HDMI接口之HPD（热拔插）

      HDMI (Pin 19)/DVI（Pin16）的功能是热插拔检测（HPD），这个信号将作为HDMI 源端（Source）是否发起EDID读，是否开始发送TMDS信号的依据。HPD是从HDMI显示器端（Sink）生成并输出送往HDMI 源端（Source）的一个检测信号。热插拔检测的作用是当显示器等HDMI接口的显示设备通过HDMI/DVI接口与HDMI 源端（Source）相连或断开连接时，HDMI源端（Source）能够通过HDMI/DVI的HPD引脚检测出这一事件，并做出响应。下面以HDMI为例讲述HPD的原理和实现方式。

    1．显示器通过HDMI连接HDMI源端设备，当HDMI 源端（Source）通过HDMI接口的HPD引脚检测到显示器与HDMI源端（Source）相连时（HPD从低电平到高电平），HDMI 源端（Source）认为已经有显示设备连接，并通过HDMI接口中的显示器数据通道DDC（DDC I2C总线）读取显示器EDID存储器中存储的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HDMI 源端（Source）的输出设置相适应，则HDMI 源端（Source）就激活TMDS信号发送电路发送正常的HDMI信号给显示设备。所以Sink端的EDID是在HPD从低电平到高电平的转换时被HDMI Source端读取的。如果需要强制刷新EDID， 可以发起一个HPD信号（拉低HPD,再拉高HPD），让HDMI source来读取新的EDID内容。

       2．显示器断开HDMI连接时，当HDMI 源端（Source）通过HPD引脚检测到显示器的HDMI接口与HDMI 源端（Source）断开时，HDMI 源端（Source）就断开TMDS信号发送电路，停止发送HDMI信号。

       3．HDMI 源端（Source）对HPD信号的要求，当HDMI 源端（Source）检测到HDMI/DVI接口上的HPD引脚电压大于2V时，判断为HDMI显示设备(Sink)通过HDMI/DVI接口与HDMI源端（Source）连接：当检测到HPD引脚电压小于0.8V时，则判断为HDMI显示设备(Sink)通过HDMI/DVI接口与HDMI 源端（Source）之间的连接已经断开。  

      4．HPD信号的实现一般是在HDMI的Sink端，通过一个1K欧姆的电阻上拉到HDMI +5V，同时，本地的主处理器可以通过一个GPIO来控制它，如下图所示。 

  当HDMI 源端（Source）通过HDMI接口与HDMI Sink端连接时，HDMI源端（Source）通过HDMI的第18脚（PWR_CON，PIN18，也就是 HDMI_5V）将＋5V电压加到HDMISink端的DDC存储器（EDID数据存储器）向DDC存储器供电，确保即使HDMI Sink端不开机，HDMI 源端（Source）也能通过HDMI接口读取EDID数据。 HDMI 源端（Source）开机后产生 +5V并通过第18脚向HDMISink端(HDMI显示器)供电，此时HDMISink端(HDMI显示器)接收到5V电压后通过内部电路使HDMI接口第19脚HPD转变为高电平(1K欧姆电阻上拉)。此时HDMI源端（Source）通过第19 Pin接收到HPD高电平，判断HDMI Sink端(HDMI显示器)通过HDMI接口与HDMI 源端连接，于是通过HDMI接口的第15、16脚DDC通道（I2C）读取显示器中的EDID数据，并使HDMI 源端的TMDS信号发送电路开始工作。当HDMI显示器与HDMI 源端之间的HDMI连接断开时，HDMI 源端一侧的HDP信号为低电平，那么HDMI源端的TMDS信号发送电路停止工作。

由于在判断HDMI Sink端的HPD电路预留了一个控制端，如果HDMI Sink端的主处理器需要复位HDMI链接（包括重新HDCP握手认证），就可以拉低并再次拉高HPD来实现这个功能。

如前面介绍EDID时所述，HDMI规范规定，发送设备要检测接收设备的第一个CEAEDID 扩展块中是否包含HDMI VSDB，这个HDMIVSDB中是否包含IEEE 数据标识符0x000C03, 只有包含这个数据标识符的设备，才会被认为是HDMI设备，否则，被当作DVI设备处理。

一个HDMI设备的EDID 通常包含两个模块，第一个是EDID1.3的数据模块，第二个是CEA 861B模块，这个861B模块中，一定要包含数据标示符 0x000C03。HDMI发送设备（Source）检测到HPD 信号由低变高时，就会去读取Sink端的EDID 数据，来确认接收装置是否出现变化，并确定是工作在HDMI模式还是DVI模式。 

后面还有一篇文章，举例说明了下热拔插的用法。