usb转hdmi是什么原理？

kangear · 发表于 2014-7-23 11:48:35

本帖最后由 kangear 于 2014-7-23 12:01 编辑

我只是好奇地搜索了一下usb转hdmi，因为之前的所有老的接口基本上都可以由usb转过去。我就是好奇心。结果还真有，在某宝上。想了解一下其中的原理，有木有大牛知道的。我现在只知道是基本MHL协议。

这个协议的实现是纯软件还是有专门的硬件呢？比如平常使用的s3c2440是否也可以实现mhl呢？

感谢各位回复，网上找到一些技术宅分析，和usb转串一样的道理，且来看看吧，是需要芯片的：《MHL技术剖析，比HDMI更强的东东》

MHL这个只是经常听说，没有见过的东西，现在已经非常火热了，我们才刚刚开始做，人家三星都推出几款带MHL接口的手机了，电视机顶盒。。。。。反正好多设备上都已经开始用MHL了。
Silicon Image厂家来人给我们做了MHL技术的培训，演示了多种MHL解决方案
我做了一些笔记，同时参考了MHL芯片的手册，理解了工作原理，做个总结

一些术语：
MHL：Mobile High-Definition Link 移动终端高清影音标准接口
HDMI：High Definition Multimedia Interface 高清晰度多媒体接口
TMDS：最小化传输差分信号
HDMI的控制信号：DDC (Display Data Channel )，CEC(Consumer Electronics Control)

说一下HMDI，这是标准的接口图

传统的 HDMI 具有 19个管脚，其中 12个管脚主要是用来传输视频和音频的信号，共4组差分信号用来传输视频音频
TX0P/TX0N、TX1P/TX1N TX2P/TX2N TXCP/TXCN（clock），另外四根是这4组差分信号的SHIELD，接GND
这4组差分信号也称为最小化传输差分信号TMDS
有3个控制管脚：DDC、CEC、HOTPLUG，一组IIC，一组电源

标准的HDMI接口比较大，比一个USB接口还大，也有一种稍小点的miniHDMI，在手机上用microHDMI，类似MicroUSB接口

MHL可以说专为手机等移动设备定制的接口，和HDMI一样，可以传输数字高清音视频信号，最大的特点是它可以和手机的USB接口共用，当用USB线接电脑时做为USB接口，用MHL线接HDMI设备时就做为MHL接口（内部自动切换）

为什么用MHL？
1.　由于手机体积和外观的限制，如果把HDMI接口做上去可能会影响美观，而且还需使用价格较高的HDMI线
2.　HDMI接口需要设备提供5V的电压，手机一般是没有5V的电压的，所以要用升压电路升压，这样做不太合理，功耗也大
3. 现在WIFI Display技术很流行，可以无线传输HDMI信号，但是出于传输距离、带宽、稳定性的考虑，此技术还不算成熟，需要一个长期发展过程

在这种时机下MHL就出现了，它是由Silicon Image在2009～2010年设计出来的，其实就是一种HDMI转MHL的专用芯片，许多智能手机厂商都在使用他们的MHL方案，像三星HTC是比较大的客户，也逐渐形成的联盟，越来越多的厂商开始加入，国内的手机厂商也纷纷开始加入。

做MHL开发就是把HDMI和MHL转接芯片搞定，看这个MHL芯片示意图

首先要确定CPU本身的HDMI接口可用，MHL芯片就是把HDMI的TMDS信号做为输入，经过内部的MHL Transmitter and Control将信号转换成两根线MHL信号线，就可以用USB的两根信号线进行传输。
前面说了它可以和CPU的USB线共用同一个USB接口，那就需要一个switch开关。CPU的USB信号线接进来，它和MHL信号线接在了High Speed Switch模块上，内部有一个Switch Control控制开关。

