HDMI与DVI的HDCP握手问题分析及其解决方案

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领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 过程中面临的问题。　根底知识HDＭＩ和DVI两者都是ＨDCP接口。在通往演示设备的路径上,当数据在HDCP发送器和HDCＰ接收器之间传输时,HDCP接口保护高价值的内容。HDCP涉及超越本文范围的法律问题,所以,在你的设计最终定型之前,你应该咨询你们公司的法律部。对于这个问题的讨论，我们把纷繁复杂的所有法律要求归结为三个根本规那么：　１.当被告知要这么做的时候，ＨDCP接口加密高价值的内容。在蓝光和ＨＤ　DVD播放机中,不管内容图像约束标记〔ICT标记)是否为真，内容都是被加密的。一旦完成加密,该内容就被称为“HＤCP内容〞。２.　HDCP内容在抵达演示设备之前，必须处于加密状态。在ＨDCP授权协议的ExhiｂitC中概要说明了唯一的例外。Ｅxhｉbiｔ　Ｃ放松了该规那么对音频、临时缓冲、转发器解密/二次解密及演示设备处理，如缩放等情况的要求。目前的HDCP授权协议假设采用有线的点对点的路由，所以，对于现在需要基于LAN或无线接口的联网A/V产品,如数字放大的扬声器和视频墙等等来说,要等待DCP　LLC推出新的协议，才容许采用了诸如ＡES－１２８和ＡES-２５６这样的加密方法的HDCP内容在“专用接口〞上传输。３.　HDＣP接口容许未经保护的非HDＣP内容不经加密地通过。寻找问题所在　最近，通过对现有产品的调查显示,大多数HDＣP问题都有简单的成因，但是,解决这样的问题并不总是轻而易举的。如果你不具备检测根本成因所需要的专用工具的话,ＨDＣＰ握手问题将非常令人困惑。假设你拥有适宜的工具,下面罗列了一些要回避的问题以及要遵循的指南：HＤCP发送器问题？？将对一切内容进展加密，而不管其是高价值的ＨDCP内容,还是未经保护的内容。这些源端设备在非ＨＤCP接收器上不会显示任何信息，即使被播放的材料是一份未经保护的家庭制作的ＤＶD。１.无视接收端电源周期(从开机到关机构成一个电源周期)、热插拔或重新连接的源端产品。这些源端产品通常需要消费者去断开并重新连接一跟电缆或电源周期设备以触发二次授权。有时侯,一切都不能工作。当把源端连接到转发器的时候,热插拔变得更为重要,因为接收端的所有的下行数据流变化都必须被告知源端的上行数据流。要确保你的产品能够检测所有重要的ＨDCP接收设备的状态及电缆连接的变化。此外，即使持续时间只有最小的１００mｓ,也要确保你的产品能够检测所有的热插拔，并让你的源端及时对热插拔作出响应。当检测到热插拔的时候,要立即中断现有的显示数据通道(〕任务并启动一次新的HＤＣP握手。　２.数据传输太快可能导致闪烁的视频。当你的HDMＩ发送器驱动一个HDMI接收器的时候，要在改变信号时序的前后分别对所传输的音视频数据进展“ＭUＴE(制止发送)〞和“UＮ-MUTE(容许发送)〞处理。在你解除ＭＵTE之前,要容许HDMI接收器有时间检测ＭＵTＥ并处理时序的变化。DVI源端必须停顿传输并在信号时序稳定且接收器已经有时间恢复之后才进展二次授权。在大多数接收端中的HDＣP电路需要稳定的时序以完全地发挥作用。３．确信你的ＨDＭＩＨDCＰ发送器能够检测和驱动一个ＤVIＨDＣP接收器。要注意在Bcapｓ存放器中的HDMI性能并在必要时把HＤMI发送器切换到DVI模式。此外，当你读取接收端的EDID时，要寻找HDMＩ供给商的专用数据模块(VSPD)。如果你无法找到，要把你的HDMI发送器切换到ＤＶＩ模式。　４.　要支持转发器。越来越多的消费者在他们的源端和演示产品之间插入A/V接收器(AVR)。不幸的是，并不是所有的源端产品都支持转发器；对于那些不支持转发器的产品,如果插入转发器的话，就可能造成系统停顿工作。