HDMI/DVI 顯示器熱插拔與檢測原理（HPD）

HDMI(19Pin)/DVI（16 pin）的功能是熱插拔檢測（HPD），這個信號將做爲主機系統是否對HDMI/DVI是否發送TMDS信號的依據。HPD是從顯示器輸出送往計算機主機的一個檢測信號。熱插拔檢測的做用是當顯示器等數字顯示器經過DVI接口與計算機主機相連或斷開鏈接時，計算機主機可以經過HDMI/DVI的HPD引腳檢測出這一事件，並作出響應。 在傳輸信號上來說，HDMI與DVI徹底兼容，只是接口封裝不同而已，下面以HDMI爲例講述HPD的原理和實現方式。

 

1．顯示器經過HDMI聯機
當計算機主機經過HDMI接口的HPD引腳檢測到顯示器與計算機主機相連時，主機中的圖形顯示系統（顯卡）發出一個信號，要求計算機的經過HDMI接口中的顯示器數據通道DDC（DDC I2C總線）讀取顯示器DDC存儲器中存儲的EDID數據（擴展顯示器識別數據），若是檢測到顯示器的工做模式範圍與顯卡相適應，則主機系統能夠激活顯卡 TMDS信號發送電路（數字視頻信號發送電路）。

2．顯示器斷開HDMI鏈接
當計算機主機經過HPD引腳檢測到顯示器的HDMI接口與計算機主機斷開時，主機中的圖形顯示系統（顯卡）發出一個信號，通知計算機的操做系統中斷顯卡TMDS信號發送電路（安裝在顯卡上）的工做。

3．計算機主機對HPD信號的要求
當計算機主機上的顯卡檢測到DVI接口HPD引腳電壓大於2V時，判斷爲顯示器經過DVI接口與主機鏈接：當檢測到HPD引腳電壓小於0.8V時，則判斷爲顯示器與主機之間的DVI鏈接已經斷開。

 

4．HPD信號的實現

當計算機經過HDMI接口與顯示器相鏈接時，主機經過HDMI的第18腳（PWR_CON_PIN18）將＋5V電壓加到顯示器的DDC存儲器（EDID數據存儲器）向DDC存儲器供電，確保即便顯示器不開機，計算機主機也能經過HDMI接口讀取EDID數據。
主機開機後產生 5V_SYS並經過第18腳向顯示器供電，此時顯示器接收到5V電壓後經過內部電路使HDMI接口第19腳HPD轉變爲高電平，並驅動Q1使CE導通，導致HPD_GPU也轉變爲高電平，主機（顯卡控制器）檢測到HPD爲高電平時，判斷顯示器經過HDMI與主機鏈接，並經過HDMI接口的第1五、16腳 DDC通道（I2C）讀取顯示器中的EDID數據，並使主機顯卡中的TMDS信號發送電路開始工做。
當顯示器與主機之間的HDMI鏈接斷開時，主機一側的HDP信號爲低電平，主機顯卡中的TMDS信號發送電路中止工做。

附加：
一、DDC是顯示器與電腦主機進行通訊的一個總線標準，其全稱是：DISPLAY DATA CHNNEL。它的基本功能就是將顯示器的電子檔案資料信息，諸如可接收行場頻範圍、生產廠商、生產日期、產品序列號、產品型號、標準顯示模式及其參數、所支持的DDC標準類別、EDID的版本信息等等。高版本的DDC標準總線還能夠容許電腦主機直接調節顯示器的基本參數，諸如亮度、對比度、行場幅度的大小、行場中心位置、色溫參數等等。

二、EDID數據標準：EDID(Extended Display Identification Data Standard) 就是顯示器經過DDC傳輸給電腦主機的標準數據信息，至今已發佈到第三版本，即EDID Version 3，前面分別有EDID Version 1.0，Revision 0，EDID Version 1，Revision 1，EDID Version 2，Revision 0，EDID Version 2，Revision 1等版本。就數據信息量而分，EDID分爲128 BYTE和256 BYTE，未來也許會有更多數據信息量的新版EDID公佈。

三、TMDS是最小化傳輸差分信號的英文縮寫。
Silicon Image公司開始採用面板鏈接、數字可視接口(DVI)和高清多媒體接口(HDMI)的形式向顯示行業推廣其全部權標準——最小化傳輸差分信號 (TMDS)。在該狀況下，發射端混合了具備在銅導線上下降EMI特性的更高級編碼算法，從而使得接收端具備健壯的時鐘恢復性能。

 HPD(Hot Plug Detection)，在HDMI的一對聯接中，爲熱插拔的實現而設計的。簡單地說，當發送端接入接受端時，接受端會迴應HPD信號給發送端，進而發送端會啓動DDC通道，而讀取接受端EDID的信息，而後進行HDCP的交互，若是雙方認證成功，則視頻、音頻正常工做，不然聯接失敗，不一樣系統會有不一樣的處理。
    例如，若是EDID信息不支持HDMI，則發送端只發送視頻信息，而沒有音頻信息，這時候的HDMI就只至關於DVI了；若是HDCP認證不成功，有的系統會出現雪花屏幕和噪音，有的系統會由高分辨率（1080I、720P）下降爲低分辨率（480I、480P）而輸出，這樣一來，HDTV就再也不是HD了，而變成了普通的SD。