再看怎样检测插入的信号线是USB线还是MHL线，这就利用了USB的ID脚（第4脚）

默认状态CBUS_ID有上拉电阻，ID脚保持高电平，USB Switch默认打到USB一侧，此时就当MHL不存在。USB连接电脑时，ID脚也是高电平，USB接口就当USB来用。
当手机接上OTG线（当HOST使用），CBUS_ID会被拉低，MHL芯片发中断给CPU，driver通过读取MHL的寄存器，判断到CBUS_ID的下拉电阻并非1K，此时USB Switch仍然保留在USB一侧，不做任何切换动作。
当手机接上MHL设备时，CBUS_ID会有1K的下拉电阻，同上面的流程，芯片给CPU中断，程序读寄存器判断CBUS_ID下拉电阻确实为1K，然后会开始握手过程确认所接的设备是否为MHL设备，握手成功后就将USB Switch切换到MHL侧，此时就使能了MHL功能。
如果握手不成功，USB Switch仍然停在USB侧。

通过IIC接口读写芯片寄存器，驱动就是创建几个IIC设备。

特色功能之一：MHL设备给手机充电
如果用USB线将手机连接电脑，电脑就给手机充电。MHL也一样，如果一个支持MHL接口的电视连接手机，电视端就能输出5V电源给手机充电（和电脑的USB接口一个原理）

如果电视没有MHL接口，那就需要一个MHL　Adapter，一端是USB口，另一端是标准HDMI接口，MHL　Adapter本身要连接外部电源，这个电源同样可以给手机充电

特色功能之二：电视遥控器反向操作手机
这个功能相当牛B，MHL芯片可以接收到电视遥控器的信号，再把键值通过驱动报给手机的系统，可以实现基本的手机操作了（如方向键，音量加减，主菜单，返回等）
还没有做到这一步，不知道其原理

jiaowoxiaolu · 发表于 2014-7-23 11:52:36

这个不是普通usb，你要看清楚了

只是usb外形的hdmi线，手机上用的，有这个视频输出功能的手机他的usb口比普通usb要深一点，里面有另外的触点

ddqq · 发表于 2014-7-23 11:52:47

这个东西好, 我就从京东买了根. 可以在电视上显示手机屏,类似双屏显示
前提是手机要支持

jiaowoxiaolu · 发表于 2014-7-23 11:55:47

ddqq 发表于 2014-7-23 11:52
这个东西好, 我就从京东买了根. 可以在电视上显示手机屏,类似双屏显示
前提是手机要支持
...

我买了一个转vga的，插显示器确实能用，NC的是插了这个以后手机就不能充电，不能边充电边玩，没用多久手机就没电了，而且用这个功能手机温度还升高不少，很费电：三星s3

ddqq · 发表于 2014-7-23 12:00:12

jiaowoxiaolu 发表于 2014-7-23 11:55
我买了一个转vga的，插显示器确实能用，NC的是插了这个以后手机就不能充电，不能边充电边玩，没用多久 ...

需要外接5V电源的, 好像是可以给手机充电,但是手机电量还是减少,也许是电线太长线路压降太大的原因
这东西有3个头(1个大口USB接5V电源,1个microUSB连接手机, 1个HDMI连接电视)
这个就可以当简单的高清播放器

jiaowoxiaolu · 发表于 2014-7-23 12:06:03

ddqq 发表于 2014-7-23 12:00
需要外接5V电源的, 好像是可以给手机充电,但是手机电量还是减少,也许是电线太长线路压降太大的原因
这东 ...

有外接电源，接了也没用，线就半米，我估计是手机NC输出视频不让充电

gzhuli · 发表于 2014-7-23 12:06:47

jiaowoxiaolu 发表于 2014-7-23 11:52
这个不是普通usb，你要看清楚了只是usb外形的hdmi线，手机上用的，有这个视频输出功能的手机他的 ...

没有额外触点，就是普通5 pin micro-usb，手机内部通过宽带模拟开关切换MHL和USB的差分线。

jiaowoxiaolu · 发表于 2014-7-23 12:09:02

本帖最后由 jiaowoxiaolu 于 2014-7-23 12:10 编辑

gzhuli 发表于 2014-7-23 12:06
没有额外触点，就是普通5 pin micro-usb，手机内部通过宽带模拟开关切换MHL和USB的差分线。 ...

