HDMI

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Connettore HDMI

HDMI è la sigla che identifica la High-Definition Multi-media Interface (in italiano, interfaccia multimediale ad alta definizione), uno standard commerciale completamente digitale per l'interfaccia dei segnali audio e video, creata nel 2002 dai principali produttori di elettronica, tra cui Hitachi, Matsushita Electric Industrial (Panasonic), Philips, Sony, Thomson (RCA), Toshiba e Silicon Image.

Lo standard gode anche dell'appoggio dei principali produttori cinematografici quali Fox, Universal, Warner Bros e Disney e degli operatori televisivi DirecTV ed EchoStar (Dish Network), di CableLabs e Samsung.

Indice

1 SCART del 2000
2 Interfaccia sempre in evoluzione
- 2.1 Formati supportati
3 Meccanismi di protezione dei contenuti
4 Modalità di trasferimento del segnale audio/video
5 Lacune di HDMI
6 Specifiche tecniche
7 Voci correlate
8 Altri progetti
9 Collegamenti esterni

[modifica] SCART del 2000

L'HDMI è la prima interfaccia non compressa completamente digitale a trasportare contemporaneamente segnali audio e video, ed è retro-compatibile con l'interfaccia digitale DVI che però è in grado di trasportare solamente il segnale video. Dal punto di vista della semplicità di utilizzo da parte di un utente, HDMI ricorda molto la connessione SCART introdotta negli anni ottanta per collegare le prime videocamere e videoregistratori, utilizzando un'unica presa per collegare qualsiasi periferica audio/video. Anche HDMI può essere utilizzata tra differenti dispositivi audio/video ed è una soluzione adatta -per quanto non unica- al trasporto del segnale di apperecchi digitali come i set-top box, lettori DVD e ricevitori satellitari verso schermi anch'essi digitali come LCD, Plasma o videoproiettori. Esistono tuttavia anche alcuni modelli di televisore a tubo catodico (quindi analogici) dotati di connessione HDMI per permettere la connessione di sorgenti alta definizione mediante questa interfaccia.

[modifica] Interfaccia sempre in evoluzione

A differenza di quanto è avvenuto in passato con altri tipi di interfacce di collegamento, lo sviluppo dell'interfaccia HDMI è tutt'altro che completato: uno dei principi base della nuova interfaccia, fortemente voluto dai produttori, è proprio la sua caratteristica di essere in costante evoluzione, con ogni nuova versione identificata con un numero univoco. La prima versione, uscita come detto nel 2002, era la HDMI 1.0. Successivamente, sono arrivati 2 aggiornamenti, 1.1 e 1.2, che hanno progressivamente aumentato la velocità di trasferimento dei dati, introducendo contemporaneamente altre funzionalità. Dal punto di vista dei componenti hardware non è cambiato nulla, infatti il cavo e il connettore sono rimasti invariati, ma è cambiata la gestione software del protocollo di trasmissione. Grazie a questa serie di aggiornamenti, si è arrivati a quella che al momento è l'ultima evoluzione di HDMI, ovvero la versione 1.3, datata giugno 2006. Per avere un'idea di quali sono stati i progressi compiuti in soli 4 anni, basti pensare che mentre HDMI 1.0 era ingrado di offrire un bitrate massimo di 4,9 GB/s, la versione 1.3 arriva fino a 10,2 GB/s.

Di seguito vengono illustrate brevemente alcune alcune delle peculiarità di ciascuna versione:

HDMI 1.0 - dicembre 2002
- Bitrate massimo di 4,9 GB/s. Supporta fino a 165 Mpixel/s di flusso video (1080p a 60 Hz o UXGA) e audio 8 canali codificato a 192KHz e 24 bit.
HDMI 1.1 - maggio 2004
- Supporto addizionale per la protezione dei contenuti dei DVD Audio.
HDMI 1.2 - agosto 2005
- Supporto addizionale per i Super Audio CD.
- Connessione HDMI Tipo A disponibile per i PC.
- Disponibilità per i PC di utilizzare colori RGB nativi con l'opzione dei colori YCbCr.
- Supporto per le fonti a basso voltaggio.
HDMI 1.3 - giugno 2006
- Bitrate aumentato a 10,2 GB/s.
- Supporto (opzionale) colori 30 bit, 36 bit e 48 bit (RGB o YCbCr).
- Supporto standard colori xv YCC.
- Supporto funzionalità di sincronizzazione audio automatica.
- Supporto (opzionale) uscita Dolby TrueHD e DTS-HD Master Audio stream (formati audio utilizzati con i dischi HD DVD e Blu-ray).

Più nello specifico si possono evidenziare maggiormente le differenze tra le ultime 2 evoluzioni, ovvero tra la versione 1.2 e la 1.3:

Caratteristiche	HDMI 1.2	HDMI 1.3
Data rate massimo	4,95 GB/s	10,2 GB/s
Ampiezza di banda massima	165 MHz	340 MHz
Risoluzione massima	1920x1080 progressiva (1080p)	2560x1440 progressiva (1440p)
Profondità colori massima	24 bit	48 bit
Colori codificabili	16,7 milioni	281 trilioni
Supporto DTS & Dolby Digital 5.1	Sì
Supporto Dolby TrueHD & DTS-HD	No	Sì
Campionamento audio (2 canali)	192 KHz	768 KHz
Campionamento audio (da 3 a 8 canali)	96 KHz (max 4 flussi)	192 KHz (max 8 flussi)

[modifica] Formati supportati

L'interfaccia HDMI è compatibile con tutti i principali formati video, tra i quali si possono citare: PAL, NTSC e ATSC. Tra le innovazioni che si sono susseguite nel corso dello sviluppo dello standard vi è anche l'aumento della massima risoluzione video supportata. Se inizialmente questa era la 1080p utilizzata attualmente dalla televisione ad alta definizione e quindi anche dai supporti ottici HD DVD e Blu-ray, con la versione 1.3 si è arrivati al formato 1440p ovvero 2560x1440 progressivo. Come accennato anche nello schema sopra, anche la profondità dei colori massima è aumentata enormemente, arrivando a 48 bit, il che si traduce nella possibilità, teorica, di codificare oltre 280 trilioni di colori; tutto questo abbinato ad un refresh massimo di 120 Hz.

