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1、电视机上的EDID,杨恩泽 2009年11月11日,主要内容,0.EDID基础知识1.DGSS PnP介绍2.EDID数据格式3.EDID数据扩展：CEA-EXT4.EDID数据的读、写、验证5.与EDID数据相关的问题与现象,0.EDID基础知识,0.0 名词解释-CEA,(美国)消费电子协会Consumer Electronics Association,通过制定科技政策、组织大型展会、进行市场调研和建立行业战略关系来促进消费电子行业的发展;通过将消费电子技术行业工程师联合在一起，CEA 能够推进行业标准的制订，指导企业进行产品的开发、制造和产品间的互联。CEA-861D,0.EDID基础
2、知识,0.1 名词解释-VESA,视频电子标准协会Video Electronics Standards Association,VESA 由代表来自世界各地的、享有投票权利的140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：DisplayPort、DPMS、DDC、EDID、Plug&Play（显示/图形子系统）等标准,0.EDID基础知识,0.2 什么是EDID?,EDID,EDID是由VESA创造出来的，用于使显示器支持即插即用；EDID是一个128Bytes的数据结构，存储于显示器一端的存储器内；E
3、DID描述了显示器自身的显示特性与显示能力；信源（PC、DVD、STB等）根据EDID的描述输出显示器所支持的信号格式。,扩展显示标识数据 Extended DisplayIdentification Data,0.EDID基础知识,0.3 名词解释-DDC,显示数据通道Display Data Channel,DDC由VESA制定,是一条主机和显示器之间的信息通道，通过它可以将显示器的EDID数据直接传输给主机。DDC通道与传输视音频数据的通道相互独立。,DDC,VGA/DVI DDC2B HDMI E-DDC,0.EDID基础知识,0.3 名词解释-DDC,正在使用的DDC标准中包含以下内
4、容：1）主机显示器间采用I2C协议传输数据；2）规定EEPROM器件地址为A0h；3）规定EEPROM器件由接口供电。,1.DGSS PnP介绍,1.1 什么是PnP?什么是显示/图形子系统中的PnP？PnP(Plug and Play 或表示为 Plug&Play):即插即用“plug it in,turn it on and it works”显示/图形子系统:包含显示器、视频接口、计算机图形卡等能够产生图形的源。显示/图形子系统中的即插即用：终端用户将显示器与主机系统连接起来，打开电源之后，在显示器屏幕上显示出最理想的图像(EDID数据中定义的或用户之前设定的)。,1.DGSS PnP介
5、绍,1.1 什么是PnP?什么是显示/图形子系统中的PnP使显示/图形子系统中支持即插即用，必须要有：A PnP Compatible Monitor EDIDA Data Communications Channel DDCA PnP Compatible Graphics SubsystemA PnP Compatible Operating System,1.DGSS PnP介绍,1.1.1 A PnP Compatible Monitor EDID一台兼容PnP的显示器，必须包含有效的EDID数据，这些数据要存储于显示器的存储器中。EDID数据中包含显示器自身的标识信息以及显示器所支持
6、的视频格式/属性等内容。主机系统使用EDID信息来配置图形子系统；应用软件程序也可能会使用到EDID中的一部分信息；必须要确保在显示器打开或关闭时主机能够读取到EDID内容。显示器制造商要负责确保显示器产品能提供有效的EDID数据；要确保8个字节的EDID数据头正确无误，EDID内容可正确获取，要确保校验和正确无误。,1.DGSS PnP介绍,1.1.2 A Data Communications Channel DDC一个具有数据通讯功能的通道，必须能够将显示器与主机的图形子系统连接起来。在现在的显示/图形子系统中，数据通讯的通道选择的是VESA的DDC-2B(Display Data Ch