在这种情况下，人们常常会怪罪于无辜的转发器制造商。５.　不要把ＨＤCP内容传输到非HDCP或无效的HＤCＰ接收器。在第一种情况下,你的消费者可能看到的是一片雪花点；在第二种情况下,你将损坏HDCP更新系统的性能。６.不要传输未经解密的HＤCP内容。　这会导致内容被盗,并引发潜在的法律问题。HDCP接收器问题１.　如果你的接收端配备一台ＨDMIHDCP接收器,要确保它能够与DＶIＨＤCＰ　发送器互操作。　２．　不要认为所有的ＨDMI发送器都支持ＨDCＰ。要确保你的接收端能够配合不支持HＤCP的ＨＤMI发送器的工作。３．　要确保你的HDCＰRi存放器支持长时间和短时间的读取操作。大多数源端都做长时间的读取操作,但是,你的接收端可能会遇到一种性能经调整的源端,因此,需要用短的时间来读取你的HDCPRi存放器。HDCP转发器问题　转发器可能是最难以设计的产品，这是因为目前难以找到一种完全符合ＨDＣP要求的转发器。符合要求的转发器是存在的,但是，我们通常所找到的转发器的符合性参差不齐，范围跨越“危险〞到“近乎完美〞。存在最严重问题的转发器就是忘记对HDCP内容进展二次加密。其它的转发器那么是忘记把热插拔信息告知上游设备,这种行为可能导致信号的损失,特别是当在各种输入之间切换的时候。因为源端设备不需要支持转发器，所以，目前市场上的大多数转发器都成心地把他们的转发器位错误和伪装设置为非输出演示设备。那些宣称它们就是这样设置的转发器，有时却忘记把所有下游的ＢKSV传递给上游的设备,所以，它们不能核对系统的可更新性消息(SRM)。此外，当条件有保证时,它们有时还忘记显示MAＸ_DEVS＿EXCEEDEＤ或MＡX_CＡSＣADE_EXＣＥEDED，结果是再次危及了系统的HDCＰ可更新性。　要设计一个转发器设置位为“真〞的符合要求的转发器,就要确保你的设计是符合要求并且是鲁棒的。为此,你必须进展严格的测试。下面是要注意的一些其它问题：１．对于存在多种格式切换的源端和热插拔生成的接收端的情况,要确保你的转发器工作正常。２.不要向“隐性〞接收器传输HDCP内容；所有下游BKSV都应该是对上游设备透明的。３．　不要向单独工作的非HＤCＰ(或无效HDＣP)接收器或与一个ＨDCＰ接收器并联的分支器传输ＨDＣP内容。　４.　不要对来自非ＨＤＣP源的非HDCP内容进展加密。５.　对于每一个转发器设置,都要重复一次电源翻开和关闭的周期，并确信你的系统得到恢复。６．　在你的转发器从一个源端切换到另外一个源端〔所用的时间不同)并返回之后,要确信HDCP得到了恢复。７．要确信你的转发器检测到所有的热插拔动作把它告知上游的设备,即使该热插拔信号仅仅持续了几百毫秒。　８.当接收未加密和二次发送的HDCP内容时,要确信二次发送的HＤＣP内容被二次加密。如果HＤCP内容在另外一个接口上二次传输,要确保根据上述“根底知识〞一节中的规那么２用同样鲁棒的加密方法对二次传输进展保护。例如,如果你要解密、扩展、压缩并通过一条LAＮ把受保护的内容发送到一台显示设备,那么，该内容要在这个过程的每一个步骤都加密。９．当利用从下游EDＩD提取的数据来构建一个时序列表时，要确信你的列表足够大。近来在CEA－８６１ 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 中的变化使接收端设备能够支持８６１标准中列出的所有时序。通用的测试指南当测试ＨＤCP时,要首先测试最高的像素率格式〔即１０８０p６０)。要确信在格式变化和热插拔之后恢复HDCP。永远要记住：符合性〔comｐｌiaｎcｅ)不等于互操作性(inteｒoperabiｌｉty)。正如我们在转发器的情况下所看到的那样，符合性对互操作性有负作用。我们所面临的挑战从历史的角度看，大多HDCP握手问题都可以被追溯到缺失的根底架构。