCr的数字视频信号和数字音频信号的传输；兼容HDMI2.0；

2 音频接口

  1 RCA接口：Radio Corporation of America接口，即莲花座子或AV端子；

    端口：使用同轴电缆传输模拟音频信号；也可以作为"同轴输出"传输数字信号；L接口传输左声道音频模拟信号，R接口传输右声道音频模拟信号；

3 视频设备

  splitter 分配器：将一路或多路输入信号 分配给>> 多路输出的的设备；应用于商场，地铁，机场，会议室；

  switcher 切换器：将多路输出信号 切换给>> 一路输出的设备；应用于...

  Matrix Switcher 矩阵切换器：将多路输入信号 分别切换给>> 多路输出的设备；应用于大屏幕拼接，监控，AV工程，视频会议工程；

  Extender 延长器：

  Controller 控制器：

  Converter 转化器：

4 音视频参数

  HDR直通：High-Dynamic Range Pass-Through 高动态范围直通，视频信号未经压缩或修改直接通过的技术；

  同轴输出：coaxial output 使用同轴电缆传输数字音视频信号的传输方式；数字信号噪声低失真小，常用于传输杜比信号；

  模拟信号：3.5mm的L/R IN耳机孔传输的是模拟信号；

  CEC:Consumer Electronics Control 消费电子控制

  AOC 全称 Active Optical Cable 有源光缆传输；

  ARC Audio Return Channel 音频回传通道；

  HDR：high danamic range 高动态范围  eg:HDR10，10bits色深；

  STB：set top box 机顶盒；

  SPDIF：Sony/Philips Digital Interface Format 索尼/飞利浦数字接口传输协议；

  IR：infrared remote 红外远程

  TOSLINK：Toshiba Link，一种标准光学数字音频接口

  DANTE：通过以太网线进行传输的一种数字音频传输技术

  down-scaling是什么意思呢？将高分辨率的输入信号分线为低分辨率的输入信号；

5 小结

  HDMI >> CEC >> EDID >> HDCP 

4 HDCP协议

  HDCP：high-bandwidth digital content protection 高带宽数字内容保护协议；

  在音视频数据开始传输之前，会先使用HDCP协议进行认证；然后通过HDCP协议获得的密钥对TMDS数据进行加密传输；

  4.1 历史背景

    于2000年由好莱坞内容商和Intel公司共同开发的音视频数据保护协议，使用HDCP协议时要求收发设备的硬件都支持HDCP协议；

    一些设备为了支持HDCP协议，专门使用一个HDCP密钥芯片；另外一些设备将HDCP协议和密钥集成到芯片内部；

  4.2 密钥加密原理

    每个HDCP设备都有一组唯一的Secret Device Keys，由40组56bits的密码构成；

    每个HDCP设备还有一个唯一的Device Private Key，共56bits，作为HDCP设备内部的唯一标识；

    每个HDCP设备还有一个KSV key selection vector，共40bits，作为HDCP设备对外的SN号或ID；

    KSV 由Device Private Key和部分参数运算后生成 ，KSV 用于决定使用Secret Device Keys中的哪组密钥用于交换和认证；

  4.3 密钥加密流程

    HDCP设备在传输数据之前，主设备先发送一个AKSV和伪随机序列An，从设备回传BKSV和转发器位REPEAT-bit；

    主设备通过运算，判断从设备的密钥是否有效；如果有效那么计算出一个共享密钥用来加密数据内容；

    从设备接收到加密数据后，使用私钥和共享密值进行解密数据内容；

    数据传输过程中还会间断性确认，防止传输过程中偷换设备；

  4.4 授权费用

    HDCP协议诞生的初衷就是为了避免盗版造成的经济损失，那么对于使用HDMI和HDCP协议的授权费，资本们自然也没放过；

    对于使用HDMI的每种设备需要缴纳每年1.5万美元的授权费，对于使用HDCP的每种设备每年也需要缴纳1.5万美元的授权费用；

    silicon image对设备的兼容性测试还要额外收费数千美元，平摊下来每台设备的协议成本至少在20美元以上，可怕居然比高通还贵；

    看来这个HDMI协议只是资本逐利的工具，只想趁音视频的风口赚一波块钱，居然也在市场火了近20年，值得深思；

5 EDID：扩展显示标识数据：Extended Display Identification Data

    用户手册上用[0:2]来配置分配器的输出模式 ，LPCM和DTS/Dolby音效,先放着把；

    用户手册上用[3]来配置HDCP 高宽带数字内容保护是否有效；

6 CEC

  CEC透传

  CEC指令控制

    使得设备可以控制与其相连的HDMI设置的开机，待机，单键播放之类的；

HDMI  HDCP CEC EDID  本文356号需要补充；

https://blog.csdn.net/weixin_46183891/article/details/119548561

https://www.bilibili.com/read/cv23110190/