High Definition Multimedia Interface

Over de Auteur: Lammert Bies is een vader, echtgenoot en polyglot. Hij ontwikkelt embedded systemen sinds de jaren tachtig. Gebruikte machinaal leren voordat het een naam had. Specialiseert in het verbinden van computers, robots en mensen. Was een Google Mapmaker Advocaat en spreker op verscheidene internationale conferenties voordat in 2017 de stekker uit Mapmaker werd getrokken. Bughunter met Google. Verspreidt op dit moment kunstmatige intelligentie naar de wildste plekken in productieomgevingen. Hij stopt nooit met leren.

• Inleiding in de HDMI interface
• HDMI versies
• HDMI connector pinout

Inleiding in de HDMI interface

Sinds hun introductie zijn computers langzaam veranderd van academische rekenapparaten naar breed toepasbare huishoudelijke apparaten. Waar in het begin voornamelijk invoer en uitvoerapparaten zoals printers en modems werden gebruikt worden tegenwoordig vaak monitoren, luidsprekers en andere audio en video apparatuur verbonden met computers. In het begin waren de meeste verbindingen met deze nieuwe apparaten analoog waarbij de audio of videosignalen analoog over een kabel worden verzonden, maar met strengere eisen voor uitgangskwaliteit en de continue toename van snelheid van de verbonden apparaten was analoog niet meer de juiste oplossing. Wat USB had gedaan in de randapparatuur wereld door de standaard te worden om elk type randapparaat aan elk type computer te kunnen koppelen wilden de ontwerpers van de HDMI of High Definition Multimedia Interface bereiken in de wereld van audio en video.

Video is lang het Wilde Westen geweest op het gebied van interfacing. Met composiet interfaces in de televisie en videorecorder wereld en op RGB gebasseerde interfaces in computer is er nooit een eenduidige richting geweest voor ontwikkelaars. Maar met de integratie van de digitale en analoge wereld zoals bijvoorbeeld in spelcomputers kwam er een grote vraag naar één type interface dat zowel op computers, als op videorecorders, satellietontvangers, spelcomputers en dergelijke zou kunnen worden gebruikt.

De DVI Digital Visual Interface was de eerste succesvolle poging om visuele informatie tussen beeldgeneratie apparatuur als computers en beeldschermen te digitaliseren. DVI probeerde compatibel te zijn met oude toepassingen door zowel een analoog VGA signaal te leveren in de kabel, als een digitaal gecodeerde versie. Eén van de grote beperkingen in het gebruik van de DVI interface op spelcomputers, videorecorders en satellietontvangers was het gebrek aan integratie van geluid. De DVI interface werd de belangrijkste video interface voor toepassingen zoals CAD werkstations, financiële werkplekken en dergelijke maar het lukte niet om door te dringen tot de entertainment industrie.

Met in het achterhoofd het succes van de DVI interface in de commerciële wereld, gebruikten de zeven oprichters van de HDMI interface: Hitachi, Matsushita Electric Industrial, Philips, Silicon Image, Sony, Thomson, en Toshiba de DVI signaal interface als de basis om de digitale signalen te verzenden. Deze interface had zijn nut reeds bewezen en zend- en ontvangchips voor de interface waren reeds in massaproductie. De DVI interface heeft één of twee hogesnelheids kanalen waarover de data verzonden wordt waarbij elk kanaal geschikt is om 165 megapixels per seconde te transporteren, wat voldoende is voor een 2,75 megapixel scherm op 60Hz ververs frequentie.
In de praktijk is dit genoeg voor een 1920×1200 WUXGA computerscherm, of voor een 1080p HD televisie.

HDMI versies

In de eerste specificatie van de HDMI interface HDMI 1.0 waren de snelheden direct gekopieerd van de DVI interface. In nieuwere versies van HDMI zijn hogere pixelsnelheden van 340 megapixel/sec toegestaan, beginnend bij HDMI 1.3. Net als bij DVI kunnen twee kanalen gecombineerd worden in een dual-channel configuratie wat een totaal geeft van 680 megapixel/sec.

Het grote verschil tussen de DVI en HDMI interface is het audiosignaal dat ook over de lijn wordt gezonden. Deze interface transporteert niet minder dan acht afzonderlijke ongecomprimeerde audiokanalen voor toepassingen zoals een thuisbioscoop met een maximale sample rate van 192 kHz per kanaal. De sample diepte kan tot 24 bit zijn. Daarnaast kunnen nog met de Dolby-Digital of DTS standaard gecomprimeerde audio signalen worden getransporteerd en sinds de HDMI 1.3 versie is het ook mogelijk om Dolby TrueHD en DTS-HD Master Audio te gebruiken over de HDMI interface.

Vanwege de hoge snelheid, data transfer zonder kwaliteitsverlies, integratie van beeld en geluid in een enkele flexibele kabel en toegestane kabellengtes die tot 15 meter kunnen bereiken werd HDMI snel de belangrijkste interface voor veel multimedia apparatuur. De uitwisselbaarheid met DVI maakt het bovendien eenvoudig om oudere computers te gebruiken met nieuwe apparatuur, met het enige nadeel dat het geluidssignaal over een aparte kabel moet lopen.

Net als bij VGA en DVI is een I²C compatibel DDC kanaal aanwezig op de interface. Dit kanaal kan worden gebruikt voor controle doeleinden en het opvragen van de beschikbare video modes van een beeldscherm. Sinds versie HDMI 1.4 van de standaard is een half-duplex ethernet communicatiekanaal toegevoegd aan te interface. Om dit mogelijk te maken is de hot-plug detectie ingang en de laatste vrije pin op de connector gebruikt voor de differentiële lijnen van dit Ethernet kanaal.

HDMI connector pinout

De pintoewijzing van de HDMI interface connector is te zien in de figuur hieronder.