HDMI矩阵矩阵切换的概念

矩阵，在高等数学中，常被用于描述两个向量之间的关系。在电气设备中，若需要在多路输入与多路输出之间建立可切换的连接关系，则常将此类切换设备命名为“某某矩阵”。

比较简单的切换矩阵，是只将某路输出与某路输入连接起来，允许一路输入同时连接多路输出，但不允许多路输入同时连接一路输出。比较复杂的切换矩阵，则允许多路输入经加权叠加后连接到一路输出。

例如，在简单的切换矩阵中，输出1=输入1，输出2=输入2，而输出3=输出4=输入3。在这里，每一路输出可“独立”地在输入中进行选择，而不必关心其它输出通道的情况，既可以与其它输出不同，也可以相同。再如，8选4切换矩阵，是指有4个独立的输出，每个输出可在8个输入中任选，或者说有4个独立的8选1。经常与此混淆的是分配的概念，比如8选1分4，是指在8个输入中选择出1个输出，并将其分配成4个相同的输出，虽然外观上看有4个输出，但这4个输出是相同的，而不是独立的。

一般习惯中，将形成M×N的结构称为矩阵，而将M×1的结构称为切换器或选择器，其实不过N=1而已，我们在讨论时都当作矩阵对待。

HDMI：HDMI的英文全称是“High Definition Multimedia Interface”，中文的意思是高清晰度多媒体接口。HDMI接口可以提供高达4.96Gbps的数据传输带宽，可以传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号。同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换，可以保证最高质量的影音信号传送。HDMI在针脚上和DVI兼容，只是采用了不同的封装。与DVI相比，HDMI可以传输数字音频信号，并增加了对HDCP的支持，同时提供了更好的DDC可选功能。HDMI支持5Gbps的数据传输率，最远可传输15米，足以应付一个1080p的视频和一个8声道的音频信号。而因为一个1080p的视频和一个8声道的音频信号需求少于4GB/s，因此HDMI还有很大余量。这允许它可以用一个电缆分别连接DVD播放器，接收器和PRR。此外HDMI支持EDID，DDC2B，因此具有HDMI的设备具有“即插即用”的特点，信号源和显示设备之间会自动进行“协商”，自动选择最合适的视频/音频格式。应用HDMI的好处是：只需要一条HDMI线，便可以同时传送影音信号，而不如今需要多条线材来连接；同时，由于无线进行数/模或者模/数转换，能取得更高的音频和视频传输质量。对消费者而言，HDMI技术不仅能提供清晰的画质，而且由于音频/视频采用同一电缆，大大简化了家庭影院系统的安装 。

2002年的4月，日立、松下、飞利浦、Silicon Image、索尼、汤姆逊、东芝共7家公司成立了HDMI组织开始制定新的专用于数字视频/音频传输标准。2002年岁末，高清晰数字多媒体接口(High-definition Digital Multimedia Interface)HDMI 1.0标准颁布。

美国FCC 规定2005 年7 月1 日起，所有数字电视周边产品都必须内建HDMI或DVI。

到2006年6月，HDMI1.3版发布，将原先4.96Gbps的频宽倍增至10.2Gbps。1.3版的色彩数更高， HDMI 1.1及1.2版仅能支援到24bit色深，1.3版HDMI介面则是大幅扩充至30-bit、36-bit以及48-bit（RGB或YCbCr），具有输出一亿色以上的能力。在音效传输上，HDMI1.3支持多轨高流量的无压缩音源或非失真压缩音源（如Dolby TrueHD和DTS-HD Master Audio）。其他还有一些小的改进，如针对迷你型终端增加了缩小版的接头规格，以及自动影音同步功能。当然，1.3版完全相容于1.2与1.1版。

带 宽：1.65GHz（-3Db）满载

最大支持分辨：Normal-PC：1600x1200@60_24bit， HDPC：1920x1200P@ 60_24bit，HDTV：

1920x1080P@60_36bit

协 议：支持HDCP1.3协议，支持HDMI1.3协议，兼容DVI1.0协议

最大传输延时：5nS(±1nS)

切换速度：150 ns(最长时间)

信号类型：HDMI 1.3规范中的 HDMI-A全数字T.M.D.S.信号

微分相位：0.05o(RL=150Ω)

微分增益：0.05%(RL=150Ω)

数据传输率：2.25GBits

信号输入

信号类型：HDTV 高清信号

接 口：Type-A型HDMI锁扣母头

最小电平：0.5Vp-p

最大电平：1.0Vp-p

差分阻抗：100Ω

回波损耗：-30db@5MHz

信号输出

信号类型：HDTV 高清信号

接 口：HDMI 接口 A 型 19 针母头

输出电平：0.7Vp-p

差分阻抗：100Ω

回波损耗：-30db@5MHz

直流补偿：最大 5mV

串接接口：RS232, 9孔D-Sub型连接器，端口2，3，5分别直通

串口参数：9600bps、8位数据、1位起始位、1位停止位、无校验，无流控

功 耗：30～150W（视具体型号确定功耗）

温 度：0℃～45℃

输入电压：AC 100～240V；50/60Hz

HDMI矩阵是一款高性能专业数字信号切换设备，用于多个HDMI信号源输入与HDMI显示设备输出交叉切换，任何一路信号的输出自由选择任何一路信号源而不会干扰其它的输出，信号传输衰减降至最低，实现视频图像信号高保真输出。

HDMI矩阵切换器，是将多路HDMI信号分别传输给一台或者多台显示设备。样机如图1所示。例如，如两台电脑主机要共用一个显示器，就要使用一个2X1的矩阵切换器，将两台电脑主机上的内容任意切换到同一个显示器上。

再如，一台高清机顶盒和一台电脑，要将内容任意显示在一台高清彩电和高清显示器上，就要使用一个2X2的矩阵切换设备。这样，高清彩电既可以收看电视节目，也可以在必要时作为计算机显示器；高清显示器也同样。

HDMI数字矩阵的全数字信号系统，能从根本上克服传统模拟信号系统难以解决的一些问题，比如信号拖尾、重影、模糊，亮度下降，底纹干扰等等，对应数字信号，只要接收端对0和1判断正确，信息就能无损失的接收下来，从而使图像质量得到保证。

相对传统模拟信号系统，全数字HDMI矩阵的运用更有利于构架大规模系统。由于模拟信号系统中任何一个环节对信号的劣化都会积累下来，最终的结果是所有环节对信号损伤的总和，大系统中信号的多级级联、多次分配与切换、长距离传输等环节都会造成信号质量的下降。采用数字矩阵的全数字信号系统，传输距离远，工程覆盖面积大，安装调试更简便快捷。