7、annel)。DDC的初衷就是将EDID数据从显示器传输到主机的图形系统中。DDC-CI(Display Data Channel Command Interface)可用来传输主机控制显示器的命令。VGA、DVI、HDMI、DisplayPort等视频通道中，都包含DDC,1.DGSS PnP介绍,1.1.3 A PnP Compatible Graphics Subsystem一个兼容PnP的图形子系统，必须被安装在主机系统中。图形子系统包括存储于固件中的VIDEO BIOS和图形子系统的Driver。VIDEO BIOS必须具有读取、存储、检错、解码当前显示器EDID信息的能力；图形子系
8、统的Driver要能够读取并解码部分或全部的EDID内容。图形子系统的Driver应该具有配置图形卡某些高级功能的能力，并且能够提供操作系统与图形板卡硬件之间的通讯。PnP处理进程：系统开机过程中BIOS读取EDID；操作系统读取/存储EDID数据。（图形子系统的Driver读取EDID数据不属于PnP处理进程）,1.DGSS PnP介绍,1.1.4 A PnP Compatible Operating System 一个兼容PnP的操作系统，必须具有接收EDID信息，解码、存储显示器信息与图形板卡信息的能力；这些信息存储于DGSSID(Display Graphics Subsystem I
9、dentification)对象中。DGSSID对象可以放在非易失性存储器或硬盘等存储媒介中。操作系统会提供一个接口给终端用户，用户通过这个接口控制或选择图形子系统具有的某些高级功能（比如：图像像素格式、刷新频率、颜色位深、颜色管理工具等）。,1.DGSS PnP介绍,1.1.5 GSS-PnP处理流程描述Step1：系统建立,开机&Video BIOS 读取EDID系统建立：将计算机-GSS-显示器连接起来；开机：先开哪个？计算机 OR 显示器Video BIOS读取EDID：可否读取、存储、校验、解码?是：进行Step2否：由GSS产生“Base Video Mode”System POS
10、T(Power On Self Test加电自检),1.DGSS PnP介绍,1.1.5 GSS-PnP处理流程描述Step2：VIDEO BIOS处理EDID时序优先级判断PTB=1？是：解码DTB中的PTMGSS产生PTM图像格式System POST;否：解码DTB中的DTFGSS产生DTF图像格式System POST;PTB:Preffered Timing Bit首选时序位，EDID数据18h中的一位;DTB:Detailed Timing Block详细时序信息描述块,1.DGSS PnP介绍,1.1.5 GSS-PnP处理流程描述Step2：VIDEO BIOS处理EDID时序
11、优先级若GSS不支持PTM(DTB1)以及所有的DTF(DTB2,DTB3,DTB4)图像格式，则VIDEO BIOS去标准时序、固定时序中寻找GSS支持的时序格式，如果找到，则令GSS输出相应的时序格式，如果没找到，则输出“Base Video Mode”System POST,1.DGSS PnP介绍,1.1.5 GSS-PnP处理流程描述Step3：System POST，OS Load&RunVideo BIOS完成EDID时序优先级处理System BIOS接管控制权，进行系统加电自检System BIOS将控制权交给BootLoader BootLoader加载操作系统内核，并运行
12、操作系统操作系统掌握整个系统控制权,1.DGSS PnP介绍,1.1.5 GSS-PnP处理流程描述Step4：操作系统处理EDID数据操作系统读取、存储、校验VIDEO BIOS中的EDID数据判断当前EDID:Last EDID？Old EDID？New EDID？if Last EDID：令GSS产生Last“User Defined Mode”if Old EDID：令GSS产生Old“User Defined Mode”if New EDID：解码EDID时序信息，令GSS产生DTB中描述的PTF图像格式，并产生新的DGSSID对象用户在计算机上运行应用程序关机,1.DGSS PnP
