HDMI顯示器的熱插拔檢測(HPD)電路設(shè)計

下面講述的是HDMI顯示器上的HPD原理電路，平時設(shè)計主板的時候只需要連接上(注意單向?qū)ǚ较?就可以。

HPD：Hot Plug Detection，簡稱熱插拔檢測。標(biāo)準(zhǔn)HDMI接口的第19pin的功能就是熱插拔檢測HPD，這個信號作為HDMI發(fā)送器判斷是否連接HDMI顯示設(shè)備進(jìn)行信號傳輸?shù)囊罁?jù)。

上圖是HDMI顯示器的接口電路。當(dāng)顯示器和主機(jī)連接時，主機(jī)供電給顯示器的18pin——HDMI_A_5V，此時該引腳有5V電壓。HPA_A/INT2要分兩種情況討論：

1.顯示器開啟;此時VCC_3V3是有電壓的，即Q3導(dǎo)通，Q2截止。因為HPA_A/INT2通過1k上拉到5V，因此該引腳為高電平。

2.顯示器關(guān)閉;此時VCC_3V3沒有電壓的，即Q3截止，Q2導(dǎo)通，HPA_A/INT2接地，故HPA_A/INT2是低電平。

當(dāng)主機(jī)檢測到HPA_A/INT2是高電平時，主機(jī)會通過數(shù)據(jù)通道DDC(DDC I2C總線)讀取顯示器存儲器的EDID數(shù)據(jù)(擴(kuò)展顯示器識別數(shù)據(jù))，如果檢測到顯示器的工作模式范圍與顯卡相適應(yīng)，則主機(jī)系統(tǒng)可以激活顯卡 TMDS信號發(fā)送電路(數(shù)字視頻信號發(fā)送電路)。

HPD電壓要求：

當(dāng)HPD引腳電壓大于2V時，判斷顯示器與主機(jī)連接：當(dāng)檢測到HPD引腳電壓小于0.8V時，則判斷顯示器與主機(jī)連接已經(jīng)斷開。

總結(jié)：

第一步：主板上的HPD默認(rèn)是低電平，主板通過接口給顯示器供5V電;

第二步分兩種情況：一是顯示器開機(jī)：開機(jī)后輸出HPD信號為高電平;

二是顯示器關(guān)機(jī)：HPD輸出低電平;

第三步：主板接收到HPD信號后，機(jī)會通過數(shù)據(jù)通道DDC(DDC I2C總線)讀取顯示器存儲器的EDID數(shù)據(jù)(擴(kuò)展顯示器識別數(shù)據(jù))，如果檢測到顯示器的工作模式范圍與顯卡相適應(yīng)，則主機(jī)系統(tǒng)可以激活顯卡 TMDS信號發(fā)送電路(數(shù)字視頻信號發(fā)送電路)。

DDC通道(I2C)

DCC：Display Data Channel。作用：告訴主機(jī)，顯示器的生產(chǎn)廠商、生產(chǎn)日期、支持分辨率等信息。目的：實(shí)現(xiàn)即插即用。

EDID(Extended Display Identification DATA，即擴(kuò)展顯示識別數(shù)據(jù))，最初是為PC顯示器設(shè)置的優(yōu)化顯示格式而設(shè)計的規(guī)范，存儲在顯示器專用的1Kb的EEROM存儲器中(即EDID數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是128Bytes)。

HDMI接口在數(shù)字電視中的EDID數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，與PC顯示器的最大區(qū)別是編程數(shù)據(jù)可以是128Byte的倍數(shù)，它不僅規(guī)定數(shù)字電視顯示的格式，也規(guī)定數(shù)字視頻信號和數(shù)字音頻信號，基本的128Byte以外的數(shù)據(jù)都是附加數(shù)據(jù)，在基本數(shù)據(jù)的第127個字節(jié)定義EDID的附加數(shù)據(jù)塊數(shù)量。

CEC信號

CEC：Consumer Electronics Control，消費(fèi)類電子控制。通過CEC信號讓用戶可以控制HDMI接口上所連接的裝置。如單鍵播放(One Touch Play)，系統(tǒng)待機(jī)(System Standby)。即是如果用戶將影碟放進(jìn)藍(lán)光播放器時，電視會由于CEC信號的通知而自動開機(jī)，然后視頻通道亦會自動切換到播放器連接的通道上。而當(dāng)用戶關(guān)掉電視時，CEC信號亦會通知HDMI相連接的裝置一同進(jìn)入待機(jī)。由于這樣，所以就可以完全變成單一遙控器控制所有HDMI連接的裝置。

綜上所述，當(dāng)HDMI線插到設(shè)備后，HPD引腳會被拉高，發(fā)送信號端檢測到這個高電平信號后才會發(fā)送HDMI信號。當(dāng)HDMI傳輸高速數(shù)字信號時，為了支持較高的傳輸速度，發(fā)送器與接收器的芯片都會采用抗靜電技術(shù)保護(hù)電路。但一些技術(shù)不過關(guān)或偷工減料的HDMI傳輸線，由于沒有合理的防靜電設(shè)計或者是絕緣性能處理不科學(xué)，就容易導(dǎo)致產(chǎn)生熱插拔損壞設(shè)備的情況發(fā)生。所以，選購專業(yè)光纖線品牌產(chǎn)品很關(guān)鍵。

審核編輯：湯梓紅