DDC传输协议以及显示器EDID结构介绍

EDID数据交换是显示器与信号源设备通讯说明自身性能的一种标准化方法。这种通讯是为了使显示器可以发送自身的性能特征——比如原始分辨率——到信号源设备，使这个设备生成适合于显示器要求的视频特性。用户不需要手动调节，就能最大限度地提升设备之间的兼容性，从而减少了因为不正确的设置和调整对显示图像和系统的整体可靠性所造成的影响。
    一般来说，信号源设备可能是一台桌面计算机或笔记本电脑的显卡，但是现在又多了许多不同的设备，包括高清电视接收机和数字录像机、DVD和蓝光播放器，甚至还有游戏机，这就需要读取EDID并输出相应的视频。EDID最初是为了计算机模拟视频设备上的VGA接口而开发的，现在能够用于DVI、HDMI和DisplayPort。

历史
    EDID是由VESA——视频电子标准协会定义的，并在1994年和DDC标准1.0版一起推出了1.0版本。如表1。
    在EDID开发之前，VGA接口的针脚4、11、12和15有时被用于定义显示器的性能。这些ID针脚带有高的或低的值用于定义不同的屏幕分辨率。VESA通过重新定义VGA接口的针脚9、12和15，以DDC——显示数据通道的形式作为一个系列母线，扩展了这一体系。这使更多的信息得以交换，因此显示器和信号源之间能够以EDID或其他的形式进行交流。
    原始的DDC协议定义了从显示器发送到视频信号源的128个字节的EDID格式的数据。
    由于显示类型和功能的不断增加，128个字节变得捉襟见肘起来，EDID和DDC都进行了扩展，因此多重128字节的数据块可以进行交换。这就是在众多消费品上所用到的E-EDID。实际上，CEA——美国消费电子产品协会以及国内定义了自己的EDID扩展包来包含额外的视频格式并支持先进的多声道音频功能。
    在2007年12月，VESA发布了DisplayID，作为第二代EDID。其目的是取代所有旧版本。DisplayID是一个长度可变的数据结构，最高可达256字节，向信号源传输显示器的相关信息。这意味着包括PC显示设备、消费级电视机以及像笔记本电脑上的液晶屏这样的嵌入式显示器已近不需要多重扩展模块。DisplayID不能直接兼容以前的EDID/E-EDID版本，目前也还没有广泛的应用到视音频产品中去。

EDID信息在显示器和信号源之间交换的是什么？
    一台显示器的基本EDID信息以128字节的数据结构进行传输，它包含了关于制造商以及与运行相关的数据。见表2。目前的EDID版本定义的结构如下：
    供应商/产品标识块——起始的18字节表明了显示器的制造商和产品信息，包括序列号和生产日期。
    EDID结构版本以及修订号——随后的2字节用于识别EDID数据结构的版本号和修订号。
    显示器的基本参数/特性——接下来的5字节用于特性，比如显示器接收的是模拟还是数字信号、同步的类型、水平和垂直的最大尺寸、伽玛传输特性、电源管理功能、色彩空间、默认的视频定时。
    色彩特性——随后的10字节定义了显示器所使用的RGB色彩空间转换技术。
    确定的频率——随后的3字节定义了显示器支持的VESA确定的视频分辨率/刷新率。每比特代表一个确定的频率，就像640×480/60。如果有的话，那么这3个字节的最后部分定义了厂商的保留频率。
    确定的标准频率——随后的16字节定义了显示器支持的8个额外的视频分辨率。这些分辨率必须遵循VESA定义的标准频率。
    详细的频率描述——之后的72字节被分为4个18字节块，用于详细描述额外的视频分辨率，以支持自定义的视频刷新率/分辨率。第1块用于描述显示器的首选频率。频率数据的结构既可以是VESA的GTF——一般程序时间也可以是CVT——协同视频时间标准。

扩展的旗标——EDID1.3以及更高的版本允许额外的128字节数据块来描述增加的功能。这个字节表明了额外的可用扩展块的数目。这些扩展块被定义为几种不同的结构，包括DI-EXT——显示信息扩展、VTB-EXT——视频时间块扩展以及LS-EXT——本地字符串扩展。
    CEA—861扩展——最常用的EDID扩展是CEA—861，用于支持消费级设备中HDMI的先进功能。CEA—861扩展数据的一般结构见表3。CEA—861允许可变数量的18字节详细频率描述。例如，对于1080i的视频频率细节，这在消费级产品中很常见但电脑中却很少用到，就可以进行通讯了。CEA—861还指定了一个可变长度的“CEA数据块收集器”来描述一些参数，比如显示器色度、先进的音频功能包括环绕声格式、音频采样率甚至是扬声器的配置和布局。CEA—861扩展的意义在于，它解决了以前运作的不同之处，把消费级显示器设备与基于电脑的商业视音频系统结合起来，使设备之间的EDID信息能够进行正确的传送。

