4. HDMI CEC

4.1. 主线支持的硬件

HDMI 发送器

  • Exynos4

  • Exynos5

  • STIH4xx HDMI CEC

  • V4L2 adv7511 (相同的硬件，但与 drm adv7511 的驱动程序不同)

  • stm32

  • 全志 A10 (sun4i)

  • 树莓派

  • dw-hdmi (Synopsis IP)

  • amlogic (meson ao-cec 和 ao-cec-g12a)

  • drm adv7511/adv7533

  • omap4

  • tegra

  • rk3288, rk3399

  • tda998x

  • i915、nouveau 和 amdgpu 上的 DisplayPort CEC-Tunneling-over-AUX

  • ChromeOS EC CEC

  • SECO 开发板 (UDOO x86) 的 CEC。

  • Chrontel CH7322

HDMI 接收器

  • adv7604/11/12

  • adv7842

  • tc358743

USB 加密狗（有关如何使用这些加密狗的更多信息，请参阅下文）

  • Pulse-Eight: pulse8-cec 驱动程序实现了以下模块选项：persistent_config：默认情况下此选项为关闭，但当设置为 1 时，驱动程序会将当前设置存储到设备的内部 EEPROM 中，并在下次设备连接到 USB 端口时恢复。

  • RainShadow Tech. 注意：此驱动程序不支持 Pulse-Eight 驱动程序的 persistent_config 模块选项。硬件支持它，但我没有计划添加此功能。但我接受补丁 :-)。

  • Extron DA HD 4K PLUS HDMI 分配放大器。有关更多信息，请参阅Extron DA HD 4K PLUS CEC 适配器驱动程序。

其他

  • vivid: 模拟 CEC 接收器和 CEC 发送器。可用于在没有实际 CEC 硬件的情况下测试 CEC 应用程序。

  • cec-gpio. 如果 CEC 引脚连接到 GPIO 引脚，则可以通过此驱动程序控制 CEC 线。这也支持错误注入。

  • cec-gpio 和全志 A10（或任何其他使用 CEC 引脚框架直接驱动 CEC 引脚的驱动程序）：CEC 引脚框架使用高分辨率定时器。这些定时器受 NTP 守护程序的影响，NTP 守护程序会加速或减慢时钟以与官方时间同步。chronyd 服务器默认会将时钟增加或减少 1/12。这将导致 CEC 时序超出规范。要解决此问题，请在 chronyd.conf 中添加一行“maxslewrate 40000”。这将时钟频率变化限制在 1/25，从而使 CEC 时序保持在规范范围内。

4.2. 实用工具

实用工具可在此处获得：https://git.linuxtv.org/v4l-utils.git

utils/cec-ctl：控制 CEC 设备

utils/cec-compliance：测试远程 CEC 设备的兼容性

utils/cec-follower：模拟 CEC 从属设备

请注意，cec-ctl 支持 CEC 酒店配置文件，该配置文件用于某些酒店显示器。请参阅http://www.htng.org。

请注意，libcec 库 (https://github.com/Pulse-Eight/libcec) 支持 Linux CEC 框架。

如果您想获取 CEC 规范，请查看 HDMI 维基百科页面的参考资料：https://en.wikipedia.org/wiki/HDMI。CEC 是 HDMI 规范的一部分。HDMI 1.3 是免费提供的（与 CEC 相关的 HDMI 1.4 非常相似），对于大多数情况应该足够了。

4.3. 带有工作 CEC 的 DisplayPort 转 HDMI 适配器

背景：大多数适配器不支持 CEC 隧道功能，而那些支持的适配器中，许多实际上没有连接 CEC 引脚。不幸的是，这意味着虽然创建了一个 CEC 设备，但它实际上是世界上唯一的，永远无法看到其他 CEC 设备。

这是一个已知工作的适配器列表，它们既具有 CEC 隧道功能，又正确连接了 CEC 引脚。如果您发现工作但不在列表中的适配器，请给我留言。

测试方法：将您的 DP 转 HDMI 适配器连接到支持 CEC 的设备（通常是电视），然后运行

cec-ctl --playback      # Configure the PC as a CEC Playback device
cec-ctl -S              # Show the CEC topology

cec-ctl -S 命令应显示至少两个 CEC 设备，我们自己和您连接的 CEC 设备（即通常是电视）。

一般注意事项：我只见过 Parade PS175、PS176 和 PS186 芯片组以及 MegaChips 2900 配合使用。虽然 MegaChips 28x0 声称支持 CEC，但我从未见过它工作。

4.3.1. USB-C 转 HDMI

三星多端口适配器 EE-PW700: https://www.samsung.com/ie/support/model/EE-PW700BBEGWW/

Kramer ADC-U31C/HF: https://www.kramerav.com/product/ADC-U31C/HF

Club3D CAC-2504: https://www.club-3d.com/en/detail/2449/usb_3.1_type_c_to_hdmi_2.0_uhd_4k_60hz_active_adapter/

