Mstar的Monitor方案笔记(七)——EDID基本数据结构

1. 介绍几个组织

1.1 ANSI

美国国家标准协会 (ANSI) 是一个私营的非营利组织，负责管理和协调美国自愿性标准和合格评定系统。该研究所成立于 1918 年，与行业和政府的利益相关者密切合作，为国家和全球优先事项确定和开发基于标准和一致性的解决方案。

标准和技术法规共同影响全球贸易的 93%。全球相关标准和确保其有效使用的一致性措施有助于提高效率、开放市场、增强消费者信心并降低成本。ANSI 是美国的领导者，在为全球各个行业的企业和消费者培养这种潜力方面处于领先地位。

---

1.2 VESA

视频电子标准协会 (VESA) 是由代表来自世界各地的、享有投票权利的285多家成员公司的董事会领导的非盈利国际组织。
VESA致力于开发、制订和促进个人计算机（PC）、工作站以及消费类电子产品的视频接口标准，为显示及显示接口业界提供及时、开放的标准，保证其通用性并鼓励创新和市场发展。

---

1.3 CEA

消费电子协会 (CEA) 联合了消费技术行业的 2000+家公司。会员可利用宝贵且创新的会员专属资源：组织大型的展会、无与伦比的市场研究、与商业倡导者和领导者的交流机会、制定最新的教育计划和技术培训、广泛的促销计划，以此促进电子行业的发展，推进行业标准的制定。

---

2. EDID简介

2.1 什么是EDID

EDID：Extended Display Identification Data(扩展显示标识数据)
它是由VESA创造出来的一种数据结构。（128字节数据）
这种数据结构包含了显示器设备自身的基本信息、基本特性和基本功能。

目前主流使用的EDID是1.3版本

其中EDID 2.0是第二代的EDID，主要是用来取代第一代的EDID。
它是一个可变长度的新结构，最高可达256字节，因为不能兼容第一代的EDID，使用频率不高。

---

2.2 什么是E-EDID作用

E-EDID：Enhanced-EDID
E-EDID是基于当前EDID 1.3的版本，并在其基础上进行数据扩展。
每个扩展单元是128字节。

如果不扩展就同等于EDID 1.3
如果扩展1个单元，就达到256字节数据 (128字节基本数据 + 128扩展数据)
扩展2个单元就，就达到384字节数据 (128字节基本数据 + 256扩展数据)

关于扩展数据部分的介绍，在下一篇《EDID扩展数据结构》再来聊

---

2.3 EDID作用

前面介绍了EDID中包含了显示设备自身的基本信息，而信息就是要让别人了解你的。

因此EDID的作用就是告诉主机或其他的图像输出设备，该给显示器什么分辨率，什么时序，显示器支持的功能有哪些，如何才能显示最佳的效果等等。

现在的显示器常见接口有DVI、VGA、HDMI、DP等，由于每种接口的特性和带宽不同，不同接口的EDID也不尽相同。
因此软件需要给对应接口配置不同EDID，使用哪个接口，PC读到的就是哪个接口的EDID。

EDID一般在烧录程序时直接写入EEPROM 或CPU的RAM里，
主机启动时，通过DDC(下面介绍什么是DDC)读取显示器EDID数据，如果有EDID的话，主机将EDID数据传给显卡，主机根据EDID输出最匹配当前显示器的显示格式。

---

2.4 什么是DDC

DDC全称：Display Data Channel (显示数据通道)
它是由VESA制定的一条主机和显示器之间通信的数据通道。
有了这条通道，显示器就可以将EDID传输给主机

既然说到是通道，那这条通道到底在哪里？又是怎么样传输的呢？
DDC通道就存在于主机和显示器之间的连接线。

DDC使用I2C总线协议进行通讯。
I2C总线中的3条线：
SDA<—>数据、SCL<—>时钟、+5V<—>供电

DDC规范定义了一个+5V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。

DDC的通讯方式有多种，目前主流使用的是DDC2Bi传输。

---

3. EDID基本数据结构(Version 1.3)

Base Block的128 Byte，如下表所示。

---

3.1 Header(头部)：8 bytes

这8个字节是EDID开始的标识，数据固定就是这样。

---

3.2 Vendor/Product identification(厂商/产品标识)：10 bytes

---

（1）ID Manufacturer name(制造商名称)：2 bytes

在这2 byte的数据格式下，厂商名称只能有3个字母, Character 1~3.
按Compressed ASCII格式转换(“00001”=“A”, “00010”=“B”…“11010”=“Z”)

例如：当前填入3个字母为 “OOO”，得到：“01111 + 01111 + 01111”
→"00111101 11101111"(最高位补0)→"3DEFh"→"3Dh"+“EFh”

---

（2）ID Product code(产品代码)：2 bytes
有需求的，自行修改产品代码
例如：当前填入0x1234，
EDID中的 0x0A存储0x34，0x0B存储0x12

---

（3）ID Serial number (产品序号)：4 bytes
有需求的，自行修改产品序号
例如：当前填入“12345678”
EDID中的 0x0C存储0x78，0x0D存储0x56，0x0E存储0x34，0x0F存储0x12