对于任何新技术来说,经同等检查的测试设备和认证程序都是至关重要的。不幸的是,在ＨＤＣP的情形下，这些都来得太迟。因此,目前现场中的大多数产品都是不符合HDCP要求并存在互操作性问题。将来的开展方向Ｑuａnｔｕm　Daｔa与其它业界公司一道努力以解决这个问题，其目标是实现符合性以及具备互操作能力的符合ＨDCP要求的设备。去年，DCＰ发布了一个补充文件及符合性测试标准。ＨＤCP符合性目前依赖于自我控制，所以,只会提供信息,而不会颁发证书。DCP已经建立了一个测试实验室,在那里可以获得HDCＰ许可证并利用一套真实的产品来测试互操作性。AD９８８９EDIＤ和HＤCP控制器用户指南本应用实例描述了和控制器,旨在帮助系统设计师定义必需的系统软件功能，恰当地在使用AD９８８９发射器时集成EDID和HDCＰ处理程序。AD９８８９的EＤＩD和HDCP支持特性AD９８８９的ＥDID和HDCP控制器执行四种主要功能,支持系统的EDID和HDＣＰ处理操作。这里概括了这些特性。图１给出了方框图。１．一旦检测出HotPlug，即从显示器读取EDIＤ段０。２５６字节的EDID程序段被储存在内部RAM中,可通过I２C读取,有自己的I２Ｃ地址。ＥDID存储器的I２Ｃ从地址可在ＥDＩDID存放器内编程。存放器默认值是０ｘ７Ｅ。２．按要求读取附加的EDID程序段。　这些段被存储在与第一个程序段一样的位置。因此,该控制器应该在初始化另一个EDＩD程序段下载之前存储第一个程序段。　３.实现HDＣP发射器状态机，包含下行流转发器处理。４.包含robｕsｔ错误报告，向系统固件报告多种多样的错误情况。图１AD９８８９执行的启动时序AD９８８９　EDID和HDCP控制器是一种在AＤ９８８９硬件内实现的状态机。下面列出的指令清单说明了状态机执行EDＩD和HDCＰ操作的时序。注意,在下面的序列中,术语“系统〞总是指控制系统的软件，通过I２C端口负责配置ＡＤ９８８９。术语“用户〞指使用AD９８８９的产品终端用户。　０.ＡD９８８９ＨＤＣＰ控制器在HPD电平变高前保持在复零状态。１.当HPD为高时，ＡＤ９８８９读取EDID程序段０,向系统发送ＥＤIDReａdy中断。　一旦成功读取EDＩＤ,即设置EDIDReａｄy标志(０xC５［４]〕。２.当读EDIＤ时，AD９８８９等待ＨDCPDesｉred位(０xＡＦ[７]〕变为高电平。３．系统软件评估EDID,通过设置适当的视频和音频模式来配置AD９８８９，然后设置ＨDCPDesirｅd位为高电平(该位的状态也在０xC６［３]内反映出来)。帧编码位(０xAF[４])应被设置为‘１’１。在设定ＨDCPＲequestｅｄ位之后不应该改变HDＭI/DVI位(０xＡF［１］)。４.一旦ＨDCPＲequｅstｅd为高电平,AＤ９８８９即初始化ＨＤCP系统。接收机的BKSV在存在BKSV存放器(０xＢF至０xC３)内，BKSV标志被设定为〔０ｘ９７［６])〔产生一个中断〕并且BKSＶ计数(０xC７[６：０])被设为０。BＫSV标志也在０xＣ７[７]内反映出来。５.系统必须对照撤消清单检查BKＳＶ,如果不在撤消清单内,即去除BKＳV标志-BKＳＶＦlaｇ(向０ｘ９７［６]写入‘１’)中断。如果不正常,系统将向视频流内的用户报告,并且不发送受保护的内容。　撤消清单作为源媒体(比方DVD〕的一局部提供。６.一旦ＢＫSV标志被去除，AD９８８９就开场进展ＨDCP加密，并检查接收机是否是转发器。AD９８８９检查接收机的DDC存放器位,该位显示其是否是转发器。　如果不是转发器,即完成HDCP初始化，ＡＤ９８８９开场HＤCP管理。HDCＰ加密的状态被通过读０xB８[６]进展验证。如果接收机是转发器,ＡD９８８９必须完成HDCP转发器认证：　７.AD９８８９从下行流转发器〔AD９８８９仅能一次处理１３个)读取１３ＫSＶs。　８．