4.3.2. DisplayPort 转 HDMI

Club3D CAC-1080: https://www.club-3d.com/en/detail/2442/displayport_1.4_to_hdmi_2.0b_hdr/

CableCreation (SKU: CD0712): https://www.cablecreation.com/products/active-displayport-to-hdmi-adapter-4k-hdr

惠普 DisplayPort 转 HDMI True 4k 适配器 (P/N 2JA63AA): https://www.hp.com/us-en/shop/pdp/hp-displayport-to-hdmi-true-4k-adapter

4.3.3. Mini-DisplayPort 转 HDMI

Club3D CAC-1180: https://www.club-3d.com/en/detail/2443/mini_displayport_1.4_to_hdmi_2.0b_hdr/

请注意，无源适配器永远无法工作，您需要有源适配器。

此列表中的 Club3D 适配器均基于 MegaChips 2900。其他 Club3D 适配器基于 PS176，并且没有连接 CEC 引脚，因此只有上述三个 Club3D 适配器已知可以工作。

我怀疑基于 MegaChips 2900 的设计通常可能可以工作，而 PS176 则更像是碰运气（大部分失败）。PS186 很可能连接了 CEC 引脚，看起来他们更改了该芯片组的参考设计。

4.4. USB CEC 加密狗

这些加密狗显示为/dev/ttyACMX设备，需要inputattach实用程序来创建/dev/cecX设备。对 Pulse-Eight 的支持已添加到inputattach1.6.0 中。对 Rainshadow Tech 的支持已添加到inputattach1.6.1 中。

您还需要 udev 规则来自动启动 systemd 服务

SUBSYSTEM=="tty", KERNEL=="ttyACM[0-9]*", ATTRS{idVendor}=="2548", ATTRS{idProduct}=="1002", ACTION=="add", TAG+="systemd", ENV{SYSTEMD_WANTS}+="pulse8-cec-inputattach@%k.service"
SUBSYSTEM=="tty", KERNEL=="ttyACM[0-9]*", ATTRS{idVendor}=="2548", ATTRS{idProduct}=="1001", ACTION=="add", TAG+="systemd", ENV{SYSTEMD_WANTS}+="pulse8-cec-inputattach@%k.service"
SUBSYSTEM=="tty", KERNEL=="ttyACM[0-9]*", ATTRS{idVendor}=="04d8", ATTRS{idProduct}=="ff59", ACTION=="add", TAG+="systemd", ENV{SYSTEMD_WANTS}+="rainshadow-cec-inputattach@%k.service"

以及这些 systemd 服务

对于 Pulse-Eight，创建 /lib/systemd/system/pulse8-cec-inputattach@.service

[Unit]
Description=inputattach for pulse8-cec device on %I

[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/bin/inputattach --pulse8-cec /dev/%I

对于 RainShadow Tech，创建 /lib/systemd/system/rainshadow-cec-inputattach@.service

[Unit]
Description=inputattach for rainshadow-cec device on %I

[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/bin/inputattach --rainshadow-cec /dev/%I

为了获得正确的挂起/恢复支持，请创建：/lib/systemd/system/restart-cec-inputattach.service

[Unit]
Description=restart inputattach for cec devices
After=suspend.target

[Service]
Type=forking
ExecStart=/bin/bash -c 'for d in /dev/serial/by-id/usb-Pulse-Eight*; do /usr/bin/inputattach --daemon --pulse8-cec $d; done; for d in /dev/serial/by-id/usb-RainShadow_Tech*; do /usr/bin/inputattach --daemon --rainshadow-cec $d; done'

[Install]
WantedBy=suspend.target

并运行systemctl enable restart-cec-inputattach。

当 EDID 更改时自动设置 CEC 设备的物理地址，您可以使用带有-E选项的cec-ctl

cec-ctl -E /sys/class/drm/card0-DP-1/edid

这假设加密狗连接到 card0-DP-1 输出（xrandr会告诉您使用哪个输出），它将轮询 EDID 的更改并在发生更改时更新物理地址。

要自动运行此命令，您可以使用 cron。使用crontab -e编辑 crontab 并添加此行

@reboot /usr/local/bin/cec-ctl -E /sys/class/drm/card0-DP-1/edid

这仅适用于在/sys/class/drm中暴露 EDID 的显示驱动程序，例如 i915 驱动程序。

4.5. 无 HPD 的 CEC

某些显示器在待机模式下没有 HDMI 热插拔检测信号（HPD），但 CEC 仍然启用，因此连接的设备可以发送 CEC 消息以唤醒这些显示器。不幸的是，并非所有 CEC 适配器都能支持此功能。一个例子是 Odroid-U3 SBC，它有一个电平转换器，当 HPD 信号低时会断电，从而阻塞 CEC 引脚。即使 SoC 可以在没有 HPD 的情况下使用 CEC，电平转换器也会阻止其正常工作。