13、介绍,1.1.5 GSS-PnP处理流程描述Step4：操作系统处理EDID数据若操作系统读取EDID数据失败，则检查是否有User Profile,是：则令GSS产生“User Defined Mode”否：则令GSS产生“Base Video Mode”产生DGSSID对象用户在计算机上运行应用程序关机,2.EDID数据格式,2.0 EDID数据格式概述,总计：10 部分 128 Bytes,2.EDID数据格式,2.0 EDID数据格式概述,2.EDID数据格式,数据头：是一个包含8字节的固定结构；用于标识EDID数据的开始。,2.1 数据头（Header）,2.EDID数据格式,厂商与
14、产品ID数据块（10Bytes）：由5个数据域组成，用于唯一地标识显示器产品。,2.2 厂商&产品ID信息（Vendor&Product ID Information）,2.EDID数据格式,制造厂商ID:用于区分产品由哪个厂商制造；用2字节表示代表厂商名称的三个字母，每个字母用压缩的ASCII表示厂商名称从微软获得，厂商可以在以下网址处在线申请厂商ID=（实际出厂年份 1990）,2.2 厂商&产品ID信息（Vendor&Product ID Information）,2.EDID数据格式,2.3 EDID结构的版本号 与修正号（2Bytes）,版本号/修订号：记录了EDID数据结构所遵循的
15、版本信息,版本号的改变：-主要的属性、功能发生改变-不保证与以前的版本兼容修正号的改变：-微小的改变-保持与以前修正的版本兼容,2.EDID数据格式,EDID结构的版本2.0用于 满足VESA Plug 我们关心的是EDID数据结构的版本,2.3 EDID结构的版本号 与修订号（2Bytes）,EDID的历史,2.3 EDID结构的版本号 与修订号（2Bytes）,EDID数据结构版本之间的差异,2.EDID数据格式,显示器屏幕有效尺寸：单位：cm宽、高范围：1-255 cm注：投影仪要设为0，表示可变Gamma值的表示：范围：1.00 到3.55表示值=(Gamma值*100)-100,2.
16、4 基本的显示参数及属性（5Bytes）,视频输入定义：主机（信号源）将根据14h中的信息，对其输出进行配置。,2.4 基本的显示参数及属性（5Bytes）,注：当14h的Bit7设置为1时，表示输入为数字信号接口，此时Bit6Bit0必须全部置为0,属性支持：18h定义显示器是否支持DPMS,GTF,sRGB等功能。由于专利问题，制作EDID 时需特别注意。,2.4 基本的显示参数及属性（5Bytes）,2.EDID数据格式,19h22h这10个字节提供了显示器的x,y色度坐标的信息及白点（White Point）坐标值。缺省的白点值（初始上电或复位后的值）由显示器厂商定义。,2.5 显示器
17、色度坐标(10Bytes),2.EDID数据格式,23h25h固定时序数据块以紧凑的位标形式表示显示器所支持的固定的VESA及其他常用时序格式,2.6 固定时序Established Timings（3Bytes）,2.EDID数据格式,标准时序数据块用2个字节描述一种时序，可以描述8种不同的时序。未使用的字节要用01h，01h填充。,2.7 标准时序Standard Timings（16Bytes）,2.EDID数据格式,0 x36 0 x7D 详细的时序描述，这里72 bytes 包含该显示器的最佳分辨率、频率范围及显示器名称等信息。分为4部分，每个部分18字节。注：第一部分必须为该显示器
18、最佳分辨率的信息；必须包含频率范围及显示器名称的描述信息；所有数据块（即使没用到也）必须使用符合标准定义的有效数据进行填充,2.8 详细时序Detailed Timings(72Bytes),2.EDID数据格式,7Eh处的一个字节，指示是否存在下一个128字节数据当只有128 字节的时候（VGA-EDID），此处为00h当有256（或更多）字节的时候，此处为01h,2.9 扩展标识（1 Byte）,EDID Structure 1.4 中定义的扩展标识,2.EDID数据格式,2.10 校验和（Checksum：1 Byte 7Fh）,Checksum=256-(前127字节相加之和)%256