AＤ９８８９发出一个BＫＳV　Fｌaｇ中断,带ＢKSV计数(可高达１３〕。９.系统顾件从EＤIＤ存储器内读取BKSV，并对照撤消单进展检查。注意,ＥDＩD和HDＣP操作共享ＡD９８８９的内部存储器。在HDＣP初始化完成时重新读取EDID。系统固件去除BKＳV标志中断。　１０．ＡD９８８９计算KSＶ的SHA-１散列(Hash)。如果还有更多KＳＶｓ(有超过１３个下行流设备),即回到第８步。从每一次迭代(１３ＫSＶｓ的每一组)得到的所有ＳHA-１散列值在第１１步完成比照后被相加。１１.AD９８８９将下行流ＳＨA－１散列与内部散列进展比照，以校验ＫSV清单。１２.一旦所有KSVs被校验完毕,AD９８８９即开场ＨDCＰ控制,受保护的内容就能被发送出去。　图２.AD９８８９ＥDＩD和HDCP控制器功能图。EDID和HDCP操作时序可用图２中的流程图来概括。注意：１．　任何一个出现的HPD＝　０都将AD９８８９　ＥDID/HDCP控制器置零。２.　如果BＫSＶ被唤醒，系统将清楚ＨＤＣＰ请求标志,来启动重新认证。３．　圆圈：指示功能由ＡD９８８９控制。４.方框：指示功能由系统软件控制。HDCP管理　一旦认证完成，ＡD９８８９将控制正在进展的HDＣP链路认证。每１２８帧，即接收机上的Rｉ’，被按照发射机上的Ri进展校验。Ri是视频发射和接收同步化验证值。它通知用户，发射机和接收机同步。故障将产生一个ＨDCP／EDＩD控制器错误中断,重新启动HDCP认证。　如果接收机支持HＤＣP　１．１,AD９８８９将对照接收机上的Pｊ按每１６帧来检查Pｊ’。Pｊ是链路同步化验证值,由每１６帧与第一个像素进展异或计算。这也通知用户，发射机和接收机同步。故障将产生一个ＨDCP/EDID控制器错误中断，并重新启动HＤＣP认证。系统固件将定期检查“加密Oｎ〞状态位(０ｘB８　[６])的状态,而发送受保护的音频或视频来确保ＨＤＣP被启动。这应该由不小于每两秒的频率来检查。检查该位能保护免受用AD９８８９存放器设置来击败ＨDCP的第三方干预。在BKSV被唤醒的情况下，系统软件仍然需要定期尝试重新认证。为了做到这一点,去除HＤCP请求位，启动EＤID中断,去除ＢKSV标志。一旦AD９８８９到达状态１(０xC８[３：０]＝２),设置HＤCＰ请求标志重为１。这将允许ＡD９８８９尝试重新认证(从第１２步过渡到第４步)。　处理ＢKＳV标志中断表I列出了ＡD９８８９HDCP控制器引擎产生的中断条件。同时也列出了适当的系统软件响应和其它注释。　附加的HDCＰ控制帧加密位〔０xAF［４])　帧编码位能被用于临时中止HDＣＰ加密,而保持HDCP同步化。当该位被置于零时，加密中止。　将其设置回１将重新启动加密。当取消使能时，“Enｃryptｉon　On〞位(０xB８［６])变成低电平,报告该状态,而帧加密=０。如果接收机支持该特性，那么同步化检查继续进展。AVMutｅ位〔０x４５[７：６]〕ＡＶMuｔｅ可能被用于在ＴＭＤS时钟频率变化时　(如果,例如，用户想要从４８０p变化到７２０ｐ或从４８０p变化到４８０p，但重复２倍像素)保持HDＣP同步化。　要使用AV　Mｕtｅ功能：１.　将“ＳｅtAV　Mute〞位(０ｘ４５[６])设为１，“CｌeａrAＶMute〞位(０x４５[７］)设为０。　２.　使能通用控制包ＧｅneralＣonｔroｌPacket　(０x４０［７]设为１〕。３.等待发送至少１５个视频域。４.改变为新视频模式。５.等待发送至少１个视频域。６.将SetAVMｕte位设为０(０x４５[６］)，CｌeａrAVＭute位设为１〔０x４５　[７])。７.等待４个Vsｙncs被发送。８.　将ＣｌｅarAVMuｔｅ位设为０(０x４５　［７])。　表Ｉ.HDCP中断条件中断条件系统软件响应注释　如果BKＳVCｏunt　(rｅg.　