HDMI RX 开发指南

本文档基于瑞芯微官方文档 Rockchip_Developer_Guide_HDMI_RX_CN.pdf（V1.1.7, 2024-04-28）整理，介绍 RK3588/RK3576 平台内置 HDMI RX 模块实现 HDMI IN 功能的开发方法。

适用范围

• 芯片平台：RK3588（含 RK3576 MIPI 方案）
• 内核版本：Linux 5.10
• Android 版本：Android 12
• 读者对象：技术支持工程师、软件开发工程师

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一、HDMI IN 功能概述

1.1 HDMI RX 模块特性简介

• HDMI 1.4b / 2.0 RX：最高支持 4K@60fps
• 支持格式：RGB888 / YUV420 / YUV422 / YUV444（8bit）
• Pixel clock：最高 600MHz
• HDCP：支持 HDCP1.4 / HDCP2.3
• CEC：硬件 CEC engine
• EDID：支持可配置 E-EDID
• 音频输出：S/PDIF 2ch / I2S 2/4/6/8ch

备注

RK3588S 不含 HDMI RX 模块。

1.2 HDMI IN 功能框图

根据应用场景，HDMI RX 可适配两种框架：

• TIF 框架 — 图像传输延时更低（约 20-30ms）
• Camera 框架 — 使用标准 Camera API，方便录像、对接后端算法（延时约 100-120ms）

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二、HDMI RX 驱动代码和 dts 配置

2.1 SDK 版本要求

建议升级到最新 SDK 版本，查询方法：

getprop | grep rksdk
# [ro.rksdk.version]: [ANDROID12_RKR9]

2.2 驱动代码和 Kernel 配置

驱动代码：

drivers/media/platform/rockchip/hdmirx/

Kernel Config：

CONFIG_VIDEO_ROCKCHIP_HDMIRX=y

2.3 dts 配置说明

参考：arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3588-evb1-lp4.dtsi

2.3.1 HDMI RX 控制器配置

&hdmirx_ctrler {
    status = "okay";
    /* 触发 HPD 的有效电平：0-低电平，1-高电平 */
    hpd-trigger-level = <1>;
    hdmirx-det-gpios = <&gpio2 RK_PB5 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&hdmim1_rx &hdmirx_det>;
};

板级配置说明：

• hpd-trigger-level：触发 HPD 的有效电平。<1> 表示 RK3588 控制引脚和 HDMI 端口 HPD 电平状态相同；<0> 表示相反。
• hdmirx-det-gpios：HDMI 插入检测引脚，需根据实际硬件配置 GPIO 和有效电平。低电平有效时，pinctrl 需配置为内部上拉。

hdmi {
    hdmirx_det: hdmirx-det {
        rockchip,pins = <2 RK_PB5 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_up>;
    };
};

2.3.2 预留内存

RK3588 HDMI RX 模块只能使用物理连续内存，需预留至少 128MB CMA 内存（按 3840x2160 + RGB888 + 4 个轮转 Buffer 计算）：

reserved-memory {
    #address-cells = <2>;
    #size-cells = <2>;
    ranges;

    cma {
        compatible = "shared-dma-pool";
        reusable;
        reg = <0x0 (256 * 0x100000) 0x0 (128 * 0x100000)>;
        linux,cma-default;
    };
};

TIF 方案建议

TIF 方式需要 5 块 buffer 轮转。支持 3840x2160 BGR888/RGB888/NV24 时，理论 CMA 大小为 3840×2160×3×5 ≈ 119M，建议分配 256M。

2.3.3 Audio 配置

DTS 添加声卡配置：

hdmiin_dc: hdmiin-dc {
    compatible = "rockchip,dummy-codec";
    #sound-dai-cells = <0>;
};

hdmiin-sound {
    compatible = "simple-audio-card";
    simple-audio-card,format = "i2s";
    simple-audio-card,name = "rockchip,hdmiin";
    simple-audio-card,bitclock-master = <&dailink0_master>;
    simple-audio-card,frame-master = <&dailink0_master>;
    status = "okay";

    simple-audio-card,cpu {
        sound-dai = <&i2s7_8ch>;
    };

    dailink0_master: simple-audio-card,codec {
        sound-dai = <&hdmiin_dc>;
    };
};

