HDMI DDC 从机地址与交互流程
HDMI 的 DDC（Display Data Channel）基于 I2C：源端（Source/TX）作为主机，显示设备或中继器作为从机。除 EDID 外，同一组 SCL/SDA 还承载 HDCP、SCDC，以及部分显示器支持的 DDC/CI。
本文按从机地址总览 → EDID → HDCP → SCDC → DDC/CI 的顺序整理，便于抓包、固件调试和 IP 集成时快速对照。不同版本规范与芯片 IP 可能存在能力差异，实现时仍应以目标规范版本和器件文档为准。
一、DDC 从机地址汇总
DDC 相关地址存在两种常见写法：8 位帧地址（含 R/W 位，如 0xA0）与 7 位从机地址（Linux 驱动、i2cdetect 常用，如 0x50）。下表同时给出两种表示。
| 功能 | 7 位地址 | 8 位写 / 读 | 访问特性 | 适用标准 / 说明 |
|---|---|---|---|---|
| E-EDID | 0x50 | 0xA0 / 0xA1 | 源端只读 | E-DDC；块 0 起每 128 字节为一 EDID 块 |
| E-DDC 段指针 | 0x30 | 0x60 / — | 只写段号 | 访问 256 字节以上的 EDID 空间 |
| HDCP | 0x3A | 0x74 / 0x75 | 读写 | HDCP 1.4 与 HDCP 2.x 共用地址，寄存器映射不同 |
| SCDC | 0x54 | 0xA8 / 0xA9 | 双向 | HDMI 2.0+；2.1 FRL 训练扩展同一地址空间 |
| DDC/CI | 0x37 | 0x6E / 0x6F | 双向 | 可选的 VESA 显示器控制通道 |
使用注意：
- 访问 EDID、SCDC 或 HDCP 前，通常需要 HPD 有效，且 DDC 上拉供电正常。
- HDCP 1.4 与 HDCP 2.x 的寄存器布局不同；若要使用 HDCP 2.x，应先检查
HDCP2Version的支持位。 - SCDC 仅在 Sink EDID 的 HF-VSDB 中
SCDC_Present = 1时方可访问；FRL 能力另由Max_FRL_Rate等字段声明。 - DDC/CI 是可选功能，显示器可能不支持、默认关闭，或不通过中继器转发。
二、EDID 读取
2.1 数据结构与容量
- 每个 EDID 块 固定 128 字节。
- 块 0 字节 126 为扩展块数量
N，总长度为(N + 1) × 128字节。不要假定N ≤ 3；读取上限应由实现能力和数据有效性共同决定。 - 块 0 字节 127、各扩展块字节 127 为 128 字节累加和校验（模 256 为 0）。
- 块 0 头 8 字节固定为：
00 FF FF FF FF FF FF 00。
HD 相关扩展块常见类型：
| 扩展块类型 | Tag（字节 0） | 作用 |
|---|---|---|
| CEA-861 扩展 | 0x02 | 音视频格式、HDMI VSDB、HDR 等 |
| HF-VSDB | 位于 CEA 块内 | SCDC_Present、Max_FRL_Rate、ALLM/VRR 等 2.0/2.1 能力 |
2.2 基本读流程（≤256 字节）
- I2C 写 从机
0x50，发送起始偏移0x00（设置片内地址指针）。 - I2C 读 从机
0x50，读取 128 字节块。 - 根据块 0 的扩展块数量继续读取，并逐块校验 checksum。
2.3 E-DDC 扩展读（>256 字节）
当 N ≥ 2（总长度 ≥ 384 字节）时，使用 段指针：
对于块号 B，段号为 B / 2（向下取整），段内偏移为偶数块 0x00、奇数块 0x80：
- 向
0x30写入段号（每段覆盖 256 字节，即两个 EDID 块）。 - 向
0x50写入段内偏移0x00或0x80。 - 从
0x50读取 128 字节。 - 重复以上步骤，直至读完所需扩展块。
段指针是独立状态，不能假定它会在 STOP 后自动回到 0。读取基础段前也应确保段号正确。
2.4 调试要点
- 热插拔后应等待 HPD 稳定再读；部分 Sink 在 HPD 上升沿后需数毫秒才能响应 DDC。
- EDID 与 SCDC 分离：EDID 对源端只读；不能通过
0x50改写 SCDC 寄存器。 - 可配合本站 EDID 解析工具 与 linuxhw EDID 数据 对照字段含义。
三、HDCP 交互与关键寄存器
HDCP 端口固定为 0x3A（8 位 0x74/0x75）。HDCP 1.4 与 HDCP 2.2/2.3 共用物理地址，HDCP 2.2 接收端通过 HDCP2Version（偏移 0x50）bit2 声明支持能力；认证版本还需结合 Source、Sink 与内容保护策略选择。
3.1 HDCP 1.4（DDC 寄存器映射）
认证由 Transmitter（源） 发起，典型三阶段：交换 KSV → 计算 Ri/Ri' → 启用加密。
| 偏移 | 名称 | 方向 | 长度 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
0x00 | Bksv | R | 5 B | 接收端 Key Selection Vector |
0x08 | Ri' | R | 2 B | 链路完整性校验值 |