---

（4）Week of Manufacture (制造周)：1byte
有需求的，自行修改机器制造时候的周（一年52周）
例如：第16周→“10h”

---

（5）Year of manufacture (制造年份)：1byte
有需求的，自行修改机器制造时候的年份
该字节根据公式：Value = (Year of manufacture - 1990)
例如：年份写2019年，则该字节应Value = 2019-1990 = 31 →“1Dh”

---

3.3 EDID Structure Version/Revision(EDID结构版本/修正)：2 bytes

当前为1.3版本：版本号Version = 1 →“01h”，修正号Revision = 3 →“03h”

---

3.4 Basic Display Parameters/Features(基本显示参数/特性)：5 bytes

---

（1）Video input Definition(视频输入定义)：1 byte

该字节定义输入信号为模拟信号还是数字信号
模拟信号中还有信号电平、分离、复合信号、是否支持sync on green功能等Video信号参数。
例如：当前byte为0x80， 转为二进制 --> 1000 000对应表格中bit 7-0为数字信号配置
这部分参数需要参考规格书。

---

（2）Max. Horizontal Image Size：1 byte
（3）Max. Vertical Image Size：1 byte

这2字节定义行、场最大size，单位为cm；
这2个参数查看规格书
例如：最大行size 530mm → “35h”，最大场size 290mm →“1Dh”

---

（4）Display Transfer Characteristic(显示传输特性)：1 byte
该字节根据公式”Value = (gamma x100)-100”。
例如：gamma为2.2，根据公式计算Value = (2.2×100) – 100 = 120 → "78h”

---

（5）Feature Support (支持特性)：1 byte

该字节定义显示器是否支持DPMS、Standby、Suspend、sRGB、GTF等功能。
例如：设置当前字节为0xEA 转为二进制 --> 1110 1010

---

3.5 Color Characteristics(颜色特征)：10 bytes

这10个字节提供R,G,B色度坐标及白点坐标值。

这部分参数一般用不到，随便参照一组参数来填即可

---

3.6 Established Timing(固定时序)：3 bytes

这3个bytes提供一些基本固定的VESA, Apple, Mac, IBM VGA等常用的Timing，可根据显示器的特性在提供VESA EDID Spec Timing list中选择所支持的Timing.

一般参考下图配置即可：

---

3.7 Standard Timing Identification(标准时序定义)：16 bytes

这16个bytes提供8个额外的支持VESA mode和GTF Mode的Timing
每个标识由一个独特的2字节编码组成，该编码来自模式格式和刷新率，
这些都是不在Established Timing中的

一个Timing占2个 byte，不使用的可以将对应2个byte填充为 [01h, 01h]

---

3.8 Descriptors (描述符)：72 bytes

Descriptors部分总共72 bytes，被分为4个部分，每部分有18 bytes，里面需要包含显示器的最佳分辨率、频率范围、显示器名称等信息

使用详细时序部分应满足以下要求
①：这4部分都应使用对应的格式(下面会介绍)填充有效的数据，不允许使用数据填充模式。
②：时序数据必须支持最少一种显示模式。
③：描述时序的符块的顺序应是放在其他类型的描述符块之前。
④：第一个描述时序的符块应该是该显示器的最佳显示模式
⑤：必须包含一个显示器频率范围限制描述符块
⑥：必须包含一个显示器名称描述符块

注：上述第4、5和6项在EDID结构版本3之前是允许的，但不是必须的，主机可能会遇到使用EDID版本0-2的显示器不符合所有这些要求。

Descriptors符块配置
参考例子A:
第一部分：首选的最佳详细时序（第一项必须显示器最佳时序）
第二部分：详细时序2（可填其他格式）
第三部分：显示器名称（必须包含）
第四部分：显示器范围限制（必须包含）

参考例子B：
第一部分：首选的最佳详细时序（第一项必须显示器最佳时序）
第二部分：显示器名称（必须包含）
第三部分：显示器范围限制（必须包含）
第四部分：显示器序列号（可填其他格式）

---

（1）详细时序描述符块 – 18 bytes
详细时序仅用于指示显示器供应商确定提供最佳图像的模式。
对于 LCD 显示器，这在大多数情况下是panel的“本机时序”和“本机分辨率”。

Flags byte中的 Bit[6-5-0] 参考table

Flags byte中的 Bit[2-1] 参考table

当前的详细时序描述符块：

---

（2）显示器描述符块 – 18 bytes
其他部分可根据需要放置显示器频率范围、显示器名称、显示器序列号.

至于如何放置对应内容，主要取决于开头前5个 byte
当前显示器描述符块中的数据类型标记是FC即显示器名字

后面13 bytes的数据类型的说明如下图：

---

3.9 Extenslon Flag (扩展标志)：1 byte

扩展标志： 除主块128字节外，如果有扩展的EDID字节数，则该字节置1。VGA和DVI的值置0，HDMI一般都会有扩展字节。

---

3.10 Checksum (校验和)：1 byte

校验和：用来确认EDID信息传输是否正确。

校验和的计算方式：前127个字节的和 + Checksum字节 = 0x00
也就是说这128个数的总和，是0x100的整数倍，即256的整数倍.
所以Checksum = 256 – (前127字节的和 % 256)