导言
HDMI 2.1是HDMI最新推出的HDMI规范。该规范的视频传输速度进步300%，紧缩功用增强300%，视频带宽比HDMI 2.0的18 Gbps高9倍。HDMI 2.1规范增加了一系列新特性，包含动态HDR(Dynamic HDR)、可变刷新率(Variable Refresh Rate, VRR)和快速媒体切换(Quick Media Switching)。您需求购买新的视频输入设备和电视机才干体会上述全新功用。搭载这些全新功用的设备将在未来几年内连续推出。单台设备无法供给上述一切功用。
由于搭载HDMI 2.1新功用的产品将在未来几年内逐渐推出，到时音视频接纳器(AV Receiver, AVR)等音频设备将无法兼容最新的产品。举个比如，假如游戏用户新购带有VRR功用的电视机和游戏机，则用于游戏机和电视机之间的AVR也需求晋级，而晋级AVR是十分贵重的，哪怕是AVR最首要的音频功用并没有产生改动。假如AVR未布置在游戏机和电视机之间的HDMI链路中，则无法播映高档音频格局，例如Dolby®Atmos和DTS®：X。
为了可以让现有的AVR兼容新设备，HDMI 2.1规范带来了全新的增强音频回传通道(Enhanced Audio Return Channel, eARC)功用。eARC技能的引进可保证AVR与电视机的前向兼容性，完成更高的质量和更佳的易用性。
与现有的家庭影院音频互连办法比较，HDMI 2.1 eARC供给了多方面的进步：
1.eARC是仅有可以供给前向兼容性的解决计划，可保证AVR兼容新的电视机
2.供给无与伦比的完好音频质量，供给的宽带是光纤的近30倍
3.完成更好的跨品牌互操作性
4.杰出的易用性
5.简化互连
前向兼容性的应战
在曩昔8年里，电视技能现已从1080p开展到了4K。伴跟着4K技能的开展，新一代HDCP版权维护技能也应运而生用于维护4K视频内容。可是新功用的推行不是一蹴即至的，需求多年时刻的逐渐推进，就像当年4K AVR的开展进程相同：
1.支撑HDCP 1.4版权维护技能的4K30视频运用
2.支撑HDCP 2.2版权维护技能的4K30视频运用
3.支撑HDCP 2.2版权维护技能的4K60视频运用
4.支撑HDCP 2.2版权维护技能和高动态规模的4K60视频运用
在新功用逐渐推向市场的进程中，大多数4K AVR将会变得无法兼容最新的4K视频产品，例如4K蓝光播映器。虽然上文中列出的4款AVR运用都是以“4K AVR”的名义出售，但只要最新一代AVR产品才干与当今的4K蓝光光盘和其他4K电影内容彻底兼容。
坚持前向兼容性是贯穿一直的应战。关于购买AVR体系的客户而言这一点影响甚大，由于在大多数家庭影院体系中AVR通常是运用时刻最长的。
HDMI 2.1 eARC旨在保证用户的AVR和回音壁设备免于跟着HDMI 2.1规范逐渐推行而过期。eARC技能也可明显进步家庭影院体系的全体质量、互操作性、可用性和互连。
供给前向兼容性
eARC经过从视频传输途径中除掉音频设备的参加来保证前向兼容性。运用传统AVR体系时，音频和视频都从输入源设备经过AVR传输到电视机。
图1：不运用eARC的传统AVR互连办法
而运用eARC时，设备直接衔接到电视机，然后电视机将仅包含音频的eARC信号发送到AVR。这种互连办法可以避免视频格局带来的问题，可达大幅延伸带有eARC功用的AVR的运用寿命。eARC可以为家庭影院体系完成质量一直如一的杰出音频体会。
要将带有eARC功用的AVR或回音壁衔接到电视机，请将支撑带有以太网功用的HDMI线缆从音频设备衔接到电视的HDMI-eARC输入。然后，将其他HDMI设备衔接到电视机。衔接办法如下图所示：
图2：运用eARC的全新AVR互连办法
以这种办法完成家庭影院体系中设备的互连愈加便利。eARC体系的用户只需运用电视遥控器即可处理一切输入切换，无需别离运用AVR遥控器切换AVR输入和运用电视机遥控器来切换电视机输入。上述功用不只支撑HDMI输入，还包含电视机内置运用以及任何其他输入，如模仿视频和电视机调谐器。 假如电视机和AVR支撑CEC功用，用户运用电视机遥控器还可操控音频设备的开/关、音量增大/减小和静音功用。在运用eARC时，CEC并不是必需的。
