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清澈如初|GRL实验室知识库：HDMI 2.1 全面解析

由于消费市场对于高画质影音应用需求日益增加 ， HDMI Forum于2017年底发布了HDMI 2.1的最新规格 ， 其中最令人惊艳的新功能就是加入FRL (Fixed Rate Link)的传输模式 ， 它可以说是颠复了以往HDMI界面传送信号的方式 。 HDMI 2.1发布以前是使用TMDS (Transition MinimizedDifferential Signaling ， 最小化传输差分信号)的架构来进行信号的传输 ， 最高带宽可达18Gbps ， 可用来传送3840x2160p 60HZ等4K高画质影像 ， 而FRL模式的带宽则提升到48 Gbps ， 利用压缩的方式可传送高达10K分辨率的影像 ， 那么FRL是如何达成这样的高带宽呢？
关于HDMI通道传输的运作方式 ， 在传统的TMDS架构下 ， 利用一个独立的通道来传送Clock信号 ， 但在FRL的架构中 ， 将Clock嵌入在Data的信号中 ， 再透过后续的Clock Recovery处理方式来解析出Clock的信号(如图二) ， 如此一来就可以多一条通道来传送影像信号 ， 频宽因此获得提升 。 另一方面 ， 在FRL架构下 ， 导入新的物理层传送方式 ， 在TMDS使用8b/10b编码方式 ， 而FRL中是使用16b/18b编码方式(如图三) ， 进一步提升通道带宽的使用率 ， 让通道可传输更高的分辨率及影像刷新率 ， 提供消费者更好的影音品质体验 。
清澈如初|GRL实验室知识库：HDMI 2.1 全面解析图二：HDMI信号通道示意图
清澈如初|GRL实验室知识库：HDMI 2.1 全面解析图三：16b/18b编码转换示意图
在FRL架构下 ， 是透过Link Training的方式来决定当下是要用什么速率来传输信号 ， HDMI 2.1 FRL模式定义了六种通道速率让客户设计产品的规格(如表一) 。 并且FRL模式依然保有3通道的传输方式 ， 由于支援HDMI 2.1 FRL的产品需向下兼容HDMI TMDS模式 ， 原有的Clock通道规格上会有较大通道衰减 ， 为了让客户能在既有的架构下也能支援FRL模式 ， 所以才有3条通道的设计 。
清澈如初|GRL实验室知识库：HDMI 2.1 全面解析表一：FRL速率与通道关系图
HDMI2.1已全面取代HDMI2.0 ， 两者差别在于HDMI2.1之下分为FRL与TMDS两种模式 。 而DSC、HDR与Gaming Mode的相关测试项目还未公布 。
清澈如初|GRL实验室知识库：HDMI 2.1 全面解析【清澈如初|GRL实验室知识库：HDMI 2.1 全面解析】目前支援FRL的Source ， Sink与连接器已可以进行HDMI 2.1认证测试；HDMI 2.1 线缆可进行预测试


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