大师，我观察过我我的s3 usb插口，最外一层是5pin，内层还有一排触点，目测大于5pin，买这个线的时候有些店铺会有说明三星的手机用的线usb插头会长一些

gzhuli · 发表于 2014-7-23 12:13:07

MHL其实就相当于HDMI换了个PHY，因为HDMI是为长距离传输设计的，所以分成了4对差分线，MHL设计为短距离传输，所以把4对差分线合成1对更高速率的差分线，这样就可以减小体积并和micro-usb共用一个物理接口了。

aammoo · 发表于 2014-7-23 12:18:07

jiaowoxiaolu 发表于 2014-7-23 12:09
大师，我观察过我我的s3 usb插口，最外一层是5pin，内层还有一排触点，目测大于5pin，买这个线的时候有些 ...

看了一下 N7 II 只有 5 个触点

gzhuli · 发表于 2014-7-23 12:21:02

jiaowoxiaolu 发表于 2014-7-23 12:09
大师，我观察过我我的s3 usb插口，最外一层是5pin，内层还有一排触点，目测大于5pin，买这个线的时候有些 ...

那是三星自己扩展的非标准micro-usb接口，可以实现MHL + OTG同时工作，其它厂商的手机就是标准的micro-usb接口，MHL和OTG功能只能二选一。

68336016 · 发表于 2014-7-23 12:22:00

gzhuli 发表于 2014-7-23 12:21
那是三星自己扩展的非标准micro-usb接口，可以实现MHL + OTG同时工作，其它厂商的手机就是标准的micro-us ...

普通安卓机能用这USB转HDMI么？

gzhuli · 发表于 2014-7-23 12:38:46

68336016 发表于 2014-7-23 12:22
普通安卓机能用这USB转HDMI么？

概念混淆了，USB转HDMI 和 MHL转HDMI 是两个不同的东西，前者是走USB协议，以操作系统和软件支持为主，后者是独立于USB的协议，需要硬件支持。
所以你这个问题的答案是：
如果操作系统和软件支持USB显示类，可以用USB转HDMI。电脑也可以用USB转HDMI来扩展第二个显示器。
如果手机硬件支持MHL，可以用MHL转HDMI。现在已经有显示器直接带MHL接口，只需一根无源连接线就可以。

饭桶 · 发表于 2014-7-23 12:44:06

大师果然无所不知啊。能不能帮我看看这个问题：

http://www.amobbs.com/thread-5588745-1-1.html

kangear · 发表于 2014-7-23 13:04:45

68336016 发表于 2014-7-23 12:22
普通安卓机能用这USB转HDMI么？

我看他们商品选择中有三星专用版本，普通版本，普通/三星通用版本。

lkm_unication · 发表于 2014-7-23 13:14:47

很好的普及贴！

kangear · 发表于 2014-7-23 13:23:35

gzhuli 发表于 2014-7-23 12:38
概念混淆了，USB转HDMI 和 MHL转HDMI 是两个不同的东西，前者是走USB协议，以操作系统和软件支持为主，后 ...

那就更迷糊了，商品的名字叫mhl转hdmi，但是接口确实是usb接口的。usb显示类这个概念确实是接触过，在usb协议Video类，但是还没有遇到真实的这种设备。

hdmi -> mhl -> usb -> usb -> hdmi -> tv
( 手机端内部 ) （转接线）（电视）

tomtone · 发表于 2014-7-23 13:24:32

MHL就是共用的USB借口，传输协议与USB没有关系
要支持MHL的手机才能用，MHL线也比较贵

kangear · 发表于 2014-7-23 13:30:39

本帖最后由 kangear 于 2014-7-23 13:36 编辑

tomtone 发表于 2014-7-23 13:24
MHL就是共用的USB借口，传输协议与USB没有关系
要支持MHL的手机才能用，MHL线也比较贵 ...