0x0A | Pj' | R | 1 B | 增强链路校验值 |
0x10 | Aksv | W | 5 B | 发送端 KSV |
0x18 | An | W | 8 B | 会话随机数 |
0x20 | V' | R | 20 B | Repeater 拓扑验证值 |
0x40 | Bcaps | R | 1 B | 接收端能力与 Repeater 标志 |
0x41 | Bstatus | R | 2 B | Repeater 拓扑状态 |
0x43 | KSV FIFO | R | 可变 | Repeater 下游 KSV 列表 |
交互要点：
- 源端写 Aksv、An 后，读 Bksv，双方本地计算 Km，再派生 Ks 用于视频加密。
- 链路运行期间按规范时序比较 Ri/Ri'。
- Bcaps.REPEATER 与 Bstatus 用于处理 Repeater 拓扑；中继设计还需正确读取 KSV FIFO 和验证 V'。
3.2 HDCP 2.2 / 2.3（消息型协议）
HDCP 2.x 不再使用 1.4 的 KSV/Ri 寄存器布局，改为 Write_Message / Read_Message 收发 AKE、LC、SKE 等结构化消息（RSA/AES 会话）。DDC 侧关键寄存器如下：
| 偏移 | 名称 | 方向 | 说明 |
|---|---|---|---|
0x50 | HDCP2Version | R | bit2=1 表示支持 HDMI 上的 HDCP 2.2 |
0x60 | Write_Message | W | 向接收端 burst 写消息 |
0x70 | RxStatus | R | 2 B，状态与待读消息长度 |
0x80 | Read_Message | R | 从接收端 burst 读消息 |
RxStatus 常用位（概念级）：
| 位域 | 含义 |
|---|---|
| READY | 接收端有待读消息，可读 Read_Message |
| REAUTH_REQ | 请求重新认证 |
| Message_Size | 当前消息字节数（需按规范位域解析） |
典型流程（源端视角）：
- 读
HDCP2Version并检查支持位。 - 经
Write_Message发送 AKE_Init 等消息；轮询RxStatus直至 READY。 - 经
Read_Message读取 AKE_Send_Cert 等响应，消息中携带RxCaps。 - 完成 LC_Init / LC_Send_L1、SKE_Send_Eks 后进入加密态。
- 运行中按规范处理
RxStatus.REAUTH_REQ、热插拔与 Repeater 拓扑变化。
与 HDCP 1.4 的差异小结：
| 项目 | HDCP 1.4 | HDCP 2.2/2.3 |
|---|---|---|
| 认证模型 | KSV + An + Ri | 证书 + 密钥交换消息 |
| DDC 用法 | 固定偏移读写 | 消息长度 + burst 读写 |
| 4K 内容 | 部分场景受限 | 4K 商用内容普遍要求 2.2+ |
| 兼容性 | 老设备广泛支持 | 需 TX/RX 均支持 2.x |
四、SCDC 交互与关键寄存器
SCDC（Status and Control Data Channel）自 HDMI 2.0 引入，I2C 地址 0x54（0xA8/0xA9）。与 EDID 不同，SCDC 包含双向状态与控制信息；各寄存器和位域分别由 Source 或 Sink 更新，用于 TMDS 加扰、时钟比、链路状态以及 HDMI 2.1 FRL 训练。
访问前提： Sink EDID 的 HF-VSDB 中 SCDC_Present = 1；否则源端不得访问 SCDC。
4.1 通用寄存器（TMDS / HDMI 2.0）
| 偏移 | 名称 | 读写 | 说明 |
|---|---|---|---|
0x01 | Sink Version | R | Sink 支持的 SCDC 版本 |
0x02 | Source Version | W | Source 使用的 SCDC 版本 |
0x10 | Update_0 | R/W | 更新标志低字节 |
0x11 | Update_1 | R/W | 更新标志高字节 |
0x20 | TMDS Configuration | R/W | Scrambling_Enable、TMDS_Bit_Clock_Ratio |
0x21 | Scrambler Status | R | 加扰状态 |
0x30 | Config_0 | W | RR_Enable 等 Source 配置 |
0x31 | Config_1 | W | FRL_Rate 与 FFE_Levels（HDMI 2.1） |
0x35 | Source Test Configuration | R | Sink 请求的 Source 测试配置 |
0x40 | Status Flags_0 | R | Clock/Lane lock 与 FLT_Ready |
0x41–0x42 | Status Flags_1/2 | R | FRL Link Training Pattern 请求 |
0x50–0x57 | CED / RS counters | R | 字符或 Reed-Solomon 错误统计 |