&i2s7_8ch {
    status = "okay";
};

HAL 填写 HDMI IN 声卡信息：

// tinyalsa_hal/audio_hw.c
struct dev_proc_info HDMI_IN_NAME[] = {
    {"realtekrt5651co", "tc358749x-audio"},
    {"rockchiphdmiin", NULL},
    {NULL, NULL},
};

2.3.4 HDCP 配置

RK3588 有两个 HDCP2.3 控制器（hdcp0 和 hdcp1），每个有 3 个 port：

• hdcp0：DPTX0、DPTX1
• hdcp1：HDMIRX、HDMITX0、HDMITX1

单独支持 HDCP1.4：

&hdmirx_ctrler {
    status = "okay";
    hdcp1x-enable;
};

支持 HDCP2.3（默认兼容 HDCP1.4）：

&hdcp1 {
    status = "okay";
};

&hdmirx_ctrler {
    status = "okay";
    hdcp2x-enable;
};

2.3.5 CEC 配置

&hdmirx_ctrler {
    status = "okay";
    cec-enable;
};

2.4 EDID 配置方法

驱动默认支持的分辨率：

• 3840x2160 P60 / P50 / P30 / P25 / P24
• 1920x1080 P60 / P50 / P30 / i60 / i50
• 1600x900P60、1440x900P60、1280x800P60
• 1280x720 P60 / P50
• 1024x768P60、800x600P60、640x480P60
• 720x576 P50 / i50、720x480 P60 / i60

支持输入格式： RGB888、YUV420、YUV422、YUV444

两组 EDID：

• edid_init_data_340M：pixel clk < 340M（HDMI 1.4 分辨率，含 4K60 YUV420）
• edid_init_data_600M：pixel clk 594M（支持 4K60 YUV422/YUV444/RGB888）

修改方式：

1. 直接修改驱动代码：drivers/media/platform/rockchip/hdmirx/rk_hdmirx.c
2. 通过 video 节点的 ioctl 接口动态配置（vidioc_g_edid / vidioc_s_edid）

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三、HDMI IN Video 架构

3.1 HDMI IN Video 工作流程

HDMI RX 控制器接收 HDMI 信号 → DMA 传输到内存 → V4L2 video 节点 → 上层应用取流显示。

3.2 HDMI RX 主要驱动架构

重点关注以下几个中断和 delayed_work：

名称	类型	说明
hdmirx_5v_det_irq_handler	中断	5V 检测中断，由 GPIO 引脚 HDMIIRX_DET_L 触发，检测 HDMI 拔插
hdmirx_hdmi_irq_handler	中断	HDMI RX 控制器中断，初始化配置 + 监测信号变化
hdmirx_dma_irq_handler	中断	DMA 中断，图像预览过程中 Buffer 轮转使用
hdmirx_delayed_work_hotplug	delayed_work	热拔插对应 work，对 HDMI RX 模块进行配置处理
hdmirx_delayed_work_res_change	delayed_work	信号变化对应 work，重新配置控制器，等待信号锁定

3.3 图像 Buffer 轮转机制

• QBuf / DQBuf：用户通过 QBuf 传入空闲 buffer，通过 DQBuf 获取已填充数据的 buffer
• Line flag irq：配置固定行数产生中断（当前为 width/2 行，即半帧），提前更新 buffer 物理地址（下一个 vsync 才生效）
• DMA idle irq：DMA 空闲中断（frame end），一帧传输完成后将 buffer 加入 vb_done list
• Stream on：开流指令，初始 buffer 使用 curr_buf
• Stream off：关流指令，驱动等待中断后停止数据流，归还所有 buffer