EDID的问题
    显示设备可以有不同程度的EDID执行，在某些情况下，它们可能完全没有EDID信息。这些不一致可能导致运行问题，包括过扫描和分辨率问题，甚至可能使显示设备完全不能显示信号源的内容。
    以下是EDID通讯中一些潜在问题的实例，以及可能会导致的后果：
    1、问题：显示器上没有图像。
可能的原因：信号源设备，比如PC的显卡或是笔记本电脑无法读取显示器的EDID信息。因此，在某些情况下，PC就不会输出任何的视频信号。
    2、问题：在选择一个新的信号源后显示器丢失了这个图像。
    可能的原因：这通常发生在VGA接口的设备上，因为不支持热插拔。
    如果是支持热插拔的DVI、HDMI或DisplayPort，EDID通讯问题是由于不同厂商设备之间的HPD信号问题。这经常成为一个需要专业知识的综合问题，因为转换数字视频信号的能力是必须的。
    3、问题：显示了图像，但信号源和显示器的分辨率不匹配。
    可能的原因：电脑无法读取EDID信息，所以它默认显示为640×480的标准分辨率。如果用户试图手动设置分辨率以便和显示器匹配，某些显卡驱动可能会强制执行较低的默认分辨率，造成桌面滚动/抖动，实际上视频分辨率并没有变化。
    电脑能够读取EDID信息，但是显卡把输出分辨率限制到XGA的1024×768，这是绝大多数显示器都能够支持的分辨率，确保能够有一个可用的图像并减少无图像显示的可能性。如果这和显示器的当前分辨率不匹配的话，字体就可能不规则地变大、变小或者模糊。

电脑连接到多个具有不同分辨率的显示器。因为它只能从一台显示器上读取EDID，因此输出与其他显示器就不匹配了，这就导致了得不到最佳图像质量，或者根本没有图像显示。在专业系统中，当需要把数字视频信号分配或路由到多个显示器时，这个问题是很常见的。

EDID/DDC协议
    DDC使用了一个叫做I2C总线的标准串行信号计划。因为I2C简单、针脚少、具有双向功能，所以它被广泛地应用于需要交换信息的电子设备和元件中。一个I2C总线中有3条线：SDA——数据、SCL——时钟以及一条逻辑上的“高”直流电压。对于DDC来说，这个逻辑“高”电压被定义为+5伏。
    EDID信息通常在视频设备启动的时候就进行了交换。DDC规范定义了一个+5伏的电源连接，以提供电源给显示器的EDID电路，这样就算不打开显示器的电源也可以进行通讯。在启动时，视频源设备会通过DDC发送一个EDID请求。EDID/DDC规范支持热插拔，因此显示器和视频源设备重新连接的时候EDID信息也可以进行交换。热插拔检测不支持VGA，但支持包括DVI、HDMI以及DisplayPort在内的数字接口。对于这些接口，显示设备可以通过HPD——热插拔检测针脚提供电压，同步到它所连接的视频源设备上去。如果这个针脚上没有电压那么就会显示为断开。视频源设备监控这个HPD针脚上的电压，一旦检测到电压那么它就会启动EDID请求。

EDID工具
    第三方软件可以用于解决显示设备和信号源设备之间可能的兼容性问题。用“EDID viewer”作为关键字在Google上搜索，可以得到很多有用的工具，例如优派公司提供的EDID Editor或EnTech的Monitor Asset Manager。这些工具使你能够读取显示器的EDID并测定显卡和显示设备之间会不会产生EDID握手问题。

EDID解决方案
    视音频系统通常有几个远程显示器，同时往往包含多个信号源设备。重要的是要认识到这有助于解决EDID的相关问题。把信号从源设备向显示器转换、分发、路由的必要性，在确保合适的EDID通讯以及可靠的系统运作上引起了相当大的挑战。
    虽然并不是每个关于EDID的问题都能得到解决，Extron公司的产品通过适当的管理视音频系统内源设备和显示器之间的EDID通讯，有助于预防或解决这些问题。通过在源设备上运行，能够自动连续地进行EDID管理，确保合适的变换以及可靠的内容输出。

