Tisíc podob HDMI

1.11.2010, Jiří Piškula, článek

Dávno jsme již přivykli tomu, že všechny lepší „mašinky“, určené k přehrávání, záznamu či příjmu audiovizuálního obsahu, bývají vybaveny rozhraním HDMI v některé z jeho možných podob. Proto nebude od věci zorientovat se v tom, co nám toto rozhraní nabízí.

Kapitoly článku:

Druhy datových kanálů

HDMI rozhraní využívá k přenosu dat čtyři druhy komunikačních kanálů: TMDS, DDC a volitelné CEC, HEC.

kanálem TMDS (Transition Minimized Differential Signaling) jsou přenášena obrazová, zvuková a doplňková data,
kanál DDC je využíván zdrojovým zařízením k rozpoznání vlastností připojeného přijímače (spotřebiče) HDMI signálu,
kanál CEC je využíván pro přenos speciálních uživatelských povelů mezi zařízeními (např. automatické zapnutí televizoru při zapnutí zdroje signálu, ovládání různých přístrojů jediným dálkovým ovladačem, apod.),
kanál HEC je využíván ke sdílení internetového připojení více zařízeními (volitelně od HDMI verze 1.4).

K přenosu dat skrze TMDS může být ve standardu HDMI využito až 6 párů datových vodičů (odpovídá DVI dual-link), které lze však přenést pouze konektorem typu B, který dnes v zařízeních spotřební elektroniky prakticky nenajdete. Nejrozšířenější je verze se třemi páry TMDS vodičů (odpovídá DVI single-link), která využívá konektor typu A, případně typu C nebo D.

Konektory

Aktuálně existují čtyři základní druhy HDMI konektorů, označují se písmeny A, B, C a D. Typy A a B jsou definovány už v základní specifikaci HDMI 1.0, typ C je definován v HDMI verze 1.3 a konečně typ D přibyl až ve specifikaci HDMI 1.4.

Typ A
Konektor typu A je asi nejrozšířenější a tedy i nejvíce v povědomí široké veřejnosti. V jeho kovovém těle o rozměrech 14 × 4,55 mm je ukryto 19 pinů ve dvou řadách. Podporovány jsou všechny módy televize se standardním, rozšířeným i vysokým rozlišením (SDTV, EDTV, HDTV). Typ A je elektricky kompatibilní s rozhraním single-link DVI-D, které se používá např. v počítačové technice pro digitální připojení monitorů. Vyrábí se i přímé mechanické redukce mezi konektory HDMI a DVI-D.

Technický náčrtek HDMI onektoru typu A (vlevo samec, vpravo samice).

Zapoení pinů HDMI konektoru typu A

PIN	Signál	PIN	Signál
1	TMDS Data2+	2	TMDS Data2stínění
3	TMDS Data2–	4	TMDS Data1+
5	TMDS Data1stínění	6	TMDS Data1–
7	TMDS Data0+	8	TMDS Data0 stínění
9	TMDS Data0–	10	TMDS Clock+
11	TMDS clock stínění	12	TMDS Clock–
13	CEC	14	HEC Data-
15	SCL (I2C Serial clock pro DDC)	16	SDA (I2C Serial data Line pro DDC)
17	Zem DDC/CEC/HEC	18	+5 V napájení (max. 50 mA)
19	Detekce Hot Plug a HEC Data+

Typ B
Konektor typu B se zatím nepoužívá u běžných komerčně dostupných produktů. Jeho 29 pinů ukrytých v těle o rozměrech 21,2 × 4,45 mm dokáže přenášet signál s dvojnásobnou šířkou pásma oproti konektoru typu A. Je tedy předurčen k použití v přenosech obrazu s velmi vysokým rozlišením, jako např. WQUXGA (3840 × 2400 px). Obdobně jako v předchozím případě je konektor typu B elektricky kompatibilní s rozhraním dual-link DVI-D.

Technický náčrtek HDMI konektoru typu B (vlevo samec, vpravo samice).

Zapoení pinů HDMI konektoru typu B

PIN	Signál	PIN	Signál
1	TMDS Data2+	2	TMDS Data2stínění
3	TMDS Data2–	4	TMDS Data1+
5	TMDS Data1stínění	6	TMDS Data1–
7	TMDS Data0+	8	TMDS Data0 stínění
9	TMDS Data0–	10	TMDS Clock+
11	TMDS clock stínění	12	TMDS Clock–
13	TMDS Data5+	14	TMDS Data5 stínění
15	TMDS Data5–	16	TMDS Data4+
17	TMDS Data4stínění	18	TMDS Data4–
19	TMDS Data3+	20	TMDS Data3 stínění
21	TMDS Data3–	22	CEC
23	nezapojen	24	HEC Data-
25	SCL (I2C Serial clock pro DDC)	26	SDA (I2C Serial data Line pro DDC)
27	Zem DDC/CEC/HEC	28	+5 V napájení (max. 50 mA)
29	Detekce Hot Plug a HEC Data+

Typ C
Tento miniaturní typ (10,42 × 2,42 mm) konektoru byl poprvé definován ve specifikaci HDMI verze 1.3 a je určen pro přenosná zařízení. Stejně jako konektor typu A má 19 pinů (elektricky kompatibilních), ale jejich konfigurace je zde mírně odlišná.

