HDMI? 2.2 最新顯示接口標準深度解析
本文深入探討了HDMI 2.2 物理層演進以及這些標準如何推動下一代高分辨率、高帶寬顯示應用。
HDMI? 標準簡史
HDMI（高清多媒體接口）于 2003 年推出，并已成功發展成為主流顯示接口之一。2025年6月25日，HDMI? 論壇宣布發布 HDMI 2.2 規范。HDMI 發展的這一里程碑標志著HDMI 架構的進化，同時在帶寬方面實現了革命性的飛躍！HDMI 2.1 的傳輸速率高達 48Gbps，而 HDMI 2.2 則承諾高達 96Gbps。HDMI 2.2 的主要特性包括：
每通道固定速率鏈路 (FRL，Fixed Rate Link) 能力高達 24Gbps/每通道
支持 96Gbps 帶寬的新型 Ultra 96 HDMI? 線纜
用于改善視聽同步的延遲指示協議 (LIP，Latency Indication Protocol)
每一代標準的演進可查看表1。
表 1：HDMI 規范簡史
_ | HDMI版本 | |||
1.4–1.4b | 2.0–2.0b | 2.1-2.1b | 2.2 | |
發布日期 | 2009年6月(1.4) | 2013年9月(2.0) | 2017年11月(2.1) | 2025年6月(2.2) |
2010年3月(1.4a) | 2015年4月(2.0a) | 2022年2月(2.1a) |
_ | |
2011年10月(1.4b) | 2016年3月(2.0b) | 2023年7月(2.1b) |
_ | |
信號規格 | ||||
最大傳輸比特率（Gbit/s） | 10.2 | 18 | 48 | 96 |
最大數據速率（Gbit/s） | 8.16 | 14.4 | 42.6 | 85.25 |
最大 TMDS 字符速率 (MHz) | 340 | 600 | N/A | N/A |
數據通道 | 3 | 3 | 4 | 4 |
編碼方案 | TMDS 8b/10b | TMDS 8b/10b | FRL 16b/18b | FRL 16b/18b |
編碼效率 | 80% | 80% | 88.80% | 88.80% |
HDMI 2.2 物理層（PHY）中的新功能
HDMI 2.2 保留了不歸零 (NRZ) 傳輸——出于實用考量和需求，雖然面臨著新的工程挑戰，但它仍拒絕轉向脈沖幅度調制 (PAM) 傳輸方案。保留 NRZ 傳輸可確?，F有資源的快速擴展，并確保 NRZ 設計相對于 PAM 固有更大的信噪比裕度。這一點尤其有用，因為 HDMI 線纜必須具有一定的最小長度，以便于將電視等顯示設備物理連接到媒體設備。這樣的提升對于連接器的一致性測試要求更嚴格了。
表 2：HDMI 2.1 和 HDMI 2.2 電氣標準特性比較
電氣標準 | HDMI 2.1 FRL（最高 12Gbps） | HDMI 2.2 FRL（最高 24Gbps） |
斜率（Slew Rate） | 16mV/ps | 16mV/ps |
最大 Vdiff Swing | 1200mV | 1000mV |
CTLE（2p1z） | 增益設置 1-8dB | 增益設置 0-8dB |
DFE（one tap） | d1= 25mV | d1= 0,5,10,15,20 or 25mV |
FFE levels | 0 到 3 | 0 to 7 |
UDJ | 未測量 | 測量 |
注：僅供參考，并不全面。有關完整列表，請參閱 HDMI 2.2 規范。
圖1：HDMI 2.1 FRL（標記為 CTLE1）和 HDMI 2.2 FRL 數據速率 16/20/24 Gbps（標記為 CTLE2）的 CTLE 功能圖。
注：CTLE2 是 HDMI 2.2 規范中使用的術語
新的一致性測試要求
1. HDMI 2.2 源測試更新
綜合上述所有要求，HDMI 2.2 源設備需要通過的主要一致性測試（還有其他測試）之一是電氣數據眼圖測試。
圖2：HDMI 規范定義的 HDMI 測試點 (TP) 位置以及一致性測試中包含的 S 參數組件(適用于 HDMI 2.1 和 HDMI 2.2)
圖3：TP2_EQ 處 HDMI 2.1 和 2.2 的電眼圖一致性測試要求
2. HDMI 2.2 線纜測試更新
為了符合 HDMI 2.2 標準，電纜現在必須是 Cat4 線纜，而 HDMI 2.1 則為 Cat3 線纜。HDMI 2.2 一致性測試仍需要使用矢量網絡分析儀 (VNA) 或時域反射計 (TDR) 進行參數測量。為了適應更高的數據速率，VNA/TDR 的信號上升時間現在需要為 37.5ps，而 HDMI 2.1 則為 75ps。更大的變化體現在線纜電氣眼圖一致性測試方法。對于 HDMI 2.1，該測試本質是一種補救性測試。如果在VNA 或 TDR 上運行的對內偏斜(Intra-pair Skew)、衰減串擾比 (ACR,Attenuation-to-Crosstalk) 或插損參數等參數測試未通過的 Cat3 線纜能夠通過 12Gbps 的線纜電眼圖一致性測試，則將被視為合規。此要求已在 HDMI 2.2 中進行了更改，規定 Cat4 線纜必須進行 24Gbps 的電眼圖測試 ——同時還要在 VNA 或 TDR 上進行參數測試。
圖4：示波器上顯示的線纜電眼圖結果
3. HDMI 2.2 測試解決方案概述
是德科技已準備好提供滿足 HDMI 2.2 測試需求的物理層一致性測試解決方案。截至 2025 年 9 月，是德科技已在 HDMI 論壇組織的測試活動中演示了基于通用一致性測試規范 (GCTS,General Compliance Test Specifications) 草案的實施方法 (MOIs, Methods of Implementation)。我們還將與合作伙伴 BitifEye 計劃于 2026 年初推出 HDMI 2.2 Rx 一致性測試軟件。
圖5：是德科技源設備電氣一致性測試設置
圖6：是德科技線纜電眼圖一致性測試設置
助力推動下一代高分辨率和高帶寬應用
對更高數據帶寬顯示的需求，源于各行業對更高保真度和性能的追求。游戲及AR/VR應用的數據負載帶寬每兩年翻一番，正基于未壓縮的4K/240Hz刷新率實現更高的比特率。除游戲領域外，醫學影像、機器視覺和8K廣播等領域也將受益于更高的數據傳輸速率。HDMI 2.2將成為推動顯示技術持續創新的關鍵要素。
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