ZASADA DZIAŁANIA HDMI

Czyli wszystko co chciałbyś wiedzieć o HDMI, ale nie wiedziałeś gdzie i kogo zapytać…
Przedstawiamy obszerne opracowanie informacji dotyczących zasad działania standardu HDM

TERMINOLOGIA HDMI

CEC – skrót od Consumer Electronics Control, w którym jeden z kanałów w złączu HDMI jest dedykowany do zaawansowanych funkcji kontrolnych, zwanych potocznie CEC. Zaadoptowanie funkcjonalności CEC przez producenta pozwala na wzajemną kontrolę pomiędzy podłączonymi urządzeniami. Przykładowo – uruchomienie odtwarzacza Blu-ray może jednocześnie uruchomić telewizor. Producenci urządzeń często opisują funkcje CEC pod swoimi własnymi nazwami systemów, przedstawiając je jako charakterystyczne dla danego producenta np. BRAVIA Control.

DDC – skrót od Display Data Channel, w którym jeden z kanałów złącza HDMI pozwala na oszacowanie możliwości urządzenia, do którego jest podłączone aby odpowiednio dostosować parametry sygnału. Przykładowo – odtwarzacz Blu-ray przy użyciu DDC może odczytać z chipsetu producenta telewizora jaka jest maksymalna rozdzielczość i format obrazu obsługiwany przez dany model. Następnie wybrać optymalny sygnał na wyjściu, który dopasowany jest do możliwości podłączonego telewizora. Kanał DDC jest dwukierunkowy i obsługuje EDID oraz HDCP.

EDID – skrót od Extended Display Information Data. Są to dane zapisane w pamięci EEPROM każdego urządzenia wyposażonego w gniazdo DVI lub HDMI. Urządzenie źródłowe sprawdza pamięć EDID i odczytuje informacje w których znajdziemy dane o rozdzielczościach, formatach dźwięku i obrazu, częstotliwościach lub obsługą formatów HDR itd. które obsługuje urządzenie końcowe (wyświetlacz – telewizor, projektor, monitor). Wszystkie urządzenia końcowe w komunikacji HDMI muszą mieć zaimplementowany EDID. Przesyłanie informacji zapisanych w EDID odbywa się poprzez kanał DDC z równoczesnym uruchomieniem procesu „dogadywania” (handshake). Zadaniem EDID jest przekazanie informacji urządzeniom źródłowym jakie możliwości posiada wyświetlacz. EDID jest zawsze komunikacją jednostronną od wyświetlacza do urządzenia źródłowego. Urządzenie źródłowe odczytuje EDID i odpowiednio reaguje.

Źródło – urządzenie, które wysyła sygnał HDMI, taki jak np. odtwarzacz, tuner TV czy APPLE TV.

Odbiornik – urządzenie, które odbiera sygnał HDMI takie jak np. telewizor czy projektor

Regenerator/wzmacniacz sygnału HDMI inaczej Repeater HDMI – urządzenie, które zarówno odbiera jak i wysyła sygnał HDMI. Może nim być amplituner, splitter (rozdzielacz) albo wzmacniacz sygnału HDMI.

4K – format D-Cinema określający rozdzielczość 4096 pikseli w poziomie i 2160 pikseli w pionie. Potocznie używa się do określenia formatów konsumenckich 4K o rozdzielczości 3840 x 2160 po raz pierwszy opisanych w specyfikacji HDMI 1.4. W późniejszym czasie w specyfikacji HDMI 2.0 nazwaną 2160p i ustandaryzowaną jako UltraHD przez CTA (skrót od Consumer Technology Association).

Kanał zwrotny ARC – skrót od Audio Return Channel to kanał pozwalający przesłać telewizorowi dźwięk do amplitunera, przy wyeliminowaniu potrzeby zastosowania oddzielnego gniazda SPDIF. Wspiera te same formaty dźwięku co SPDIF, ponieważ bazuje na tym samym standardzie IEC 60958-1. ARC nie obsługuje formatów wysokiej rozdzielczości audio oraz wielokanałowych PCM. Występuje jednak w 2 wersjach: Single Mode oraz Common Mode. Sposób wykorzystania to np. przesłanie dźwięku z aplikacji zainstalowanych na TV (np. Netflix) do amplitunera.

Single Mode ARC używa pojedynczego przewodu w złączu HDMI z przepustowością ograniczoną do 3Mbps, co pozwala na przesłanie 2.0 LPCM oraz skompresowanych formatach przestrzennych DTS 5.1 oraz Dolby Digital. Krytyczna dla działania kanału ARC jest długość przewodu HDMI zwykle wynosząca 7-8m dla przewodów pasywnych.

Common Mode ARC jest lepszym formatem jednak znacznie rzadziej stosowanym. Nadal bazuje na tej samej specyfikacji SPDIF jednak teoretycznie może osiągać przepustowość 12Mbps. To wystarczająco do obsługi 24-bit 192kHz stereo audio, lub formatu Dolby E-AC-3, znanego jako Dolby Digital Plus. Co więcej może również przesłać matadane MAT (skrót od – Metadata-enhanced Audio Transmission) dla systemów obiektowych audio takich jak Dolby Atmos.

Kanał zwrotny eARC – wprowadzony w specyfikacji HDMI 2.1 kanał pozwalający na przesłanie dowolnego gęstego formatu audio z TV do amplitunera. Oferuje możliwość przesłania do 32 kanałów 24-bitowego audio o częstotliwości 192kHz.

HDCP – skrót od High-bandwidth Digital Content Protection, czyli system szyfrowania opracowany przez Intela celem zabezpieczenia praw autorskich dla materiałów audio-video podczas transmisji sygnału pomiędzy uprawnionymi urządzeniami (źródło – odbiornik).  Jego działanie opiera się na, weryfikacji, czy odbiornik jest uprawniony do odbioru treści chronionej. Uruchamiane jest kodowanie po stronie transmitera i dekodowanie po stronie odbiornika w celu zabezpieczenia przed nieautoryzowanym przechwyceniem treści chronionej. Mechanizm ten pozwala także na zidentyfikowanie urządzeń nieautoryzowanych do odbioru określonych danych. HDCP jest wymogiem standardu HDMI i każde urządzenie posiadające złącze musi być wyposażone w wyżej wymienione mechanizmy. Z technicznego punktu widzenia przekłada się to konieczność autoryzacji i wymiany klucza szyfrującego oraz dodania mechanizmu kodowania treści.

Hot Plug Detect (HPD) – funkcja złącza HDMI pozwalająca na wykrycie urządzeniowi źródłowemu, kiedy zostanie podłączone do odbiornika.