Conexão HDMI, Notas de estudo de Engenharia de Manutenção

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Por Dentro da Conexão HDMI (High Definition

Multimedia Interface)

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Introdução

O HDMI (High-Definition Multimedia Interface) é atualmente o melhor tipo de conector de áudio e vídeo digital disponível que promete substituir todos os conectores atualmente usados em aparelhos de DVD e similares, decodificadores de TV a cabo/satélite, TVs, videoprojetores e monitores de vídeo. A idéia é em vez de usarmos vários cabos e conectores para conectar os sinais de áudio e vídeo de um aparelho de HD-DVD a uma TV, por exemplo, exista apenas um único cabo e conector fazendo todas as ligações necessárias. Este novo padrão de conexão está desenvolvido em conjunto pelas empresas Hitachi, Matsushita (Panasonic/National/Technics), Phillips, Silicon Image, Sony, Thomson (RCA) e Toshiba.A maior vantagem desse novo padrão é que a conexão tanto de áudio e quanto de vídeo são feitas digitalmente, apresentando a melhor qualidade possível de áudio e vídeo. O DVI (DVI-D, na verdade) também oferece conexão digital entre seus equipamentos e telas, mas ele não transforma suporta sinais de áudio, o que significa que você precisa de um cabo extra para a conexão de áudio; e todos os outros padrões populares – vídeo componentes e S-Video, por exemplo – são conexões analógicas.

Há três diferenças básicas entre o HDMI e o DVI-D. Primeiro, o HDMI suporta resoluções maiores do que o DVI, inclusive resoluções ainda não lançadas comercialmente (em teoria suporta o dobro da resolução mais alta usada atualmente por aparelhos de TV de alta definição); segundo, o DVI só faz conexão de vídeo, a conexão de áudio precisa ser feita através de um cabo separado, enquanto o HDMI faz a conexão tanto do vídeo quanto do áudio; terceiro, o conector HDMI é bem menor que o conector DVI.

É interessante notar que o HDMI é totalmente compatível com o DVI-D, sendo possível conectar um aparelho com um conector HDMI a outro contendo um conector DVI-D, através de um cabo com um conector HDMI em uma ponta e um DVI na outra.

Outra diferença importante é que o padrão DVI foi desenvolvido para ser usado por PCs, enquanto que o HDMI foi desenvolvido para ser usado por equipamentos eletrônicos tais como aparelhos de DVD, Blu-Ray e HD-DVD, videoprojetores e aparelhos HDTV.

Como Funciona

Na Figura 1 você vê o diagrama em blocos da arquitetura HDMI. Uma fonte (“source”) é qualquer dispositivo com uma saída HDMI, enquanto que um dreno (“sink”) é qualquer dispositivo com uma entrada HDMI.

MHz. Como o padrão HDMI pode transferir até 165 milhões de pixels por segundo, esta conexão dá e sobra para esta resolução.

Se formos calcular para a resolução mais alta disponível hoje, 1080p (1920x1080) a 60 MHz, veremos que esta precisa de uma taxa de 124,4 MHz, ou seja, o HDMI dá e sobra.

Desta forma, o HDMI suporta as resoluções mais altas disponíveis hoje para aparelhos eletrônicos de consumo, além de permitir o modo dual-link, onde sua taxa dobra para 330 MHz, suportando altas resoluções ainda não usadas comercialmente.

Os pixels de vídeo podem ser codificados nos formatos RGB, YCbCr 4:4:4 ou YCbCr 4:2:2 a 24 bits por pixel.

YCbCr é a versão digital do vídeo componente (a versão analógica do vídeo componente, que é a mais usada, é chamada YPbPr). Estes dois padrões são também conhecidos como YUV. “Y” é a informação de luminância (a imagem em preto-e-branco), Cb é a diferença entre o azul e a luminância (B-Y) e o Cr é a diferença entre o vermelho e a luminância (R-Y). Os três números representam as taxas de amostragem usadas para codificar os sinais Y, Cb e Cr, respectivamente. O valor “4” indica a taxa de 13,5 MHz, que é a taxa de amostragem usada pelos padrões NTSC, PAL e Secam. O padrão 4:4:4 indica, portanto, que os sinais estão sendo todos transmitidos na mesma taxa. Já o padrão 4:2:2 indica que o sinal Y está sendo transmitido a 13,5 MHz, mas os sinais Cb e Cr estão sendo transmitidos a 6,75 MHz. Obviamente neste modo a qualidade de imagem é inferior, embora seja bastante usado.