Technický náčrtek HDMI konektoru typu C (vlevo samec, vpravo samice).

Typ D
Konektor typu D se poprvé objevil až ve specifikaci HDMI 1.4. Stejně jako typy A a C má 19 pinů, ovšem je velmi maličký – 2,8 × 6,4 mm, vizuálně se podobá mikro-USB konektoru. Určen je k použití u velmi malých přístrojů (např. v mobilních telefonech).

Takto vypadají tři nejběžněji používané konektory pro HDMI rozhraní - typ A, C a D (zleva).

HDMI kabely

Jak už bylo uvedeno v předchozím textu, aktuálně jsou HDMI kabely děleny do celkem pěti kategorií:

Automotive HDMI Cable – kabely pro automobilový průmysl.
Standard HDMI Cable with Ethernet – šířka pásma 75 MHz, vyhrazený ethernetový kanál – HEC.
High Speed HDMI Cable with Ethernet – šířka pásma 340 MHz, vyhrazený ethernetový kanál – HEC.
Standard HDMI Cable – kabely s šířkou pásma 75 MHz (přenosová rychlost 2,25 Gb/s), které jsou schopné přenést obraz s rozlišením 720p a 1080i, odpovídá kabelu kategorie 1 dle HDMI 1.3.
High Speed HDMI Cable – kabely s šířkou pásma 340 MHz (přenosová rychlost 10,2 Gb/s), které jsou schopné přenést rozlišení 4K (4096 × 2160 px), odpovídá kabelu kategorie 2 dle HDMI 1.3.

Vzhled i cena kabelu mohou něco napovědět o jeho kvalitě, to však bohužel nevylučuje, že skočíte na lep výrobci předražených šuntů luxusního vzhledu (ilustrační foto).

Z uvedeného tedy vyplývá, že naprosto jakýkoliv HDMI kabel na trhu musí vyhovět požadavku na šířku pásma minimálně 75 MHz, a to bez ohledu na jeho délku, čímž je garantován přenos obrazu ve standardních HD formátech 720p60 nebo 1080i60. Pro přenos formátu 1080p60 je již nutné použít kabel s větší šířkou pásma (High Speed).

Rozhraní HDMI je z hlediska přenosu nekomprimovaných video dat kompatibilní s DVI rozhraním (rozšířené především u monitorů a grafických karet), je tedy obecně možné připojit HDMI zdroj signálu k zobrazovači s DVI vstupem nebo DVI zdroj signálu k zobrazovači s HDMI vstupem. Jen je potřeba počítat s tím, že DVI rozhraní nepřenáší zvuk ani pomocné signály (CEC apod.). Běžně se prodávají redukce HDMI/DVI i propojovací kabely.

Redukce z HDMI na DVI rozhraní jsou běžně dostupným zbožím.

Tady je vhodné upozornit na častý omyl uživatelů a nekalé praktiky některých výrobců kabelů – z principu není možné, aby byl kabel tzv. dual-link, pokud nepoužívá HDMI konektor typu B. Na trhu se přitom občas vyskytne kabel DVI–HDMI s konektorem typu A, který se chlubí dual-linkem. Je to nesmysl, protože konektor A má fyzicky piny jen pro 3 páry TMDS vodičů, nikoliv pro 6 párů, které jsou pro dual-link nutné.

Maximální délka HDMI kabelů není ve specifikacích nijak omezena. Kabely pouze musí vyhovět požadavkům na šířku přenášeného pásma a maximální přípustný útlum signálu. Na trhu jsou běžně dostupné kabely dlouhé až 15 m. Bohužel však neplatí to, že by jejich vysoká cena nebo „high-tech“ vzhled zaručovali správnou funkčnost. Delší kabely logicky musí být dražší, kvůli nutnosti použití kvalitních vodičů s větším průřezem a dostatečným stíněním.

Kabely se vyrábí v různých provedeních, pokud vám však někdo nabídne HDMI-DVI kabel typu dual-link v kombinaci s HDMI konektorem typu A, nevěřte mu, je to nesmysl (ilustrační foto).

Úspěšnost v propojení různých přístrojů závisí nejen na vlastnostech kabelu, ale i na zařízeních samotných, jelikož jejich elektronické obvody mohou signál různě tvarovat a ovlivňovat tak jeho kvalitu (v dobrém i špatném slova smyslu). Velkou roli hraje také rušivé elektromagnetické vyzařování, které se může v místě použití kabelu nacházet.

Prakticky tak uživatel nemá moc jiných možností, než si vyhlédnout/zakoupit vhodný kabel a zkrátka ho vyzkoušet. U kabelů do délky 5 m obvykle nenastává tolik komplikací, u větších délek to už může být problém a je dobré dát na reference přátel nebo prohledat diskuzní fóra (i v diskuzi TV Freaku se toto téma opakovaně řešilo).