有一个 CEC 功能标志可以指示此情况：CEC_CAP_NEEDS_HPD。如果设置，则硬件无法唤醒具有此行为的显示器。

CEC 应用程序实现者注意事项： 消息必须是您发送的第一条消息，在此之前不要发送任何其他消息。某些非常糟糕但不幸的是并非不常见的 CEC 实现，如果它们收到除此消息以外的任何内容，它们会变得非常混乱，并且不会唤醒。

编写驱动程序时，测试此功能可能很棘手。有两种方法可以做到这一点

  1. 获取一个 Pulse-Eight USB CEC 加密狗，将 HDMI 线从您的设备连接到 Pulse-Eight，但不要将 Pulse-Eight 连接到显示器。

    现在配置 Pulse-Eight 加密狗

    cec-ctl -p0.0.0.0 --tv

    并开始监控

    sudo cec-ctl -M

    在您正在测试的设备上运行

    cec-ctl --playback

    它应该报告物理地址为 f.f.f.f。现在运行此命令

    cec-ctl -t0 --image-view-on

    Pulse-Eight 应该看到 消息。如果没有，那么某些东西（硬件和/或软件）正在阻止 CEC 消息发出。

    为确保接线正确，只需将 Pulse-Eight 连接到支持 CEC 的显示器，并在您的设备上运行相同的命令：现在有 HPD，因此您应该会看到命令到达 Pulse-Eight。

  2. 如果您有另一个支持无 HPD 的 CEC 的 Linux 设备，那么您可以将您的设备连接到该设备。是的，您可以将两个 HDMI 输出连接在一起。您将没有 HPD（这是我们此测试所需要的），但第二个设备可以监视 CEC 引脚。

    否则，请使用与 1 中相同的命令。

如果 CEC 消息在没有 HPD 的情况下无法通过，则需要找出原因。通常，这要么是硬件限制，要么是软件在 HPD 变为低电平时关闭了 CEC 核心。前者当然无法纠正，后者可能需要驱动程序更改。

4.6. 微控制器与 CEC

我们已经在显示器中看到了一些使用微控制器来采样总线的 CEC 实现。这不一定是个问题，但有些实现存在时序问题。除非您可以连接低级 CEC 调试器（请参阅下一节），否则这很难发现。

您会看到 CEC 发送器将 CEC 线保持高电平或低电平的时间超过允许的时间。对于定向消息，这不是问题，因为如果发生这种情况，消息将不会被确认并会重新传输。对于广播消息，不存在这种机制。

目前尚不清楚如何解决这个问题。明智的做法可能是广播一些消息两次，以减少它们丢失的可能性。特别是 和 是广播两次的候选消息。

4.7. 制作 CEC 调试器

通过使用 Raspberry Pi 4B 和一些廉价组件，您可以制作自己的低级 CEC 调试器。

关键组件是这些 HDMI 母对母直通连接器之一（全焊接类型 1）

https://elabbay.myshopify.com/collections/camera/products/hdmi-af-af-v1a-hdmi-type-a-female-to-hdmi-type-a-female-pass-through-adapter-breakout-board?variant=45533926147

视频质量不稳定，肯定不足以通过 4kp60 (594 MHz) 视频。您可能能够支持 4kp30，但更可能您将限于 1080p60 (148.5 MHz)。但对于 CEC 测试来说，这已经足够了。

您需要一个面包板和一些面包板线

http://www.dx.com/p/diy-40p-male-to-female-male-to-male-female-to-female-dupont-line-wire-3pcs-356089#.WYLOOXWGN7I

如果您还想监视 HPD 和/或 5V 线，则需要一个 5V 转 3.3V 电平转换器

https://www.adafruit.com/product/757

（这只是我购买这些组件的地方，您可以在许多其他地方购买类似的东西）。

HDMI 连接器的地线当然需要连接到 Raspberry Pi 的地线。

HDMI 连接器的 CEC 引脚需要连接到这些引脚：GPIO 6 和 GPIO 7。HDMI 连接器的可选 HPD 引脚应通过电平转换器连接到这些引脚：GPIO 23 和 GPIO 12。HDMI 连接器的可选 5V 引脚应通过电平转换器连接到这些引脚：GPIO 25 和 GPIO 22。监视 HPD 和 5V 线不是必需的，但它很有帮助。