3.4 图像传输延时

框架	延时
TIF 框架	约 20-30ms
Camera 框架	约 100-120ms

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四、HDMI IN HDCP 功能

警告

HDCP1.4 或 HDCP2.3 KEY 都需要客户自行到 HDCP 官网购买，RK3588 没有内置 HDCP KEY。

4.1 HDCP1.4

4.1.1 dts 配置

参考 HDCP 配置章节，配置 hdcp1x-enable。

4.1.2 Key 烧写

工具获取：

• Key 拆分转换工具：RKTools/windows/Rockchip_HdcpKey_Writer_V1.0.1.7z（KeyConvertor）
• Key 烧写工具：同上

烧写步骤：

1. 用 KeyConvertor 从原始 Key 文件中拆出部分 Key，转成 .skf 格式
2. 机器进入 Loader 模式
3. 烧写工具勾选 "hdcp1.4Hdmirx" 和 "RK3588" 选项
4. "Do AES" 可选（AES 加密更安全，默认只有 SEED 加密）
5. 导入 .skf 文件，点击写入

HDCP1.4 Key 结构（308 Bytes）：

• 8 Bytes KSV（5 Bytes KSV + 3 Bytes 0x0）
• 280 Bytes DPK
• 20 Bytes SHA

4.1.3 HDCP1.4 状态查看

cat /sys/class/misc/hdmirx_hdcp/status

状态	说明
HDCP Disable	hdcp1.4 没使能
HDCP1.4: Authenticated start	认证过程中
HDCP1.4: Authenticated success	认证成功
HDCP1.4: Authenticated failed	认证失败
HDCP1.4: Unknown status	未知状态

4.2 HDCP2.3

备注

HDCP2.3 Firmware 打包工具需通过 Redmine 单独获取。

4.2.1 dts 配置

参考 HDCP 配置章节，配置 hdcp2x-enable，并使能 &hdcp1。

4.2.2 打包 firmware 和启动服务

1. 解压 WC_HDCP2_BASE_ESM_Firmware 到 Linux 环境
2. 把 hdcp_receivers.bin（及可选的 hdcp_transmitter.bin）拷贝到根目录和 tools/ 目录
3. 执行打包脚本：

   ./build_rockchip_fw.sh

4. 选择固件类型（1 = HDMIRX + HDMITX）
5. 创建 RX KEY 数量（生成到 ./rxkeys/ 目录）
6. 可选打包成 .skf 文件（用于 RK 烧写工具）

部署：

• hdcp2_hdmi.fw 放到 device/rockchip/rk3588/，编译时拷贝到 vendor/firmware/hdcp2_hdmi.fw
• 用 RKDevInfoTool.exe 选择 HDCP2X_HDMIRX 导入 .skf，Loader 模式烧写（无需 AES 加密）

hdcp2_rx_tx 服务：开机自动加载，认证异常时 logcat | grep HDCP2 查看 log。

4.2.3 HDCP2.3 状态查看

cat /sys/class/misc/hdmirx_hdcp/status

状态	说明
HDCP Disable	HDCP 没使能
HDCP2.3: Authenticated success	认证成功
HDCP2.3: Authenticated failed	认证失败
HDCP2.3: No decrypted	源端没有开启 HDCP2.x

4.3 HDCP KEY 烧写

两种方式：

1. 用 RK 提供的工具烧写（SDK 的 RKTools/windows/ 目录）
2. 自行写应用烧写 — 使用 libhdcp.so 库接口：

enum HDCP_KEY_ID {
    HDCP1X_KEY_HDMITX_RK33 = 0,
    HDCP1X_KEY_HDMITX_RK3588,
    HDCP1X_KEY_HDMIRX_RK3588,
    HDCP1X_KEY_HDMIRX_RK628,
    HDCP1X_KEY_DP_RK3588,
    HDCP2X_KEY_HDMIRX_RK3588,
};

// 加密 Key（不写入 vendor）
int hdcp_key_process(enum HDCP_KEY_ID id, uint8_t *keyin, int keyin_size,
                     uint8_t *keyout, int keyout_size);