以传统办法运用AVR也不会有问题，即输入设备衔接到AVR。假如用户之后购买了超越AVR视频功用支撑的高档设备，将其直接衔接到电视机即可，eARC功用会将音频发送到AVR。
通常情况下，顾客购买的电视机和AVR往往来自不同的制造商。eARC可保证不同品牌的电视机和AVR在互连时的兼容性和互操作性。增强的兼容性是eRAC技能带来的第一项优势，视频不再经过AVR进行传输，eARC功用的发现机制是全新的并专用于音频设备和格局的发现，如下文所述。
HDMI eARC是顾客往后购买HDMI AVR或回音壁时必需要的功用，由于它是未来HDMI 2.1设备间相互兼容的仅有保证。除了保证设备间兼容性的优势之外，eARC还在易用性、音频功用和音频接口兼容性等方面带来实质性的改善，这仍是将惠及未来几十年的规划。
技能细节
eARC作业原理
eARC功用运用支撑以太网的HDMI线缆将高比特率音频信号从电视机传输到音频设备。该线缆是根据HDMI 1.4规范规划的。支撑以太网的HDMI线缆的衔接器和引脚与一般HDMI线缆是相同的。支撑以太网的HDMI线缆的引脚14、15和19的结构为双绞屏蔽线对，规划用于HDMI以太网通道。在不支撑以太网的HDMI线缆中，这些仅仅简略的直通引脚，不支撑eARC信号传输。
电视机发送的eARC信号与SPDIF音频信号的格局类似，可是传输速率高达每秒98兆比特。除掉协议开支，原始音频的最大传输速度大约为每秒37兆比特，支撑8通道192 kHz 24位未紧缩PCM音频。(8×192,000×24≈36,864,000比特每秒)
每秒1兆比特的双向数据信号被调制在eARC音频信号上。该双向信号用于eARC电视机发现eARC音频设备。该数据信号还有其他用途：它使得电视机可以读取音频设备支撑的音频格局列表，答应电视机发送口形同步校对数据，并让音频设备定时向电视发送“心跳”信号，告诉电视机应当将内置扬声器坚持静音状况。在eARC设备中运用这些数据信号的规定是强制性的。这些信号在光纤(TOSLINK)或SPDIF音频链路中均不可用，而且在较早的HDMI-ARC音频链路中是可选的。
eARC与其他音频互连办法的比较
将音频从电视机传输到音频设备的办法还有其他几种，如光纤(TOSLINK)和HDMI-ARC。可是上述办法均具有局限性，而eARC则克服了这些约束。下方对照表展现了三种办法的差异。
eARC的一个首要优势是支撑HDMI规范下的一切家庭影院格局。上一代HDMI 1.4 ARC功用仅支撑经过单引脚以1 Mbit/s的速率传输音频输，现已不合适当今的高端音频规范。特别是在播映蓝光格局音频时，音频往往要运用超越TOSLINK和ARC支撑规模的更高带宽，而eARC可供给所需的悉数带宽。
与ARC比较，内建的eARC数据通道可以极大地进步可靠性和兼容性，一同本质上仍是传统的“流式(flow-through)”AVR互连办法。虽然较早的HDMI-ARC规范也能供给与eARC相同的发现机制，供给类似的音讯发送，可是音讯功用是可选的，而且发现/音讯发送计划根据HDMI-CEC。HDMI的CEC引脚支撑设备间相互发送遥控指令。但现在的问题是，不同的制造商对CEC功用进行了不同的定制，在实际运用的时分或许产生不知道的问题。在日常运用中，用户将多个不同品牌的设备衔接到一同后，难以保证CEC正常作业。一瞬间CEC功用打不开，一瞬间翻开之后又会引发一些意料之外的问题。因而，eARC在规划之初就不再依赖于CEC。假如其他设备不支撑eARC，eARC设备可以规划为主动回退到ARC形式。eARC仅用于保证电视机和AVR(或回音壁)之间的兼容性。其他HDMI设备无需eARC支撑。
一个常见的问题：假如eARC的规划克服了CEC的一些问题，那么为什么eARC还要运用CEC来完成主动化的用户遥控指令呢?这是由于eARC数据通道仅支撑“隐形的(invisible)”操作，例如eARC链路的发现和设置、确认格局和口形同步。eARC数据通道不能发送音量增大/减小和静音等用户指令是有意规划的。这么规划的原因是现在现已有许多不同的办法来发送用户指令，如一切HDMI规范版别都内建的CEC功用、经过编程的通用遥控器或智能手机运用。所以，eARC没有将长途操控功用添加到eARC数据通道是有意为之，以避免潜在的可用性问题。此外，CEC引脚也具有共同优势，十分合适用于经过HDMI发送“开机(Power On)”音讯，因而在支撑CEC的体系中依然可以运用该功用。而eARC音频计划的一大优势是可以在没有CEC的情况下完美运转，用户可以挑选是否运用CEC进行设备操控。
