HDMI CEC协议

Posted 2023-03-29 陈万培

1 前言

本文档仅作为本人记录使用，主要根据工作使用及《HDMI Specification 1.4a.pdf》进行终结得出，若有不足会后续补充。

2 CEC简介

CEC（Consumer Electronics Control）是一套完整的单总线协议，电子设备可以借着CEC信号让使用可控制HDMI接口上所连接的装置，比如单键播放（One Touth Play）,系统待机（System Standby），可以实现由单一遥控器控制所有HDMI连接的装置。最多可以控制15个设备。允许HDMI设备在没有用户干扰情况下互相命令控制。CEC在HDMI座子上的14引脚，可用示波器或逻辑分析仪抓取。

2.1 CEC关键词

英文	中文	描述
Audio System	音频系统，soundbar或其他AVR设备	非电视设备，但具有解码播放音频的能力
Boradcast Message	广播消息，下文中的广播物理地址等广播消息	广播消息，发送的目的地址为F，表示所有的设备都能收到
Deck	播放或录像设备	具有媒体播放能力的一种设备，姑且认为是碟机
Initiator	CEC帧头的组成代表起始方，下文中帧头有0~F的起始方	CEC帧头的起始方，等待回应
Follower	相应对应CEC消息的设备	刚接收到CEC消息并要求对其作出响应的设备
Destination	CEC帧头的组成代表接收方，下文中帧头有0~F的接收方	CEC帧头的接收方，作出回应
Menu Providing Device	菜单提供设备	一种可以在电视上显示菜单的非显示设备。
Playback Device	播放设备	一种能播放媒体的设备，如DVD播放器。
Recording device	录播设备	类似与DV的录播设备
Tunner Device	调谐设备	暂时无法描述

2.2 CEC特性

• One Touch Play：一键播放，通俗的讲电视遥控器可以一键播放碟机，反之亦然。
• System Standby：系统待机，通俗的讲电视遥控器可以控制碟机待机，反之亦然。
• One Touch Record：选项标记，通俗的讲电视遥控器可以控制碟机特定选项，开启设置等，反之亦然。
• Deck Control：碟机控制，通俗的讲电视遥控器可以控制碟机暂停、播放、快进等。
• Device Menu Control：菜单控制，通俗的讲电视遥控器可以控制碟机的菜单等。
• Sysstem Audio Control：音频控制，，通俗的讲电视遥控器可以控制碟机的音量等 。

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2.3 CEC时序及组成

每个位从线拉低（下降沿）开始，保持时间表示位值，之后拉高，直至后续位开始正常数据位长为2.4±0.35ms。保持低电平0.6±0.2ms为逻辑1；保持低电平1.5±0.2ms表示逻辑0。接收器在下降沿后1.05±0.2ms对线路进行采样，然后在下降沿1.9±0.15ms开始观察下一位。接收者可以将传输的传输的1bit转换为0通过在下降沿后0.35s拉低总线并保持直到表示逻辑0的电平时间。这个通常用于确认传输。每个帧都有起始位，通过拉低总3.7±0.2ms，然后允许上升，总持续时间为4.5±0.2ms。在观察总线空闲之后，任何设备都可以发送起始位。（通常5位时间，但成功后立即传输7位时间，以促进总线的公平共享，以及传输失败和重传之间的3位时间。）
对于单接收消息，应答位类似于IIC：以1位发送，接收器将其下拉至0以确认该位字节。
对于广播消息，应答位被反转：仍然作为1位发送，但被拒绝该字节的任何接收器下拉到0位。
每个CEC帧的第一个字节包含4位源和目标地址头。如果寻址目标存在，则它确认该字节。由除标题之外的任何内容组成的帧是ping，它只检查另个设备的存在。

CEC的简单消息组成为：Initiator+Destination+Opcode

(Init:5 | Dest:f |  Opcode:84) -  5f 84 10 00 05 [Report Physical Address]

如上述指令描述为：AVR播放设备(Audio System)向外广播0x84操作码，0x84的操作码向外广播自己的逻辑物理地址1000及设备类型Audio System描述为Report Physical Address:Physical Address+Device Type
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3 CEC消息组成

3.1 CEC帧头描述

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根据上图所有的块都是10Bit，有效位为8bit。
Start（bit）+ Header Block + Data Block 1(opcode block) + Data Block 2 (operand blocks)
Block定义：Data(8 bit) + EOM(1 bit) + ACK(1 bit)
Header Block定义：Initiator(4 bit) + Destination(4 bit) + EOM(1 bit) + ACK(1 bit)

EOM表示：是否为该数据块是否最后一位。
“0”:指定后面紧接着一个或多个数据。
“1”:表示消息已经完成。
假如数据块后面的EOM为“0”，那么接收者需要忽略其后数据；假如EOM为“0”，并且后续没有接收到数据，这整个消息将被接受者忽略。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-UErk4bit-1648478556715)(images/EOM.png)]

ACK表示：发送方总是置1，接受方用来确认数据及帧头。
对于单个设备：
“0”:接受方上报自己的逻辑物理地址结束以“0”ACK结束，发送方检测到接收方时以此判断发送结束。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-YMCtZ6nJ-1648478556718)(images/ACK.png)]

3.2 CEC逻辑地址

从CEC时序及组成一章中，我们如何知道0x5f是AVR设备发出的广播呢？结合CEC帧头描述我们根据如下进行CEC码值解

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-YOiXtkDi-1648478556719)(images/CEC Logical Adressess.png)]

3.3 CEC码值解析

00:02:38 kernel: CEC:NET Rx (Init:5 | Dest:0 |  Opcode:90) -  50 90 00
00:02:38 kernel: CEC:    Tx (Init:5 | Dest:0 |  Opcode:90) -  50 90 00 [Report Power Status]
00:02:38 kernel: CEC:    Rx (Init:0 | Dest:f |  Opcode:87) -  0f 87 9d 19 00 [Device Vendor ID]
00:02:38 kernel: CEC:NET Tx (Init:0 | Dest:f |  Opcode:87) -  0f 87 9d 19 00
00:02:39 kernel: CEC:    Rx (Init:0 | Dest:f |  Opcode:87) -  0f 87 9d 19 00 [Device Vendor ID]
00:02:39 kernel: CEC:NET Tx (Init:0 | Dest:f |  Opcode:87) -  0f 87 9d 19 00
00:02:39 kernel: CEC:    Rx (Init:4 | Dest:5 |  Opcode:9f) -  45 9f [Get CEC Version]
00:02:39 kernel: CEC:NET Tx (Init:0 | Dest:5 |  Opcode:9f) -  05 9f

根据上述知识，以打印为例我们很容易可以看出CEC的发送方及操作码。操作码对应的参数值在《HDMI Specification 1.4a.pdf》中的Message Descriptions中有详细描述。

4 总结

CEC虽然有接触但是没有实际去跟踪CEC具体流程，目前只接触到CEC的码值对应部分。后续有补充在完善。

5 参考资料

HDMI CEC协议

C的码值对应部分。后续有补充在完善。

5 参考资料

HDMI CEC协议