那这样的话：从接口上看是usb转hdmi 从协议上看就是mhl转hdmi。两个是一个意思，从大处说这个和usb转串口并无多大区别。
那还有一种情况是，如果电视中内置了usb转hdmi，那么以后会有这种情况发生，手机直接通过一个普通的otg线就可以连接到电视上（实质是hdmi）了。我觉得这是一个卖点，讨论技术的只为发现其中的奥秘而兴奋。；)

kation122 · 发表于 2014-7-23 13:35:52

kangear 发表于 2014-7-23 13:30
那这样的话：从接口上看是usb转hdmi 从协议上看就是mhl转hdmi。两个是一个意思，从大处说这个和usb转串口 ...

现在没必要去研究这个MHL ，都做烂的行业了，2012年搞的话还能赚点钱，当时9292 +MCU 做，
2013年EP SOC 来了，目前你见到的基本都是EP SOC 方案做的了，成本一条线几块钱。

kation122 · 发表于 2014-7-23 13:38:29

kangear 发表于 2014-7-23 13:30
那这样的话：从接口上看是usb转hdmi 从协议上看就是mhl转hdmi。两个是一个意思，从大处说这个和usb转串口 ...

现在没必要去研究这个MHL ，都做烂的行业了，2012年搞的话还能赚点钱，当时9292 +MCU 做，
2013年EP SOC 来了，目前你见到的基本都是EP SOC 方案做的了，成本一条线几块钱。

kangear · 发表于 2014-7-23 13:43:45

本帖最后由 kangear 于 2014-7-23 13:45 编辑

kation122 发表于 2014-7-23 13:38
现在没必要去研究这个MHL ，都做烂的行业了，2012年搞的话还能赚点钱，当时9292 +MCU 做，
2013年EP SOC ...

呵，只是对其中的技术细节比较感兴趣而已，我也从wiki上看到这个标准2010年才推出。细想一下，这个应用范围确实不怎么多，一般只会应用在"实现一个hdmi接口会影响美观"的设备上如手机，平板电脑等等。其它直接就使用真正的hdmi接口了。

gzhuli · 发表于 2014-7-23 13:57:43

本帖最后由 gzhuli 于 2014-7-23 14:04 编辑

kangear 发表于 2014-7-23 13:23
那就更迷糊了，商品的名字叫mhl转hdmi，但是接口确实是usb接口的。usb显示类这个概念确实是接触过，在usb ...

MHL只是和USB共用插座而已，数据线都直接切换了，协议和USB没有任何关系。
CPU显示控制器 -> MHL PHY芯片 -> USB插座/连接线 -> MHL-to-HDMI转换芯片 -> HDMI

USB显卡才是类似USB转串口的东西，这个刷屏速度很慢的，看不了高清视频，只能用来开会投一下PPT之类的。
USB显卡淘宝一搜一大堆，当然价钱比MHL转HDMI更贵，因为内部要有显存，成本高很多。

newbie · 发表于 2014-7-23 15:29:20

提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

gufeng722 · 发表于 2014-7-23 15:52:46

我更看好dp

kangear · 发表于 2014-7-23 18:46:46

了然了然。感谢@gzhuli和@newbie解惑。

dgtg · 发表于 2014-7-23 19:57:14

最近接触到！mark!

Wind_Chan · 发表于 2014-7-24 12:14:00

目前的智能手机支持的普遍是MHL 1.0标准，三星的Galaxy S4是首先支持了MHL 2.0标准，不过现在还有MHL 3.0标准，可支持UHD 4K超清视频，供电能力也大幅提高。MHL 3.0可提供10W供电能力，目前的MHL提供的是2.5W供电（5V、500mA），MHL 2.0可提供4.5W供电（5V、900mA）

kangear · 发表于 2014-7-24 14:59:18

Wind_Chan 发表于 2014-7-24 12:14
目前的智能手机支持的普遍是MHL 1.0标准，三星的Galaxy S4是首先支持了MHL 2.0标准，不过现在还有MHL 3.0标 ...

就发展来说来情况还不错呵。

usb转hdmi是什么原理？

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