// 加密并写入 vendor
int hdcp_key_process_and_write(enum HDCP_KEY_ID id, uint8_t *keyin, int keyin_size);

// 直接写入 vendor
int hdcp_key_write(enum HDCP_KEY_ID id, uint8_t *key, int size);

// 从 vendor 读取
int hdcp_key_read(enum HDCP_KEY_ID id, uint8_t *key, int *len);

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五、HDMI IN CEC 功能

RX 端 ro.hdmi.device_type=0（TV），TX 端为 4（Playback）。

device/rockchip/common 配置修改：

PRODUCT_PROPERTY_OVERRIDES += ro.hdmi.device_type=0
PRODUCT_PACKAGES += hdmi_cec.$(TARGET_BOARD_PLATFORM)
DEVICE_MANIFEST_FILE += device/rockchip/common/manifests/android.hardware.tv.cec@1.0-service.xml

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六、HDMI IN APK 适配方法

6.1 APK 源码路径

• packages/apps/TV/partner_support/samples — TV 源数据服务（开机运行隐藏服务，桌面无图标）
• packages/apps/rkCamera2 — 预览 APK（桌面图标名为 HdmiIn）
• hardware/rockchip/tv_input — HAL 层代码（开关流、热拔插、分辨率切换与驱动交互）

使能 HDMI IN：

# device/rockchip/rk3588/BoardConfig.mk
BOARD_HDMI_IN_SUPPORT := true

备注

开启后默认配置 vendor.hwc.enable_sideband_stream_2_mode 为 1，开机后 getprop 检查。

6.2 HdmiIn 预览 APK 说明

MainActivity 主界面 — TIF 预览方式，支持 HDMI TO MIPI 和 HDMI RX 通路。

String INPUT_ID = "com.example.partnersupportsampletvinput/.SampleTvInputService/HW0";
Uri channelUri = TvContract.buildChannelUriForPassthroughInput(INPUT_ID);
// tvinput.hdmiin.type: 0=HDMI RX, 1=HDMI TO MIPI
// SystemProperties.set("tvinput.hdmiin.type", "1");
tvView.tune(INPUT_ID, channelUri);

RK3576 注意

如果产品没有 HDMI RX（如 RK3576），需要配置 tvinput.hdmiin.type=1，否则 TIF 方案会黑屏。

TIF 预览需开启 vtunnel 配置：

&rkvtunnel {
    status = "okay";
};

// rk3588.dtsi
rkvtunnel: rkvtunnel {
    compatible = "rockchip,video-tunnel";
    status = "disabled";
};

CONFIG_ROCKCHIP_VIDEO_TUNNEL=y

CMA 内存不足问题： TIF 需要 5 块 buffer 轮转。若 log 显示 cma: Out of memory 且已申请 buffer 少于 5 块，需增大 CMA 预留内存。

RockchipCamera2 界面 — Camera 预览方式，支持 HDMI TO MIPI 与 HDMI RX 通路。

启用方式：

# BoardConfig.mk
CAMERA_SUPPORT_HDMI := true

配置 persist.sys.hdmiinmode=2，点击 HdmiIn 应用启动 camera 方式预览，也可用系统自带 camera 预览。

6.3 TIF 与 Camera 预览方式差异

	优点	缺点
TIF	延迟低	不支持屏幕旋转、分屏、画中画、异显；app 拿不到预览 buffer；不支持 screencap 截图
Camera	app 能拿到预览数据进行后处理	延迟高于 TIF

