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一、HDMI CEC 功能详解

HDMI CEC（Consumer Electronics Control，消费者电子控制）是一套完备的单总线协议。借助 CEC 信号，电子设备能实现对 HDMI 接口所连接设备的控制，涵盖单键播放、待机、开机等操作，可达成用单一遥控器操控所有 HDMI 连接设备的目的，最多能控制 15 个设备。例如，用电视遥控器通过电视机的 CEC 控制机顶盒。

二、HDMI CEC 指令操作解析一条 CEC 具体传输指令由四部分构成：起始信号：由一个 3.7ms 的低电平与一个 0.8ms 的高电平组成，用于告知设备指令开始。头部数据：包含起始设备（指令发起者）和接收设备（指令接受者）的逻辑地址，类似谁告知谁去做某事。操作码数据：CEC 约 18 个功能对应近 80 个操作码，此为可选项，如同具体要买什么东西，如买香蕉。

操作数：同样是可选项，用于明确具体操作数量，如买二斤香蕉。

三、HDMI CEC 原理图设计要点CEC 总线高电位范围是 2.6V 到 3.63V，低电位范围是 0V 到 0.6V。为不影响总线通信，待机时漏电流需小于 1.8uA。采用 NMOS 管设计：CEC 为开漏且双向设计。图 1 中，AO_5V 是 5V 电源，HDMI_CEC 是 3.3V 电源（AO_5V 和 VDDIO_AO3.3V 常电，机顶盒待机时电源仍存在）。HDMI_CEC 输出：左边低电平时，NMOS 导通，右边也为低电平；左边高电平时，NMOS 导通，右边同样为高电平。HDMI_CEC 输入：右边低电平时，NMOS 导通，左边为低电平；右边高电平时，NMOS 导通，左边为高电平。WNM2020 的 Gate Threshold Voltage Vgs 典型电压值 0.58V，是阈值较低的 NMOS 管。

二极管在 HDMI CEC 设计中防止倒灌的作用在 HDMI CEC 相关的电路设计里，二极管发挥着防止电流倒灌的关键作用。HDMI CEC 总线有着特定的电平要求，高电位处于 2.6V 到 3.63V 区间，低电位在 0V 到 0.6V 范围。在实际应用场景中，当设备处于断电状态时，若电路中没有设置二极管，就会出现问题。此时，VCC - IO 相当于低电平，由于电路的连接关系，它会把总线 CEC 的电平持续拉低。总线 CEC 电平被持续拉低会带来一系列不良影响。一方面，这会干扰正常的 CEC 信号传输，使得通过 CEC 协议实现的各种控制功能，如单键播放、设备待机与开机控制等无法准确执行，导致设备间的协同工作出现混乱。另一方面，长期处于这种异常电平状态，可能会对连接到 CEC 总线上的其他电子设备造成损害，影响其性能和寿命。而引入二极管后，情况就大不一样了。二极管具有单向导电性，只允许电流沿一个方向流动。在设备断电时，二极管可以有效阻止 VCC - IO 的低电平将总线 CEC 电平拉低，确保 CEC 总线能够维持正常的电平状态，保障 CEC 信号的稳定传输以及设备间控制功能的正常实现，从而提升整个系统的稳定性和可靠性。

瑞芯微Rockchip的CEC设计兼容了NMOS管与二极管两种电路方案，开发者可根据是否需要HDMI认证以及具体应用场景灵活选择：NMOS管方案特点：采用开漏双向设计，通过NMOS管实现信号双向传输。WNM2020等低阈值NMOS管可在HDMI_CEC信号高低电平时保持导通，确保输入输出信号一致性。优势：支持双向通信，适用于需要复杂CEC指令交互的场景多设备协同控制。应用：在需通过HDMI认证的方案中，NMOS管设计可满足协议对信号完整性和时序的要求。二极管方案利用二极管单向导电性防止电源倒灌。当设备断电时，二极管可阻断低电平信号对CEC总线的拉低，避免总线电平异常。电路简单、成本低，适合对成本敏感或无需双向通信的场景。在非认证场景或仅需单向控制的设备中，二极管方案可快速实现基础CEC功能。

需HDMI认证时：优先采用NMOS管方案，确保符合协议规范并支持完整CEC功能，设备待机/唤醒、单键播放等。无需认证或低成本场景：可选择二极管方案，仅实现单向控制电视遥控器控制机顶盒，降低硬件复杂度。

在设计电路时，如CEC加了如图4的ESD器件的话，当电子设备待机时，5pin的电源不能关闭。如关闭的时，由于5pin的VDD电源没有反向二极管，会把CEC总线拉低。在CEC电路的ESD防护器件，最好在电源上有带防反灌的二极管，如图所示。

图中电路主要围绕HDMI 2.1接口设计，其中被圈出的“HDMI_TXCEC”相关部分涉及CEC（Consumer Electronics Control，消费者电子控制）功能。
CEC是一种允许用户通过一个遥控器控制多个支持HDMI - CEC协议的电子设备的功能。它通过HDMI线缆中的CEC总线实现设备间的通信和控制，极大地提升了用户操作的便利性。

单键播放（One Touch Play）：当用户将播放设备（如蓝光播放器）与电视连接并开启时，只需按下播放设备上的播放键，电视会自动切换到对应的HDMI输入源并开始播放内容。设备待机与开机控制：用户可以使用电视遥控器将电视切换到待机状态，同时，通过CEC协议，与电视连接的其他设备（如音响、机顶盒等）也可以同步进入待机状态；反之，当用户开启电视时，相关设备也能自动开机。设备控制权转移：在多个设备连接的情况下，CEC可以管理设备之间的控制权。比如，当游戏机连接到电视时，游戏机的遥控器可以通过CEC获得对电视的控制权，方便用户进行游戏操作。系统信息传输：设备之间可以通过CEC总线传输一些基本信息，如设备的类型、状态等，使各个设备能够更好地协同工作。在图中电路里，“HDMI_TXCEC”信号线负责传输这些控制指令，实现设备间的交互和控制，是HDMI 2.1接口实现智能互联功能的重要组成部分。