19、主机读取到EDID数据之后，先跟据校验和对数据进行校验，所有128个字节相加后结果若为00h,则说明所获取的数据是正确的。,3.EDID数据扩展：CEA-EXT,在EDID的block 0中，4个18字节的描述块，只有两个用于详细时序描述（另外两个分别用于产品名称、频率范围描述）；为了容纳更多的详细时序描述信息，由CEA在CEA-861系列标准中定义了CEA Extension（简写为CEA-EXT）。CEA-EXT Version1:仅提供额外的详细时序描述信息；CEA-EXT Version2:增加“Basic Audio”、“YCbCr”格式支持等描述信息；该版本已经弃用；CEA-EXT
20、 Version3:现在正在使用的版本，增加了许多新内容。,3.0 CEA-EXT简介,3.1 CEA-EXT Version3的内容（128Bytes）,3.2 CEA Data Block Collection,3.2.0 CEA Data Block Tag 代码,每种数据块第一个字节格式如下：,每种Tag代码所代表的数据块：,3.2.0 CEA Data Block Tag 代码,当使用扩展Tag代码时，每个数据块中第二个字节格式如下：,每种扩展Tag代码所代表的数据块：,3.2.1 CEA Data Block Video,CEA Short Video描述格式：,Native格式：
21、一种具有最佳分辨率的视频格式，显示器件接受这种格式的信号之后，不进行任何的内部缩放、去隔行、隔行以及帧率变换，直接将其显示出来。Bit7=1,则表明该视频格式为Native格式，具有与显示器物理尺寸吻合的最佳分辨率，且在详细时序描述块中有进一步描述。,3.2.2 CEA Data Block Audio,CEA Short Audio描述格式：每种音频格式需要三个字节来描述；LPCM属于非压缩格式，其它为压缩格式；某种格式中可以设置声道数、频率、位宽等参数。,3.2.3 CEA Data Block Speaker,如果显示器件支持任何类型的数字音频格式，建议CEA-EXT数据中包含Speak
22、er Allocation数据块。该数据块又3个字节表示，如下表所示：,3.2.4 CEA Data Block Vendor Specific(VSDB),Vendor Specific数据块包含IEEE识别码、信源物理地址、颜色位深，最大TMDS时钟速率、视频/音频延迟等信息，如下表所示：,3.3 CEA-EXT 详细时序描述,尽管在之前的Data Block Collection中，有短格式Video时序描述，但是考虑到与老版本的兼容性，要求要有详细时序描述与其对应。640*480p基本时序格式不需要有详细时序描述。详细时序描述仍为每种格式18Bytes，与Block 0中的定义格式保持
23、一致。排列顺序要按照优先级排列。,3.4 CEA-EXT 扩展标识&校验和,FEh处的一个字节用于标识后面是否还有扩展数据；FFh处的一个字节用于校验，使得本扩展数据块中的128个字节之和为00h。,3.5 EDID及其扩展数据总结,4.EDID数据的读、写、验证,读写工具A)专用的EDID烧写工装及软件；B)PC上的一些应用软件；C)信号源的相关PATTERN验证A)软件人员B)生产线,5.与EDID数据相关的问题与现象,VGAPlug and Play 功能受影响（首次使用时的最佳分辨率显示；非首次使用时的设置保存）在PC上查询显示器信息（名称、分辨率支持等）时，显示存在问题；,5.与ED
24、ID数据相关的问题与现象,VGAPlug and Play 功能受影响（首次使用时的最佳分辨率显示；非首次使用时的设置保存）在PC上查询显示器信息（名称、分辨率支持等）时，显示存在问题；,5.与EDID数据相关的问题与现象,DVIPlug and Play 功能受影响（首次使用时的最佳分辨率显示；非首次使用时的设置保存）EDID未检测到而导致Data Enable(DE)信号无效，致使DVI数据端口处于关闭状态，无法传输数据信息；DVI两种类型的接口(模拟/数字)分别需要不同版本的EDID数据支持(1.2/2.0),5.与EDID数据相关的问题与现象,HDMIPlug and Play 功能受影响（首次使用时的最佳分辨率显示；非首次使用时的设置保存）在包含EDID1.3数据的HDMI端口中，未包含CEA-EXT数据或者CEA-EXT中的VSDB错误，导致信号源将其识别为DVI端口，无音频输出；Vendor Specific数据块中颜色位深，最大TMDS时钟速率的设置正确与否，会影响到蓝光DVD自动输出时的视频格式识别其他问题（音频、视频格式的支持）,
