关于HDMI线缆，我也说说自己的观点

dryfish

搞了一份HDMIv1.4的协议粗看了一下，附件太大贴不上来，随便说些浏览协议后的感想
最近比较忙，等忙完这阵子再仔细读一下协议好好的和大家探讨一下。

协议里规定：
视频数据貌似是没有ECC校验的，仅有8b/10b线路编码，此类编码纠错能力较弱(协议里没有明确提到)
但是音频和辅助数据是有4b/10b编码和ECC校验并且能够在接收端修正,看附件里的划红线的地方
而对于更高级的控制数据（可选的功能），则是定义了一套CEC协议族，其中包括更加严格的错误检测和重传机制，此处不表。

不同于视频数据，HDMI规范把音频和辅助数据放在数据包（packet）里通过称为数据岛（我自己的直译，原文为Data Island）的周期里传输。（HDMI把TMDS传输划分为控制周期control period、数据岛周期data island period和视频数据周期）

第一级是在数据岛阶段编码时将输入4bit码字根据码表转成10bit输出码字，4b-10b的编码能显著的减少传输错误和线路直流分量，在接收端能恢复少于一定bit数的错误；
第二级是所谓BCH校验机制，针对数据块的块校验，具体校验机制没来得及看。
以上两个措施能够保证绝大多数的线路误码都能够在接收端被检测和恢复，具体量化数据协议里没有，因为这个与各IC厂商自己的实现方案有关
（有兴趣的朋友可以研究一下协议的第5章编码过程。）

当然HDMI协议定义大多是对的发送端的要求，对于接收端一般来说协议并不规定你如何实现解码和纠错，这个是留给各个厂商自己去海阔天空发挥并且比拼实力的战场。

对于线缆，只要是符合协议第四章线缆要求的合格线缆，不应表现出明显差别。线缆合格与否倒是与诸多因素有关，接口的表面工艺，导线材质的均匀性，不同频率下的阻抗等等。但是数字传输系统的好处就在于它对传输系统的要求与以往模拟传输系统大大降低，噪声/误差容限大大提高，成本和技术门槛也大大降低，否则数字设备是不可能在这几十年时间里成为主流的。因此各位真的不必再用以往的观念往数字系统上面套。
我承认高端线缆的传输性能比平价线缆可能要好很多，此处的关键就在于这好出来的部分对接受系统是不是有价值，从接收信号眼图上看，高端发烧线能提供一个张开的很大的眼图，平价线提供一个张的不太大但是仍然在接收设备（通常是显示设备如TV,投影）所要求的眼图mask范围内的眼图，这二者对于接收设备的解码是完全没有任何区别的。高端线缆自然有它的好处，做工精美，用料讲究，富于人性化设计，外观炫酷，等等等等。在某些器材配置中（比如接收设备的接收噪声容限小且检错纠错差），高端线确实会反映出比低端线更好一点的效果。我绝对没有反对高端线缆的意思，有钱了我也搞几根。我就是觉得把发烧线和普通线的效果差距夸大甚至神化这种趋势要不得

综上所述，HDMI的传输
视频是8b/10b编码且无块校验，接收端大量误码的话，会影响收视效果。
音频则有较为完善的误码检测恢复机制，这一点是协议硬性规定的，也就是说一根烂线，视频效果差，音频效果有可能倒还不错。
如果说线缆很烂（我指的是山寨垃圾线），就要看接收机的实现方案做的是不是牛X了。接收机的抗噪能力、误码恢复算法做的越好（对错误码字的正确值预测准确率越高），则对A/V的质量提升越高，不过也不会好到哪里去，这一点是肯定的，所以太便宜的线大家还是不要去碰为好。
如果线缆合格（包括平价线缆和高端发烧线缆），在相同的接收设备上，效果是不应该有太大差异的，因为二者都能提供对接收系统来说已经足够可靠的传输性能/接收信号眼图。

另外，对于烂线山寨线影响某一频段的音频效果，或者说影响画面亮度/色彩的说法，在下不敢苟同，数字信号的误码是随机的，经过信源编码、信道编码后的二进制序列是不会带有信源的高低频特性或者画面感官特性的，都是随机的0、1序列，数字传输系统不应该会只对某种特定信源产生噪声和影响。之所以有的朋友有这种感觉，可能是其他因素造成的。

时间仓促，写的难免有错漏，观点也不尽正确，抛砖引玉，希望大家把HDMI线材的话题继续友好的讨论下去。

[ 本帖最后由 dryfish 于 2009-12-7 22:30 编辑 ]

dryfish

协议传到raysource了
http://www.rayfile.com/zh-cn/fil ... -8c42-0014221b798a/

e121771

有理有据

hifihua

LZ辛苦了！
非常赞同你的观点，特别是把发烧线和普通线的效果差距夸大甚至神化这种趋势要不得的说法。线材讲究的是搭配，不是说好线接在好器材上就一定能出好画面或好声的。就拿SONY来举例，用MONSTER的线材搭配SONY的器材比用VDH的线材搭配SONY的器材要合适的多。虽然VDH要比MONSTER高端的，但VDH线材锐利、高分析力的特性正好和SONY所追求的锐利、高分析力的特性相冲，搭配出来的声、画效果令人焦躁不安，如果用柔和、厚重的MONSTER线材来中和SONY的锐利、高分析力的特性的话，可能让人能接受的程度会大大的提高。
另外对LZ所说的如果线缆合格（包括平价线缆和高端发烧线缆），在相同的接收设备上，效果是不应该有太大差异的说法感到欣慰。至少LZ没有说两者之间不应该有差异或没有差异，还认同有一定的差异的说法 。许多搞线材设计的公司投入了大量的人力、物力和时间来设计、开发新的、不同的线材，目的就是要减少线材传输电信号时的损耗和干扰，要是听到国人一口一个不同的线材没区别的言论，不知道要吐几口血。我们可以不相信销售商“天花乱坠”的言辞，但我们应该尊重技术人员为减少线材损耗和干扰所做出的巨大的努力。

dryfish

关键在于视频流和音频流的应用特性在实时传输中是不需要加入错包重传机制的，因为音视频感官上允许存在一定的错误，这一点不像数据通信（比如ATM、以太网或者USB），如果传输带宽足够宽就可以加入错包重传机制（不论在哪一层），这样一来的话，平价线和发烧线就真的没区别了，哈哈。

