Por Dentro da Conexo HDMI (High Definition Multimedia Interface)

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Introduo

O HDMI (High-Definition Multimedia Interface) atualmente o melhor tipo de conector de udio e vdeo digital disponvel que promete substituir todos os conectores atualmente usados em aparelhos de DVD e similares, decodificadores de TV a cabo/satlite, TVs, videoprojetores e monitores de vdeo. A idia em vez de usarmos vrios cabos e conectores para conectar os sinais de udio e vdeo de um aparelho de HD-DVD a uma TV, por exemplo, exista apenas um nico cabo e conector fazendo todas as ligaes necessrias. Este novo padro de conexo est desenvolvido em conjunto pelas empresas Hitachi, Matsushita (Panasonic/National/Technics), Phillips, Silicon Image, Sony, Thomson (RCA) e Toshiba.A maior vantagem desse novo padro que a conexo tanto de udio e quanto de vdeo so feitas digitalmente, apresentando a melhor qualidade possvel de udio e vdeo. O DVI (DVI-D, na verdade) tambm oferece conexo digital entre seus equipamentos e telas, mas ele no transforma suporta sinais de udio, o que significa que voc precisa de um cabo extra para a conexo de udio; e todos os outros padres populares vdeo componentes e S-Video, por exemplo so conexes analgicas.

H trs diferenas bsicas entre o HDMI e o DVI-D. Primeiro, o HDMI suporta resolues maiores do que o DVI, inclusive resolues ainda no lanadas comercialmente (em teoria suporta o dobro da resoluo mais alta usada atualmente por aparelhos de TV de alta definio); segundo, o DVI s faz conexo de vdeo, a conexo de udio precisa ser feita atravs de um cabo separado, enquanto o HDMI faz a conexo tanto do vdeo quanto do udio; terceiro, o conector HDMI bem menor que o conector DVI.

interessante notar que o HDMI totalmente compatvel com o DVI-D, sendo possvel conectar um aparelho com um conector HDMI a outro contendo um conector DVI-D, atravs de um cabo com um conector HDMI em uma ponta e um DVI na outra.

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

Como Funciona

Na Figura 1 voc v o diagrama em blocos da arquitetura HDMI. Uma fonte (source) qualquer dispositivo com uma sada HDMI, enquanto que um dreno (sink) qualquer dispositivo com uma entrada HDMI.

Figura 1: Arquitetura HDMI.

A transmisso de dados usa o protocolo TMDS (Sinalizao Diferencial Minimizada pela Transio, Transition Minimized Differential Signaling), criado pela empresa Silicon Image (que, por sua vez, adota o nome comercial PanelLink para este protocolo), que o mesmo padro usado pela conexo DVI.

Este padro codifica um dado de oito bits em um sinal de 10 bits, e os transmite usando transmisso diferencial. Os dados de udio e vdeo so transmitidos usando os trs canais TMDS de dados existentes.

As informaes de vdeo so transmitidas como uma srie de pixels de 24 bits e so transmitidos 10 bits por perodo do clock de pixel (o perodo do clock de pixel, Tpixel, definido como o tempo necessrio para se transmitir um pixel; equivale a 10 vezes o perodo de transmisso de um bit, Tbit).

O clock de pixel pode variar de 25 MHz a 165 MHz. Formatos que usem taxas de transmisso abaixo de 25 MHz (por exemplo, o padro NTSC 480i [480 linhas, varredura no-entrelaada], usa um clock de pixel de 13,5 MHz) podem usar um esquema de repetio de pixels para conseguirem ser transmitidos.

Isso significa que com o HDMI possvel transmitir at 165 milhes de pixels por segundo (usando a configurao dual-link, na qual falaremos na prxima pgina, possvel atingir o dobro desta taxa). Esta taxa informa a resoluo mxima que pode ser transmitida.

