Elektronik och logik
HDMI-kontakten finns idag på miljarder enheter och de flesta lär vid det här laget känna igen hur den ser ut. Egentligen är diagram över stiften inget du behöver veta eller kunna men det förklarar ofta varför tekniken fungerar som den gör. Bilden nedan visar honkontakten.
Formellt skiljer man på Source och Sink som är källan respektive mottagaren eller bildvisaren. Normalfallet är att din dator är Source och din bildskärm är Sink.
Source: källan till signalen, till exempel ditt grafikkort
Sink: mottagaren till signalen, som din skärm, TV eller projektor
Repeater: Växlar och omkopplare du har mellan source och sink, till exempel förlängare, splitters, hemmabioförstärkare etc.
Hot plug detect, HPD känner av kontakten
Processen när du ansluter dessa med HDMI är att det ligger en spänning över stift 19. Denna kallas för HPD, Hot Plug Detect och den känner av när saker och ting är anslutna och när statusen ändras, som att du rycker ur kabeln. När källan upptäcker att förbindelsen är aktiv sker en handskakning mellan source och sink. Stift 15 och 16 används för att utbyta DDC-information där sink, bildskärmens kretsuppsättning delar med sig av EDID, den detaljerade information om hur den vill bli matad med signaler.
Extended Display Identification Data, EDID är avgörande för hur grafikkortet sedan ska bete sig för det meddelar saker som faktiskt pixelupplösning, vilka signalformat som tas emot både i fråga om bild och ljud samt ytterligare information om färgegenskaper, ifall 3D-bild fungerar med mycket mera.
Varje enhet i kedjan skakar hand
Syftet med denna handskakning är att sink ska meddela source vad som är möjligt men också vad som inte är möjligt, till exempel att inget ljud hanteras av enheten. Detta är värt att tänka på när man på olika sätt kopplar HDMI via växlar och repeaters. Mer om det i avsnitt 17.
Värt att veta är att skärmar kan ha fel information i sin EDID vilket leder till anslutningsproblem. Till exempel fel upplösning eller fel signalformat. Skärmar kan också ändra sin EDID baserat på vilka inställningarna de gör. Detta är vanligt med TV-apparater som har ett datorläge. I datorläget kan TV:n välja att identifiera sig annorlunda mot grafikkortet till exempel att ange en annan Preferred timing, alltså den exakta signal som skärmen föredrar.
Ingen hot plug detect, ingen bild
Redan här i denna fas finns det också elektriska källor till problem. Faller spänningen för lågt över HPD-stiftet 19 fungerar inte längre Hot Plug Detect och det är inte längre säkert enheterna får kontakt. Du står där med ”No signal” eller liknande. Detta kan inträffa med långa kablar eller kablar som störs på annat sätt. Till exempel att bilden kommer och går godtyckligt därför spänningen på HPD-stiftet ligger på gränsen och pendlar på gränsen.
Signalen som används kallas för TMDS, Transition-minimized differential signaling och är samma som används för DVI. Signalen är delvis 8b/10b-kodad och används HDCP-kryptering är ljud och bild också krypterade. Se separat avsnitt om HDCP.
Signalen överförs via TMDS över stift 1 till 12 och HDMI är i grunden single link, alltså en länk fördelad över tre datakanaler.
Per kanal | Totalt | Max pixelklocka | Typisk maxupplösning |
|---|---|---|---|
1,65 Gbit/s | 4,95 Gbit/s | 165 MHz | 1 920 × 1 200, 60 Hz, 24-bit |
2,25 Gbit/s | 6,75 Gbit/s | 225 MHz | 1 920 × 1 080, 60 Hz, 36-bit |
3,4 Gbit/s | 10,2 Gbit/s | 340 MHz | 4K/UHD, 30 Hz 4:4:4 eller 60 Hz 4:2:0 |
5,94 Gbit/s | 17,82 Gbit/s | 600 MHz | 4K/UHD, 60 Hz 4:4:4 |
Siffrorna per kanal förekommer ofta i specifikationer för olika typer av HDMI-växlar, splitters och signalomvandlare.
Överföringen för HDMI fungerar som så att ljud, bild och data går i samma flöde. Det är alltså inte separata ledare för ljud, bild eller extra data. Att exempelvis ljudet inte fungerar medan bilden gör det har alltså inte med själva kabeln att göra utan beror på andra orsaker.
Datastrukturen som den ser ut enligt HDMI 1.3-specifikationen. Observera att Ljud, bild och data alla sänds över samma TMDS-kanaler.
Stift 13 hanterar CEC, fjärrstyrning mellan enheter, något som sällan förekommer med datorer utan används mellan digitalboxar, förstärkare och Blu-rayspelare med mera. Stift 14 används också av ARC, Audio Return Channel som används för att skicka ljud från Sink till Source, vanligtvis TV-ljudet till en förstärkare. Stift 15 och 16 för DDC och överföring av EDID är också en separat informationsbärare från den vanliga TMDS-strömmen.
För bildskärmsanslutningar över HDMI är det främst DDC samt bild och eventuellt ljud över TMDS som används. Fjärrstyrning över CEC och ARC används normalt inte när vi talar om kopplingen dator och datorbildskärm.