补充说明：

1. TIF 不支持画中画，可切换到 camera 方案（MainActivity 中 "PIP" 按钮）
2. TIF 支持 MediaProjectionManager 虚拟屏录像/截图，支持 screenrecord 录屏。需要配置：

   debug.sf.enable_hwc_vds=true

3. TIF 不支持 adb screencap 命令截图

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七、驱动调试方法

7.1 调试工具获取

使用 v4l2-ctl 工具，SDK 编译时自动集成，路径：hardware/rockchip/camera/etc/tools/

7.2 调试命令举例

7.2.1 查看 HDMIRX 的 video 节点

grep -H hdmirx /sys/class/video4linux/video*/name

7.2.2 查找 rk_hdmirx 设备

v4l2-ctl -d /dev/video17 -D
# Driver name: rk_hdmirx

7.2.3 获取驱动 timings 信息

v4l2-ctl -d /dev/video17 --get-dv-timings

7.2.4 实时查询 timings 信息

v4l2-ctl -d /dev/video17 --query-dv-timings

debug 等级为 2 时，dmesg 打印详细信息：

hdmirx_get_pix_fmt: pix_fmt: YUV422
hdmirx_get_colordepth: color_depth: 24
act:3840x2160, total:4400x2250, fps:60, pixclk:594024000
hfp:172, hs:92, hbp:296, vfp:8, vs:10, vbp:72
tmds_clk:594024000

7.2.5 查询分辨率和图像格式

v4l2-ctl -d /dev/video17 --get-fmt-video
# Pixel Format: 'NV16'

7.2.6 开启图像数据流

v4l2-ctl -d /dev/video17 --stream-mmap=4 --stream-poll

7.2.7 抓取图像文件

v4l2-ctl -d /dev/video17 \
  --set-fmt-video=width=3840,height=2160,pixelformat='NV16' \
  --stream-mmap=4 --stream-skip=5 --stream-count=10 \
  --stream-to=/data/hdmirx_3840x2160.yuv --stream-poll

7.2.8 正常取流 log

正常情况下 v4l2-ctl 会持续打印帧率信息。

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八、常见问题调试方法

8.1 打开 log 开关

通过驱动模块参数或 sysfs 节点打开 debug log。

8.2 通过 io 命令读写寄存器

使用 busybox devmem 或 io 工具读写 HDMI RX 寄存器。

8.3 HDMI RX 状态查询

通过 /sys/class/misc/hdmirx_* 相关节点查询状态。

8.4 HDMI IN 信号不锁定问题

• 检查源端输出是否正常
• 检查 HDMI 线是否良好
• 检查 EDID 配置
• 检查 TMDS 时钟是否在支持范围

8.5 HDMI IN 不出图、黑屏问题

• 确认信号是否锁定
• 确认驱动是否正常 probe
• 检查 CMA 内存是否足够
• 检查 buffer 轮转是否正常

8.6 信号不稳定失锁问题

• 检查信号源稳定性
• 检查线缆质量
• 检查 PCB 布线和阻抗匹配

8.7 源端切分辨率失败

• 检查分辨率切换中断是否触发
• 检查 EDID 是否包含目标分辨率

8.8 驱动统计 TMDSCLK 错误

检查寄存器配置是否正确，时钟是否稳定。

8.9 源端特殊场景闪黑屏

• 检查 buffer 轮转机制
• 检查 vsync 时序

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九、典型日志说明

日志类型	说明
拔插日志	5V 检测中断 → hotplug work → 信号锁定/失锁
切换分辨率日志	res_change work → 重新配置 → 等待信号锁定
信号未锁定异常日志	超时未锁定，打印状态寄存器
驱动开关流日志	stream on/off 流程，buffer 初始化/释放
HDMI IN 数据流打印	DMA 中断频率、帧率信息
信号锁定后失锁	运行中异常失锁，可能是信号质量问题
TMDSCLK 统计错误	TMDS 时钟统计偏差
热拔插或切分辨率重启	相关补丁说明

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十、重启问题相关补丁说明

热拔插或切分辨率时可能触发重启问题，需对应补丁修复。详见 V1.1.7 版本新增的补丁说明章节。

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参考资料

• 原始文档：Rockchip_Developer_Guide_HDMI_RX_CN.pdf V1.1.7
• 《Rockchip_Developer_Guide_HDMI_IN_Based_On_CameraHal3_CN.pdf》
• 《Android12+ 版本 HDMIIN 桥接芯片开发指南》
• 瑞芯微官网：www.rock-chips.com