Para que voc entenda melhor o que o clock de pixel e qual a sua importncia, considere a resoluo 720p, que amplamente utilizada por aparelhos HDTV. Esta resoluo na realidade de 1280x720. Multiplicando-se 1280x720 temos o nmero de pixels da tela. O nmero encontrado deve ser multiplicado pela quantidade de quadros por segundo (freqncia vertical ou taxa de atualizao) para sabermos a quantidade de pixels por segundo (ou seja, a taxa de transmisso) da resoluo. Supondo uma taxa de atualizao de 60 Hz (720p@60Hz), temos que precisamos de um link capaz de transmitir 55.296.000 pixels por segundo ou 55,3

MHz. Como o padro HDMI pode transferir at 165 milhes de pixels por segundo, esta conexo d e sobra para esta resoluo.

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

Desta forma, o HDMI suporta as resolues mais altas disponveis hoje para aparelhos eletrnicos de consumo, alm de permitir o modo dual-link, onde sua taxa dobra para 330 MHz, suportando altas resolues ainda no usadas comercialmente.

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

YCbCr a verso digital do vdeo componente (a verso analgica do vdeo componente, que a mais usada, chamada YPbPr). Estes dois padres so tambm conhecidos como YUV. Y a informao de luminncia (a imagem em preto-e-branco), Cb a diferena entre o azul e a luminncia (B-Y) e o Cr a diferena entre o vermelho e a luminncia (R-Y). Os trs nmeros 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 a taxa de amostragem usada pelos padres NTSC, PAL e Secam. O padro 4:4:4 indica, portanto, que os sinais esto sendo todos transmitidos na mesma taxa. J o padro 4:2:2 indica que o sinal Y est sendo transmitido a 13,5 MHz, mas os sinais Cb e Cr esto sendo transmitidos a 6,75 MHz. Obviamente neste modo a qualidade de imagem inferior, embora seja bastante usado.

O udio pode ser de dois a oito canais, usando taxas de amostragem at 192 KHz.

O canal DDC (Canal de Informaes sobre o Vdeo, Display Data Channel) usado para que o dispositivo de transmisso saiba qual a configurao e/ou capacidades do dispositivo receptor. Isto feito lendo-se o dado E-EDID (Dados Avanados Estendidos de Identificao do Vdeo, Enhanced Extended Display Identification Data) do dispositivo receptor.

O canal CEC (Consumer Electronics Control) opcional e permite o controle dos vrios aparelhos audiovisuais que o usurio possua.

Conectores

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

Figura 2: Conectores HDMI

Figura 3:Placa de vdeo com conector HDMI tipo A

O padro TMDS limita o cabo a um comprimento mximo de cinco metros.

Dispositivos transmissores com plugue do tipo A podem ser ligados a dispositivos receptores com plugue do tipo B usando um cabo com um plugue tipo A em uma ponta e um plugue tipo B na outra. No possvel ligar um dispositivo transmissor com plugue tipo B a um dispositivo receptor com plugue tipo A.

Como mencionamos anteriormente, o HDMI e o DVI so compatveis e existem cabos conversores entre os dois padres.

Nas tabelas abaixo apresentamos a pinagem dos conectores tipo A, tipo B e a pinagem do conversor HDMI x DVI. Mas antes vamos falar rapidamente sobre algo interessante, que o custo de se usar o padro HDMI.

Pinagem dos Conectores e Cabos

Conector HDMI Tipo A

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 CEC 14 Reservado (N.C. no dispositivo) 15 SCL 16 SDA

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. 15 SCL C 6 16 DDC C 7 17 Terra DDC/CEC D 15 18 +5V 5V 14 19 Hot Plug Detect C 16 20 No Conectado 4 21 No Conectado 5 22 No Conectado 12 23 No Conectado 13 24 No Conectado 20 25 No Conectado 21 26 No Conectado 8

Conector HDMI Tipo B 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 TMDS Data5+ A 21 14 TMDS Data5 Shield B 19 15 TMDS Data5- A 20 16 TMDS Data4+ A 5 17 TMDS Data4 Shield B 3 18 TMDS Data4- A 4 19 TMDS Data3+ A 13 20 TMDS Data3 Shield B 11 21 TMDS Data3- A 12 22 CEC N.C. N.C. 23 Reservado N.C. N.C. 24 Reservado N.C. N.C. 25 SCL C 6 26 DDC C 7 27 Terra DDC/CEC D 15 28 +5V 5V 14 29 Hot Plug Detect C 16 No Conectado N.C. 8

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