HDMI CEC协议简介

一、 概述

1、 HDMI

HDMI(High-Definition Multimedia Interface，高清多媒体接口)，是一种专用的音频/视频接口，用于发送未压缩的视频数据和压缩/未压缩的音频数据。HDMI是模拟视频标准的数字替代品。HDMI视频和音频信号传输通道采用了TMDS（Time Minimized Differential signal）最小化差分信号传输。是一种差分信号传输方式。

2、 CEC

CEC（Consumer Electronics Control）是一套完整的单总线协议，电子设备可以借着CEC信号让使用可控制HDMI接口上所连接的装置，比如单键播放（One Touth Play）,系统待机（System Standby），可以实现由单一遥控器控制所有HDMI连接的装置。最多可以控制15个设备。允许HDMI设备在没有用户干扰情况下互相命令控制。

注：1.4版本下载需要为HDMI组织注册者厂商，现1.3a版本开放下载，填写邮箱就行，下文基于HDMI 1.3a规范。

二、 HDMI

HDMI规范定义了标准的协议、信号、电气接口和机械要求。HDMI有物理上三个独立通道：DDC、TMDS和可选的CEC，HDMI 1.4增加了ARC和HEC。

TMDS总线用于传输视频、音频信息；DDC通道用于获取HDMI Sink增强的扩展显示数据，获取设备设备信息或者配置设备信息；CEC总线，通用控制总线，用于HDMI设备的互连。
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1、 DDC（显示数据通道）

2、 TMDS（转换最小化差分信令）

3、 CEC（消费电子控制）

4、 ARC（音频回传通道）

5、HEC（HDMI以太网通道）

三、 CEC

消费类电子控制（CEC）是HDMI的一项功能，旨在允许用户通过仅使用一个遥控器来命令和控制HDMI连接的设备。它是一种单总线双向串行总线，基于CENELEC标准AV.link协议，可执行远程控制。CEC的布线是强制的，尽管产品中CEC的实施是可选的。CEC在HDMI 1.0协议中定义，并在其后的标准中更新（将定时器和音频命令添加到总线）。（据百度了解目前，国内电视机大多数不支持CEC功能，国外使用CEC较为普遍）

1、 CEC基本功能

2、 CEC协议规定

CEC是与其他HDMI信号分开的电信号。这允许设备在睡眠模式下禁止其高速电路，但是可以被CEC唤醒。它是一个单独的共享总线，直接连接在设备上的所有HDMI端口间，可以流过所有完全断电的设备。
总线是开路集电极线，有点像IIC，被动上拉至+3.3V，设备拉低进行数据传输。
与IIC相似之处：
低速串行总线
采用无源上拉的集电极开路
速度受分布电容影响
接收器可以将发送的1位转换为0
通过仲裁允许多个主设备：发送1比特并观察是否转换为0以查看是否丢失
面向字节的协议
每个字节都附加一个应该位
特殊的启动信息
与IIC的区别：
单线并不是两根线
以固定时序发送比特
低速串行总线（417bit/s）
四个地址位
定义了动态地址分配协议
标头包括发起者和收件人地址
没有特殊停止信号；每个字节附加一个消息结束标志
没有读操作，通过获取请求获取响应帧，所有数据均从发送器发送
每个设备都必须能够作为主设备传输数据
地址后字节数据有详细规定说明

3、 协议时序

每个位从线拉低（下降沿）开始，保持时间表示位值，之后拉高，直至后续位开始
正常数据位长为2.4±0.35ms。保持低电平0.6±0.2ms为逻辑1；保持低电平1.5±0.2ms表示逻辑0。接收器在下降沿后1.05±0.2ms对线路进行采样，然后在下降沿1.9±0.15ms开始观察下一位。
接收者可以将传输的传输的1bit转换为0通过在下降沿后0.35s拉低总线并保持直到表示逻辑0的电平时间。这个通常用于确认传输。
每个帧都有起始位，通过拉低总线3.7±0.2ms，然后允许上升，总持续时间为4.5±0.2ms。在观察总线空闲之后，任何设备都可以发送起始位。（通常5位时间，但成功后立即传输7位时间，以促进总线的公平共享，以及传输失败和重传之间的3位时间。）
对于单接收消息，应答位类似于IIC：以1位发送，接收器将其下拉至0以确认该位字节。
对于广播消息，应答位被反转：仍然作为1位发送，但被拒绝该字节的任何接收器下拉到0位。
每个CEC帧的第一个字节包含4位源和目标地址头。如果寻址目标存在，则它确认该字节。由除标题之外的任何内容组成的帧是ping，它只检查另个设备的存在。
地址15（1111B）用于广播地址（作为目的地）和未注册的设备（作为源），它们尚未选择不同的地址。一些设备不需要接收非广播的消息，因此可以永久使用地址15。需要接收寻址消息的设备需要自己的地址。设备通过ping它获取地址，如果ping未被确认，则设备声明它。如果确认ping，则设备尝试另个地址。
第二个字节是操作码，它指定要执行的操作，以及后续数据字节的数量及含义。

4、 主要命令

One Touch Play
System Standby
One Touch Record
Timer Programming
Deck Control
Tuner Control
Device Menu Control
Remote Control Pass Through
System Audio Control

Device OSD Name Transfer
Device Power Status
OSD Display
Routing Control
System Information
Vendor Specific Commands
Audio Rate Control

5、 电气特性

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6、 Bit时间定义

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7、 数据帧描述

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Start（bit）+ Header Block + Data Block 1(opcode block) + Data Block 2 (operand blocks)

注：
Block定义：Data(8 bit) + EOM(1 bit) + ACK(1 bit)
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Header Block定义：Initiator(4 bit) + Destination(4 bit) + EOM(1 bit) + ACK(1 bit)
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8、 CEC总线仲裁
CEC发送一个消息后，丢失总线所有权。再次发送消息时，需要再次申请总线所有权。
更具发送消息的情况不一，Signal Free Time的时间标准也不一致。
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发送消息后，期望响应时间应小于200ms；并发送一个消息并收到答复的最大时间为1s。
9、 设备地址
HDMI中的DDC会为设备分配物理地址。有CEC的设备都具有物理地址和逻辑地址，而没有CEC的设备只有一个物理地址。
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无论何时发现一个新的物理地址（F.F.F.F除外），CEC设备都应该分配逻辑地址，同过广播消息查询逻辑地址分配情况。

设备地址为未注册（15）才能被分配逻辑地址，当设备丢失物理地址时，应该将设备地址设备为未注册（15）
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10、 CEC消息描述
见规范。