O áudio pode ser de dois a oito canais, usando taxas de amostragem até 192 KHz.

O canal DDC (Canal de Informações sobre o Vídeo, Display Data Channel) é usado para que o dispositivo de transmissão saiba qual é a configuração e/ou capacidades do dispositivo receptor. Isto é feito lendo-se o dado E-EDID (Dados Avançados Estendidos de Identificação do Vídeo, Enhanced Extended Display Identification Data) do dispositivo receptor.

O canal CEC (Consumer Electronics Control) é opcional e permite o controle dos vários aparelhos audiovisuais que o usuário possua.

Conectores

O HDMI pode usar dois tipos de conector: tipo A, contendo 19 pinos, e tipo B, contendo 29 pinos. Este segundo é maior e permite o uso da configuração “dual link”, que dobra a taxa de transferência máxima possível. Ou seja, com o conector tipo A é possível o uso de um clock de pixel de até 165 MHz (usando a arquitetura mostrada na Figura 1) e, com o conector tipo B, é possível obter uma taxa de pixel de até 330 MHz (usando o circuito da Figura 1 duplicado).

Figura 2: Conectores HDMI

Figura 3: Placa de vídeo com conector HDMI tipo A

17 Terra DDC/CEC 18 + 5V 19 Hot Plug Detect

Conector HDMI Tipo B

Pino Sinal 1 TMDS Data2+ 2 TMDS Data2 Shield 3 TMDS Data2- 4 TMDS Data1+ 5 TMDS Data1 Shield 6 TMDS Data1- 7 TMDS Data0+ 8 TMDS Data0 Shield 9 TMDS Data0- 10 TMDS Clock+ 11 TMDS Clock Shield 12 TMDS Clock- 13 TMDS Data5+ 14 TMDS Data5 Shield 15 TMDS Data5- 16 TMDS Data4+ 17 TMDS Data4 Shield 18 TMDS Data4- 19 TMDS Data3+ 20 TMDS Data3 Shield 21 TMDS Data3- 22 CEC 23 Reservado (N.C. no dispositivo) 24 Reservado (N.C. no dispositivo) 25 SCL 26 SDA 27 Terra DDC/CEC 28 +5V 29 Hot Plug Detect

Conector HDMI Tipo A x DVI-D

Pino HDMI Sinal Fio Pino DVI-D 1 TMDS Data2+ A 2 2 TMDS Data2 Shield B 3 3 TMDS Data2- A 1 4 TMDS Data1+ A 10 5 TMDS Data1 Shield B 11 6 TMDS Data1- A 9 7 TMDS Data0+ A 18 8 TMDS Data0 Shield B 19 9 TMDS Data0- A 17 10 TMDS Clock+ A 23 11 TMDS Clock Shield B 22 12 TMDS Clock- A 24 13 CEC N.C. N.C.

14 Reservado N.C. N.C.

Conector HDMI Tipo B x DVI-D

22 CEC N.C. N.C.

23 Reservado N.C. N.C.

• 15 SCL C
• 16 DDC C
• 17 Terra DDC/CEC D
• 18 +5V 5V
• 19 Hot Plug Detect C
• 20 Não Conectado
• 21 Não Conectado
• 22 Não Conectado
• 23 Não Conectado
• 24 Não Conectado
• 25 Não Conectado
• 26 Não Conectado
  • 1 TMDS Data2+ A Pino HDMI Sinal Fio Pino DVI-D
  • 2 TMDS Data2 Shield B
  • 3 TMDS Data2- A
  • 4 TMDS Data1+ A
  • 5 TMDS Data1 Shield B
  • 6 TMDS Data1- A
  • 7 TMDS Data0+ A
  • 8 TMDS Data0 Shield B
  • 9 TMDS Data0- A
• 10 TMDS Clock+ A
• 11 TMDS Clock Shield B
• 12 TMDS Clock- A
• 13 TMDS Data5+ A
• 14 TMDS Data5 Shield B
• 15 TMDS Data5- A
• 16 TMDS Data4+ A
• 17 TMDS Data4 Shield B
• 18 TMDS Data4- A
• 19 TMDS Data3+ A
• 20 TMDS Data3 Shield B
• 21 TMDS Data3- A
• 25 SCL C 24 Reservado N.C. N.C.
• 26 DDC C
• 27 Terra DDC/CEC D
• 28 +5V 5V
• 29 Hot Plug Detect C - Não Conectado N.C.