０xC７　[６：０］)等于０读BKＳV存放器(０ｘBＦｔo　０xC３〕,然后对照撤消清单检查　如果BKＳV　Ｃｏunt大于０从EDID存储器读取地址０的BＫSV每一个BKSV有５个字节,因此你必须读５倍的BKSＶCouｎｔ字节如果ＢKSV在撤消清单上人可能导致I２Ｃ错误，因此重置AD９８８９并重新启动HDＣＰ(将HDCP请求置为１〕在校验ＢＫSＶ后，系统应该去除ＢKSV标志中断，因此，ＡD９８８９能继续HDＣＰ认证　状态存放器　ＴhecurｒｅnｔｓｔateｏftheHDCPｃontroller　canberｅaｄｆromtheＨＤCP　ＣｏntrollｅrSｔateＩ２C　regisｔｅｒ(０xC８[３：０］〕.Tｈecodeｓforthis　ｒegｉsteｒareshownin　TableII.HDＣP控制器的当前状态能从HDCP控制器状态Ｉ２C存放器(０ｘC８　[３：０])读取。存放器的代码显示在表IＩ中。表II.HCDP控制器状态Reg０xC８[３：０]HCDＰ控制器状态００００复零(没有检测到热插拔HotＰluｇ)０００１读EDＩＤ００１０　闲置(等待HＤCP请求)　００１１　初始化HDＣP０１００ＨDＣP使能０１０１初始化HDCＰ转发器错误报告　如果出现错误，AD９８８９将置位错误标志(０xC５[７]),引起中断。然后HDCＰ控制器错误存放器(０xC８[７：４]〕就报告一个错误代码。表IＩI列出了可能的错误条件和相应的４位错误代码。表III．错误代码定义错误代码错误条件００００没有错误０００１接收不良ＢKSＶ　００１０Ri误匹配００１１Pj误匹配　０１００I２C错误〔通常是一个no－ack)０１０１等待下行流转发器完成时间溢出０１１０超出转发器最大级联数０１１１KSＶ清单ＳHA－１散列校验失败１０００太多设备连接至转发器树　错误处理在任何错误下，AＤ９８８９的HDCP引擎将自动重新启动认证过程。只要HDCP请求位保持高电平，HDCP引擎将持续重新认证HDＣＰ链路。系统不应将HDCＰ请求位设为低电平，因为HDCP错误可能因接收机没有使能或者未被选中而引起。需指出的是,在双端口显示中，没有使能的端口也许不会认可HDCＰ请求，直到用户选择该输入端口为激活状态。其它注释？系统软件在激活后应总是去除ＨDCP错误中断，因此后续错误将产生新中断。　？错误代码总是显示最后一个错误，即使该错误中断已被去除。换句话说，该错误代码只能通过上电复位去除，或者由新错误代码替代。额外的EDID控制　EＤID定义扩展EDID(Ｅ-EDID)支持高达２５６个程序段。一个程序段是EＤID的２５６字节段，包含一或两个EＤID模块。一个正常的ＨDMI系统将只有两个EDID模块,因此只采用０段。第一个EＤID模块总是一个根本的EDID１．３构造；第二个EＤID模块通常是针对HDＭI系统定义的ＣＥA　８６１Ｂ模块。EDIＤ　Trｉes存放器(０xC９[３：０])　HDCP/EDID控制器试图读取EDID的时间数量受到EDIDTries存放器的限制。一个EＤID每次读取失败时,该值就减１。该存放器默认的起动值为３。一旦EDID　Tries存放器为０,控制器将不会尝试读EDID，直到该存放器设为０之外的值。EDＩＤ段存放器(０xC４)如果有必要读一个不是０的段，系统软件将把ＥDIＤ段存放器设为期望的程序段，并等待ＥＤＩDReady标志返回到高电平。这将产生一个中断。ＥDID/HDCP共享存储器EDID和HDCＰ控制器使用共享存储器空间。在HDCＰ转发器初始化期间，EDＩD存储器被写满,ＥＤID　Ｒeady标志变为低。在初始化之后,ＥＤＩD被重读,ＥDIDＲｅady标志被置为１。EDＩDReady标志设为１将引起中断,如果该中断被使能。如果产生不想要的中断，系统软件处理ＥＤID之后,EDID中断应该被取消。EＤID存储器的I２C从地址能在EDIＤIＤ存放器内被编程。存放器默认值为０x７E。