TMDS Configuration（0x20）要点：
- TMDS_Bit_Clock_Ratio = 0：TMDS 时钟/数据比 1:10，适用于不超过 340 Mcsc 的 TMDS 字符率。
- TMDS_Bit_Clock_Ratio = 1：比 1:40，适用于高于 340 Mcsc 的 TMDS 字符率。
- Scrambling 与时钟比必须按当前 TMDS 字符率和 Sink 能力配套配置；切换顺序与时限应遵循目标 HDMI 规范版本。
Update Flags： Update_0/1 主要由 Sink 置位，用于通知 Source 状态、CED 或 FRL 训练信息发生变化；Source 处理后写 1 清除相应标志。
4.2 FRL 相关寄存器（HDMI 2.1）
FRL（Fixed Rate Link）模式下，链路训练通过 SCDC 与 EDID 中的 Max_FRL_Rate 协同完成。主要扩展寄存器（同一 0x54 地址空间）：
| 偏移 | 关键字段 | 作用 |
|---|---|---|
0x10 | FLT_Update、FRL_Start | Sink 通知 Source 读取训练状态，或通知 FRL 已启动 |
0x31 | FRL_Rate、FFE_Levels | Source 选择 FRL 速率并设置当前 FFE 等级 |
0x35 | FLT_no_timeout 等 | Sink 请求的 Source 测试配置；正常产品流程不应随意使用 |
0x40 | FLT_Ready、Lane Locked | Sink 就绪与各 lane 锁定状态 |
0x41–0x42 | LTP request | Sink 为各 lane 请求下一训练模式 |
FRL 建立概要：
- 读 EDID：HF-VSDB 中
SCDC_Present=1，记录Max_FRL_Rate。 - Source 写入 Source Version，并在
Config_1中选择不超过 EDID 声明的 FRL_Rate。 - 进入 Link Training 状态机（LTS1～LTS4），根据
FLT_Update、FLT_Ready和各 lane 的 LTP 请求推进训练。 - 训练失败或超时则回退 TMDS 模式。
- 正式输出前确认 FRL_Rate 与 lane 数（3 lane / 4 lane）一致。
FRL 与 TMDS 互斥：进入 FRL 后 TMDS Configuration 的 Scrambling 路径不再适用；调试时应在抓包中区分当前链路模式。
五、DDC/CI 交互
DDC/CI（Display Data Channel Command Interface）是 VESA 定义的 双向命令通道，I2C 从机地址 0x37（0x6E/0x6F）。主机通过 MCCS（Monitor Control Command Set）中的 VCP（Virtual Control Panel）码读写亮度、对比度、输入源等参数。HDMI 线缆上 DDC/CI 与 EDID 共用 SCL/SDA，但逻辑地址独立。
5.1 报文格式
DDC/CI 在 I2C 上传输 帧结构，而非 EDID 式的纯线性 ROM 读：
| 字段 | 说明 |
|---|---|
| 源地址 | 主机发送请求时通常使用 0x51 |
| 长度 | 高 bit 置 1 的 Length 字节 |
| 载荷 | VCP 码 + 参数 |
| 校验 | 整帧 XOR 校验 |
时序： 主机发送请求后，需等待 Sink 处理（规范建议 ≥40 ms）再读响应；连续命令间隔过短会导致返回异常。
5.2 常用 VCP 示例
| VCP 码 | 功能 | 说明 |
|---|---|---|
0x10 | Luminance | 亮度（0～100 或设备定义范围） |
0x12 | Contrast | 对比度 |
0x60 | Input Select | 输入源切换（枚举因厂商而异） |
0xD6 | Power Mode | 电源 / 待机状态 |
0xC0 | Display Usage Time | 累计使用时间（只读） |
读 VCP：GET VCP Feature；写 VCP：SET VCP Feature。Linux 下可用 ddcutil 在 /dev/i2c-* 上调试（需 0x37 响应 且显示器 OSD 开启 DDC/CI）。
5.3 实现注意
- 与 EDID 共用总线：固件应串行化 DDC 事务，避免长时间占用总线而阻塞 EDID 或 HDCP。
- 可选性：无 DDC/CI 的 Sink 在
0x37无 ACK，属正常现象。 - Repeater / 矩阵：部分中继设备不透传 DDC/CI，仅透传 EDID 与 HDCP。
相关工具
小结
HDMI DDC 总线上常见的从机地址包括：EDID（0x50）、段指针（0x30）、HDCP（0x3A）、SCDC（0x54）、DDC/CI（0x37）。Bring-up 顺序通常为：HPD → 读 EDID → 配置链路并输出视频 → 对受保护内容执行 HDCP 认证；FRL 场景在 SCDC 中完成 Link Training；显示器管理类功能则走 DDC/CI。抓包或移植驱动时，先确认 7 位地址与当前 HDCP 版本，可少走大量弯路。