Na tomto i jiných fórech se objevují zavádějící informace o HDMI. Pokusím se situaci vysvětlit a zároveň poukázat na ty nejčastějsí omyly. Začnu DVI, protože to s HDMI úzce souvisí.
DVI 1.0
Existují 2 druhy spojení:
- single link (3 TMDS datové spoje + CLK a pomocné signály)
- dual link (6 TMDS datových spojů + CLK a pomocné signály)
Konektor se mezi single a dual link neliší. Vždy má dostatek pinů pro dual link propojení ovšem ne vždy musí být ve zdroji (např. grafická karta) nebo displeji (LCD Monitoru použity). Navíc jsou na DVI konektoru i analogové signály pro zpětnou kompatibilitu. Existuje i varianta DVI konektoru bez analogových pinů.
Formát přenosu signálu vypadá tak, že za jednu dobu „trvání“ pixelu (1/pixel clock) se přenese každým TMDS spojem 10 bitů. Single link TMDS spoj tedy přenáší 3*10 bitů. Do nich se jednoduše kódují RGB data o šířce 24 bitů (3x8bit). Zbývajících 6 bitů je vyhrazeno pro řídicí informace.
Maximální pixel clock přípustný pro DVI je 165MHz (dáno specifikací). Z toho plyne, že maximální bitová rychlost je:
- 1 TMDS spoj – 165 *10 = 1650Mbs
- single link (tj. 3 TMDS) – 165 * 3 * 10 = 4950Mbs
- dual link (tj. 6 TMDS) – 165 * 6 * 10 = 9900Mbs
Režim 1080p na 60Hz vyžaduje přenést bit rate cca 4.5Gbs a vejde se do limitu single link. Naopak například režim 1080p na 75Hz nebo 85Hz se už do single link limitu nevejde a potřebuje dual link.
HDMI (obecně nebo do verze 1.2)
Slouží k podobnému účelu jako DVI, navíc dokáže přenášet digitálně zvuk (Audio), CEC komunikaci a v případě potřeby i nějaké další informace (Aux). Nezajišťuje zpětnou kompatibilitu s analogovými displeji jako DVI. Opět existují 2 verze:
- single link (3 TMDS + CLK, CEC a pomocné signály) – konektor typu A
- dual link (6 TMDS+ CLK, CEC a pomocné signály) – konektor typu B
Limity pro pixel clock platí stejně jako v případě DVI (viz výše). Audio a Aux informace se mapují do signálů Video dat v časových intervalech, kdy není přenášen obraz – neaktivní část obrazu. Audio data se pak ve vyrovnávací paměti přijímače složí do rovnoměrného toku.
Na konektoru A jsou piny pouze pro 3 TMDS spoje. Konektor B je fyzicky delší (6 TMDS) a nekompatibilní s A. Běžně se používá konektor typu A, protože režimy vyžadující dual link se (zatím) běžně nepoužívají.
Pro HDMI kabely existuje celý soubor kvalitativních požadavků. Ovšem pro zákazníka je důležité, že KAŽDÝ HDMI kabel musí přenést signály pro video režimy s pixel clock alespoň 75MHz bez ohledu na jeho délku.
Libovolný kabel stačí pro 720p nebo 1080i (pixel clock je v obou případech 74,25MHz). Pro větší pixel clock (třeba 1080p s 148,5MHz) je třeba použít kabel pro vyšší kmitočet. Značení kabelů dle maximálního pixel clocku se, bohužel, na trhu moc neujalo. Tento problém se snaží mj. řešit HDMI v1.3 (později…).
HDMI garantuje zpětnou kompatibilitu s DVI. Kabel má vypadat takto:
- single link – na jedné straně částečně osazený DVI konektor (s 3 TMDS spoji), na straně druhé je konektor HDMI typu A
- dual link – na jedné straně DVI konektor (s 6 TMDS spoji), na straně druhé je konektor HDMI typu B
Do zařízení s konektorem A jde tedy použít jen single link spoj. Jinými slovy 1080p@60 lze a 1080p@75 nelze.
Ještě se zastavme u signálů na HDMI (totéž platí i pro DVI). V režimu 1080p@60 je na signálu CLK frekvence 148,5MHz. Během jedné periody CLK signálu (1/148,5…cca 6,73ns) se na každém TMDS spoji přenese 10 bitů složek R, G a B (u HDMI to může být i YCbCr). Pokud by se sešla sekvence (modelový příklad), která bude dávat posloupnost 0 1 0 1… Naměříme na TMDS spojích signál tikající 1,485GHz s periodou 0,673ns.