另外，数字传输的确可以大大降低线材的技术门槛和成本。就像我1楼说的，用发烧线和合格平价线，对于同一个接收设备，满足我说的接收眼图理论条件下确实是没有区别的。

e121771

4楼，先搞清楚数字和模拟的区别再来码字不迟
区别是有地，但清晰度的区别是木有地

dryfish

我用几个眼图示意图再分析一下。由于手头没有HDMI测试设备，所以就用画板在HDMI的标准模板上手工画了几笔草图，仅供示意。


下面是标准里规定的发送信号模板，我手工随意添加了红色的发送信号眼图，在白色区域外的就是合格的发送波形眼图


信号经过电缆传输到接收机，会因为阻抗不匹配、线缆频率响应不均衡、收发两端接口处信号反射等因素造成信号畸变，因此HDMI规定了接收端合格的眼图模板如下，可以看到接收模板比发送模板小了不少，就是考虑到信号畸变的因素。下图蓝色线条是我画的示意经过发烧电缆后的接收信号眼图，可以看到眼睛张开度很好，离模板框的距离很远，说明信号畸变小。


再看下图，是信号经过平价线后的接收眼图示意图，虽然眼睛张开度小了许多，但是还在模板规定的允许范围，一个合格的接收机（比如电视）必须能够正确采样并判决这样的信号，否则就是接收机就是不合格的。




最后一张图，好比是经过不合格的烂线后的接收波形，有的接收电平幅度已经降到模板框的白色区域内，这就会造成接收机无法判决接收电平到底是0还是1，从而导致误码。一个两个误码还可以通过线路编码和ECC恢复过来，大量连续的误码就会产生不可恢复错误。


所以我说如果平价电缆能够达到第三张图的要求，同时接收机也能达到HDMI标准规定的对符合接收眼图模板的信号正确采样判决，则接收机对接收电平的判决结果与用发烧电缆完全一样，过了这一关，接收设备后级处理再看到的只是逻辑电平0和1，跟线缆无任何关系了。这种情况下平价电缆就和发烧电缆没有区别。


要验证电缆本身的性能，排除器材差异，就必须脱离设备，直接测接收端眼图，这是评价电缆的唯一标准。
有机会的话我看看我手头的示波器支不支持这个眼图测试，即使能测也可能得等过完春节才有时间测试了。

[ 本帖最后由 dryfish 于 2009-12-5 22:41 编辑 ]

e121771

学习了

但是，区别是有的，但是下面这种情况不可能是HDMI线作造成的

“......纯铜线材的画面比较柔和，铜镀银的比较锐利、清晰。.......”

hifihua

原帖由 dryfish 于 2009-12-5 21:35 发表
关键在于视频流和音频流的应用特性在实时传输中是不需要加入错包重传机制的，因为音视频感官上允许存在一定的错误，这一点不像数据通信（比如ATM、以太网或者USB），如果传输带宽足够宽就可以加入错包重传机制（不论在哪一层），这样 ...

你谈的是错包重传，我谈的是干扰和损耗。完全就是两码事嘛！
不知道LZ有没有研究过20米以上的HDMI线和1米的HDMI线在传输信号上有没有区别和不同的技术要求。虽然我不是吃技术这碗饭的，但据我所了解到的一点信息是标准HDMI电缆常使用的是28号或者30号线，而好的线材使用的是直径更大的24或者22号线，因为越粗的电缆在传输高频信号时衰减越小。看线材是否镀银，高频信号在传输的时候，并非通过电缆的中心部分传输，而是在“趋肤效应”下沿着电缆铜芯表面传输，因此，好的线材会在铜芯外镀银，有效降低信号的损耗。
另外，只要是金属的线材就有干扰和损耗的存在，而干扰和损耗是造成画面和声音产生差异的一大主要原因。就算同样是符合标准的、合格的线材，制线的工艺不同，线芯的材质不同，还是会存在画面和声音上的差异的。否则日本古河没有必要拼命的研究PCOCC单结晶铜，荷兰VDH也没有必要花巨资研究极低温冷冻的制线技术了。
LZ在7楼说要验证电缆本身的性能，排除器材差异，就必须脱离设备，直接测接收端眼图，这是评价电缆的唯一标准。那用示波器除了能显示波形上的差异外还能显示出画面和声音的差异吗？

hifihua

原帖由 e121771 于 2009-12-5 21:38 发表
4楼，先搞清楚数字和模拟的区别再来码字不迟
区别是有地，但清晰度的区别是木有地

玩了20年的音响还没搞清楚数字和模拟的区别？要不我再去学学？
老兄承认有区别就好，关于清晰度可能是我用词错误误导你了。我所谓的清晰度是画面的干净程度，不是指标上的720P、1080I/P的解晰度。铜线的画面柔和（比较粗糙），总感觉有层雾的感觉。而镀银线给人的感觉就是画面非常的干净（比较细腻），有种拨云见日的感觉。