在 arch/arm/boot/dts/bcm2711-rpi-4-b.dts 中添加的此设备树将正确连接 cec-gpio 驱动程序

cec@6 {
        compatible = "cec-gpio";
        cec-gpios = <&gpio 6 (GPIO_ACTIVE_HIGH|GPIO_OPEN_DRAIN)>;
        hpd-gpios = <&gpio 23 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
        v5-gpios = <&gpio 25 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
};

cec@7 {
        compatible = "cec-gpio";
        cec-gpios = <&gpio 7 (GPIO_ACTIVE_HIGH|GPIO_OPEN_DRAIN)>;
        hpd-gpios = <&gpio 12 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
        v5-gpios = <&gpio 22 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
};

如果您没有连接 HPD 和/或 5V 线，那么只需删除这些行。

此 DTS 更改将启用两个 CEC GPIO 设备：我通常使用一个来发送/接收 CEC 命令，另一个用于监视。如果您使用未配置的 CEC 适配器进行监视，那么它将使用 GPIO 中断，这使得监视非常准确。

如果您只想监视流量，那么单个实例就足够了。最小配置是一个 HDMI 母对母直通连接器和两条母对母面包板线：一条用于将 HDMI 地线连接到 Raspberry Pi 上的地线，另一条用于将 HDMI CEC 引脚连接到 Raspberry Pi 上的 GPIO 6。

有关如何使用错误注入的文档在此处：CEC 引脚框架错误注入。

cec-ctl --monitor-pin 将执行低级 CEC 总线嗅探和分析。您还可以使用--store-pin将 CEC 流量存储到文件中，然后使用--analyze-pin稍后进行分析。

您还可以通过使用cec-ctl --tv -p0.0.0.0或cec-ctl --playback -p1.0.0.0对其进行配置，将其用作功能齐全的 CEC 设备。

4.8. Extron DA HD 4K PLUS CEC 适配器驱动程序

此驱动程序适用于 Extron DA HD 4K PLUS 系列 HDMI 分配放大器：https://www.extron.com/product/dahd4kplusseries

支持 2、4 和 6 端口型号。

需要固件版本 1.02.0001 或更高版本。

请注意，旧版本的 Extron 硬件存在 CEC 电压问题，这可能意味着 CEC 将无法工作。此问题已在硬件版本 E34814 及更高版本中修复。

CEC 支持有两种模式：第一种是手动模式，其中用户空间必须手动控制 HDMI 输入和所有 HDMI 输出的 CEC。虽然这提供了完全控制，但它也很复杂。

第二种是自动模式，如果设置了模块选项vendor_id，则选择此模式。在这种情况下，驱动程序会控制 CEC，并且输入中收到的 CEC 消息将分发到输出。仍然可以使用 /dev/cecX 设备直接与连接的设备通信，但由驱动程序配置所有内容并处理热插拔检测更改等事宜。

驱动程序还负责 EDID：创建 /dev/videoX 设备以读取 EDID 并（对于 HDMI 输入端口）设置 EDID。

默认情况下，用户空间负责根据连接显示器的 EDID 设置 HDMI 输入的 EDID。但是，如果设置了manufacturer_name模块选项，则驱动程序将根据连接显示器支持的分辨率自动更新 HDMI 输入的 EDID，并且将无法再手动设置 HDMI 输入的 EDID。目前，驱动程序仅支持 1080p60 和 4kp60 分辨率：如果所有连接的显示器都支持 4kp60，则它将在 HDMI 输入上宣传 4kp60，否则它将回退到仅报告 1080p60 的 EDID。

Extron 的状态报告在/sys/kernel/debug/cec/cecX/status中。

extron-da-hd-4k-plus 驱动程序实现了以下模块选项

4.8.1. debug

如果设置为 1，则显示所有串口流量。

4.8.2. vendor_id

要报告给连接显示器的 CEC 供应商 ID。

如果设置，驱动程序将负责将输入中收到的 CEC 消息分发到 HDMI 输出。这适用于以下 CEC 消息

  • 和

如果未设置，则由用户空间负责，并且必须手动配置 HDMI 输入和 HDMI 输出的 CEC 设备。

4.8.3. manufacturer_name

一个三字符的制造商名称，用于 HDMI 输入的 EDID 中。如果未设置，则由用户空间负责配置 EDID。如果设置，则驱动程序将根据连接显示器支持的分辨率自动更新 EDID，并且将无法再手动设置 HDMI 输入的 EDID。

4.8.4. hpd_never_low

如果设置，则 HDMI 输入的热插拔检测引脚将始终为高电平，即使没有连接任何设备到 HDMI 输出。如果未设置（默认），则如果 HDMI 输出的所有检测到的热插拔检测引脚也为低电平，则 HDMI 输入的热插拔检测引脚将变为低电平。

此选项可动态更改。