HDMI 1.3
Přináší některé inovace. K těm nejdůležitějším patří konektor typu C (zmenšený A pro kamery apod.). Další je kategorizace kabelů. A další důležitou možností, o které se zmíním, je použití větší než 8bitové barevné hloubky (konkrétně 10, 12 a 16 bitů pro každou RGB nebo YCbCr složku) tzv. Deep Color.
Důležité je, že větší barevná hloubka vnáší trošku chaos do časování. U HDMI <1.3 a DVI platí, že TMDS spojem se přenese 10 bitů během jedné periody pixel clocku. To stačí pouze pro 8bit na barvu. Pro režimy Deep Color se mění mapování tak, že během jedné periody pixel clocku se přenese jen část barevné informace příslušného pixelu. K přenesení potřebného datového toku se zvýší rychlost rychlost TMDS spojů včetně referenčního CLK signálu. Přestává tedy platit, že pixel clock a TMDS jsou stejné, ale…
8bit na barvu...TMDS CLK = 1x pixel clock
10bit na barvu...TMDS CLK = 1.25x pixel clock
12bit na barvu...TMDS CLK = 1.5x pixel clock
16bit na barvu...TMDS CLK = 2x pixel clock
Pozor s Deep Color (v porovnání s 8bit na barvu) se mění jen rychlost TMDS spoje a signál CLK. Pixel clock zůstává ekvivalentní bez ohledu na hloubku barev (je to logické).
Co je důležité? Na první pohled by se mohlo zdát, že režimy 1080p@60 s Deep Color překročí limit kapacity pro single link a budou vyžadovat dual link a konektory typu B. Chyba lávky! Pixel clock takového režimu je stále 148,5MHz (a stále menší než 165MHz). Rozdíl spočívá v taktu TMDS signálů, který je zvýšen (v případě 16 bitového mapování až na 2 násobek…CLK=297MHz). Takže stále používáme single link propojení a konektory typu A.
Další změnou jsou v požadavcích na kabely. Specifikace verze 1.3 zavádí kategorie:
- Category 1 – pro TMDS_CLK frekvenci do 75MHz (TMDS_DATA do 750MHz)
- Category 2 – pro TMDS CLK frekvenci od 75MHz do 340MHz (0,75GHz až 3.4GHz)
Category 1 stanovuje dostatečná kritéria, aby se přenesli signály 720p a 1080i s 8 bitovou hloubkou. Pro cokoliv lepšího by se měl použít kabel Category 2.
Ke kabelům je nutné dodat, že to, jestli bude dané spojení fungovat nezáleží jen na kabelu, ale i na zdrojovém a cílovém zařízení. Jinými slovy zdrojové zařízení vždy ve větší či menší míře posílá zmršený signál (jitter, skew) a cílové má obecně různou citlivost na chybný signál. Výsledek je souhra všech vlivů. HDMI stanovuje limity pro zdroje, cílová zařízení a kabely (+ přepínače, A/V receiver apod.) tak, aby k těmto problémům nedocházelo.
Často slýchané bludy
Blud 1: Pro režim 1080p@60 (8bit) je nutné zařízení (TV, kabel apod…) verze 1.3
Naprostý nesmysl. 1080p mohou (ale nemusí) podporovat zařízení zcela nezávisle na verzi HDMI. Důležité je, aby zařízení (např. DVD přehrávač a TV) v obou případech režim uměli. Kabel je možné použít jakýkoliv s poznámkou, že u „neoznačeného“ nebo Category 1 není záruka, že to bude fungovat. S Category 2 by zákazník měl garanci mít. (1080p@60-8bit má TMDS CLK = 148.5MHz)
Blud 2: Dual link DVI-HDMI kabel
Tento kabel (z logiky věci i ze specifikace) musí mít konektor typu B. Ten si dneska člověk do televize nestrčí. K připojení PC (s DVI výstupem) je potřeba single link kabel s konektorem A (nastavované režimy v PC musí respektovat maximální pixel clock, které umí DVI protlačit přes single link).
Blud 3: TV s HDMI 1.3 musí umět režim 1080p.
Naprostý nesmysl. Podpora 1080p a dalších vylepšení je čistě volitelná (bez ohledu na 1.1, 1.2 nebo 1.3).
Blud 4: Kabel s nálepkou HDMI 1.3
Neříká nic o kvalitě kabelu (přesněji garance do 75MHz TMDS CLK). Důležitá je kategorie kabelu nebo výčet testovaných video režimů.
Zdroje: www.hdmi.org, www.ddwg.org
Uvítám případné dotazy nebo doplnění.
Odpovídat lze po přihlášení
.
Původně odesláno od ezechiel1917