eARC不只可以绕过CEC，还可以绕过HDMI链路的其余部分。在从HDMI 2.0到HDMI 2.1的开展过程中，其他HDMI引脚上的大部分信号都产生了改变。而eARC没有这些忧虑，可以保证最大的兼容性，特别是用户在购买新电视机时无需考虑太多。可是，要在(HDMI 1.4)ARC形式下运用兼容eARC的设备，例如一同运用HDMI-eARC AVR与HDMI-ARC电视机时有必要启用CEC，由于CEC是ARC发现机制的一部分。
eARC可以下降音频设备的本钱，由于AVR或回音壁无需支撑4至8个超高速48G HDMI 2.1输入/输出端口。
eARC带宽
eARC支撑的最高音频负载为36.8 Mb/s。正好支撑8通道24位192 kHz未紧缩音频。这是蓝光格局音频运用的最大音频带宽。它还支撑4通道I2S接口的音频带宽，这是一种芯片到芯片的电子接口，常用于高端音频设备传输音频。最终，eARC还支撑与现有的HDMI以太网线缆，后者的规划速率最高为100 Mb/s(以太网)。eARC功用除掉协议开支，实际运用的带宽最高为98 Mb/s，完美适配现有的HDMI以太网线缆。
支撑的音频格局
以下是eARC支撑的音频格局列表：
未紧缩格局：
·2至8通道，一切HDMI规范采样率，高达192 kHz频率和24位比特率
·高达32通道，选用下降的采样率，如16通道96 kHz和32通道48 kHz
Dolby格局：
·Dolby Digital (AC-3)
·AC-4
·Dolby Digital Plus (E-AC-3, 192 kHz x 2 ch x 16 位带宽)
·Dolby TrueHD
·Dolby Atmos
DTS格局：
·DTS
·DTS-HD Master Audio
·DTS:X
Fraunhofer格局：
·MP3
·AAC-LC
·HE-AAC
·HE-AACv2
·AAC-LC和HE-AAC，带有MPEG盘绕支撑
·MPEG-H 3D音频
HDMI没有界说或约束哪些格局可以或不可以运用，所以还或许支撑的格局这儿无法一一列举。可是，有两个音频格局或许会给运用eARC功用形成困难：DVD—Audio和超级音频CD(Super Audio CD)。这些音频专用的光盘根本现已过期了，要注意DVD-Audio与DVD电影的音频轨迹不相同。大多数情况下，您可以经过将这些高端音频播映器直接衔接功放来解决问题。
适用于eARC功用的莱迪思解决计划
SiI9437和SiI9438
莱迪思SiI9437 eARC接纳器和SiI9438 eARC发送器是32引脚QFN IC，经过HDMI传输和接纳eARC数据。这两款IC旨在协助电视机、电脑显示器、AVR和回音壁制造商可以轻松地将eARC运用到现有的规划中，乃至将HDMI功用集成到片上体系中。
这两款IC不发送或接纳HDMI信号;它们只用于衔接eARC引脚14和19。这样的话这两款%&&&&&%就能集成到运用任何版别HDMI规范的现有HDMI发送器和接纳器解决计划中，如下所示：
图3：适用于eARC功用的莱迪思SiI9437和SiI9438解决计划
这两款IC可在SPDIF/I2S音频接口和差分eARC信号之间进行桥接，速率最高可达98 Mb/s。SiLR9437/SiI9438器材支撑%&&&&&%上用于操控功用的I2C接口以及eARC数据通道桥接。
SiI9437和SiI9438 eARC接纳器和发送器现在已量产而且相应的开发套件CP9437和CP9438现已上市。
总结
eARC可用于保证未来设备的前向兼容性，在易用性、音频功用以及与任何其他音频接口的兼容性方面供给实质性的进步，为家庭影院声响体会带来了严重晋级，而且将成为用户购买HDMI AVR或回音壁时的重要考量。在未来一两年的时刻里，eARC很有或许进入大多数(也许是一切的)HDMI音频设备。