 

 

 

1．  介绍：DDC 是显示器与电脑主机进行通信的一个总线标准，其全称是：DISPLAY   DATA CHANNEL。它的基本功能就是将显示器的电子档案资料信息，诸如可接收行场频范围、生产厂商、生产日期、产品序列号、产品型号、标准显示模式及其参数、所支持的DDC标准类别、EDID的版本信息等等。高版本的DDC标准总线还可以允许电脑主机直接调节显示器的基本参数，诸如亮度、对比度、行场幅度的大 小、行场中心位置、色温参数等等。

2．     DDC总线标准类别：

1）DDC1：单向传输，CLOCKED BY VSYNC，只传输128 BYTE EDID标准数据信息。

2）   DDC2B：单向传输（地址为：0xA0/A1），是一个简单的从存储器读取数据信息的标准I2C协议，其方向为从显示器到电脑主机。

3）   DDC2Bi：双向传输，I2C SLAVE MODE，传送图形信息（地址为：0x6E/6F，0x50/51）, 支持简单的ACCESS.BUS总线标准。

4）   DDC2B+：双向传输，点对点，不支持ACCESS.BUS，传输EDID/VDIF标准数据信息（地址为：0x6E/6F，0x50/51）。

5）   DDC2AB：双向传输，支持ACCESS.BUS，传输EDID/VDIF标准数据信息（地址为：0x6E/6F，0x50/51）。

6）  

3．     EDID数据标准：EDID(Extended Display Identification Data Standard) 就是显示器通过DDC传输给电脑主机的标准数据信息，至今已发布到第三版本，即EDID Version 3，前面分别有EDID Version 1.0，Revision 0，EDID Version 1，Revision 1，EDID Version 2，Revision 0，EDID Version 2，Revision 1等版本。就数据信息量而分，EDID分为128 BYTE和256 BYTE，将来也许会有更多数据信息量的新版EDID公布。

4．     EDID数据结构简介：以128 BYTE的EDID为例，如下表所示。

No.		Description
8	Bytes	Header
10	Bytes	Vendor / Product Identification
2	Bytes	EDID Version / Revision Level
15	Bytes	Basic Display Parameters / Features
19	Bytes	Established / Standard Timings
72	Bytes	Detailed Timing Descriptions (18 Bytes each) and / or Monitor Descriptions (18 Bytes each)
1	Byte	Extension Flag
1	Byte	Checksum

  

至于每个Byte以至于每个Bit的详细定义，请参阅EDID数据协议定义的标准。

5．     DDC功能的实现：对于一个显示器类的产品，要让其具有即插即用的DDC功能，一 定要在产品开发时进行早期规划，否则等产品开发完成再考虑就为时已晚了。总体上，DDC功能的实现有两种方式，一种方式是用专用硬件IC (如：24LC21等) 实现，这种方式简单易行，品质也容易控制，只是会增加硬件成本方面的压力，另一种方式是用纯软件方式实现，这种方式几乎无硬件成本方面的考虑，但是实现技术会相对难一些，它要求软件设计者对DDC、EDID的标准内涵非常了解才可能做出来。目前市场上的大部分显示器均以支持DDC1/DDC2B为准，更高 版本的DDC标准由于不是经常用，且成本会高一点，技术也相对复杂一些，所以很少有人去做。

6 ．     DDC功能的重要性：对于一台显示器，不论其是否有DDC功能都一样使用，对于一 般用户来讲好像都一样。其实不然，对于一台有DDC功能的显示器，WINDOWS操作系统会在开机初始，将其产品属性信息抓出，然后根据这些信息进行最优 化配置，并把厂商的基本信息显示出来，在WINDOWS操作系统下用户可根据需要随意调整系统的显示模式，并告知用户这是一台即插即用的显示器，这间接也 是对厂商的宣传，用户使用起来很方便。而对于没有DDC功能的显示器，则没有上述所有的方便功能，仅仅能作为无法识别的监视器使用而已。另外，能够拥有 DDC功能的显示器，同时也代表了产品开发者的实力和技术水平，它会在市场上赢得人们的信赖，为树立自己的品牌做出贡献。