[modifica] Meccanismi di protezione dei contenuti

Per poter essere accettato dall'industria cinematografica, lo standard HDMI ha dovuto essere dotato di un sistema di protezione dei contenuti (o DRM (Digital Rights Management)) chiamato HDCP (High-Definition Content Protection), supportato dalla sua versione 1.10 in poi.

Tale tecnologia è stata sviluppata inizialmente da Intel, ed è fornita da una società controllata dal produttore stesso, la Digital Content Protection, LLC. Essa è implementata in tutti i prodotti HD DVD e Blu-ray e si tratta di un meccanismo di codifica che può essere decrittato solo da particolari dispositivi hardware e dovrebbe, quindi, essere più difficile da aggirare da parte dei pirati (in realtà sono già state individuate diverse tecniche per superare tali difese). Ad ogni modo, per godere a pieno dei contenuti ad alta definizione è opportuno appoggiarsi a questa tecnologia abbinata all'interfaccia HDMI, perché se si utilizzano altre connessioni, come il video component, il segnale potrebbe essere automaticamente degradato (a seconda del livello di protezione impostato) e la qualità dell'immagine risultare molto simile a quella offerta dai tradizionali DVD, rendendo quindi inutile l'utilizzo di sorgenti ad alta definizione.

[modifica] Modalità di trasferimento del segnale audio/video

Lo standard HDMI supporta 3 modalità di trasferimento del segnale video (standard, enhanced, alta definizione) e del segnale audio digitale multicanale, su un unico cavo. Non dipende dai vari standard di televisione digitale quali ATSC e DVB in quanto questi ultimi sono delle forme di incapsulamento di flussi dati MPEG, che vengono inviati a un decoder e quindi visualizzati sotto forma di segnale video non compresso (eventualmente ad alta definizione). Tali dati video vengono successivamente codificati in tecnologia TMDS e trasmessi in modalità digitale su un canale HDMI. Lo standard prevede inoltre il supporto per segnali audio digitali non compressi a 8 canali. A partire dalla versione 1.2 sono supportati fino a 8 canali audio a 1 bit, la tecnologia usata dai Super Audio CD.

Il connettore standard HDMI "Tipo A" è a 19 pin; lo standard definisce anche un "Tipo B" per risoluzioni più elevate, che però non risulta ancora molto diffuso. Quest'ultimo tipo è a 29 pin e consente il trasporto di un segnale video espanso per display ad alta risoluzione (superiore a 1080 pixel).

L'HDMI tipo A è retrocompatibile con l'interfaccia DVI single-link attualmente usata sui monitor e schede grafiche per computer. In tal modo una sorgente di segnale DVI è in grado di gestire un monitor HDMI (o viceversa) attraverso un opportuno cavo o adattatore, anche se è necessario rinunciare all'audio e alle funzioni di controllo remoto previste dallo standard HDMI. Inoltre, per i motivi accennati sopra, in assenza del supporto per la tecnologia di protezione HDCP, il dispositivo di visualizzazione degraderà la qualità e la risoluzione dell'immagine. Analogamente, l'HDMI tipo B è retrocompatibile con la tecnologia DVI dual-link.

[modifica] Lacune di HDMI

Se dal punto di vista della riproduzione di contenuti ad alta definizione, lo standard HDMI risulta uno dei migliori, la stessa cosa non si può dire della "registrazione" di contenuti audio/video. I dati che passano nell'HDMI non sono compressi, e la funzione primaria dell'HDCP è proprio quella di proteggere i dati non compressi dalla possibilità di copie. Quindi, al momento, non esiste alcuna possibilità di registrare i dati tramite l'HDMI, ma non è escluso che queste funzionalità vengano introdotte con versioni future dell'interfaccia.

[modifica] Specifiche tecniche

[modifica] Connettore

Di seguito viene illustrato uno schema che esemplifica la disposizione dei pin di contatto, e la loro funzione, di un connettore HDMI Tipo A: Molex 500254-1907:

Pin	Segnale	Pin	Segnale
1	TMDS Data2+	2	TMDS Data2 (schermatura)
3	TMDS Data2–	4	TMDS Data1+
5	TMDS Data1 (schermatura)	6	TMDS Data1–
7	TMDS Data0+	8	TMDS Data0 (schermatura)
9	TMDS Data0–	10	TMDS Clock+
11	TMDS Clock (schermatura)	12	TMDS Clock–
13	CEC	14	Riservato (N.C. sui dispositivi)
15	SCL	16	SDA
17	Massa DDC/CEC	18	Alimentazione +5V
19	Rilevazione Hot plug

Il significato delle sigle utilizzate nello schema è illustrato brevemente qui di seguito:

[modifica] Canale TMDS (Transition Minimized Differential Signaling)

Si tratta di una tecnologia di trasmissione dati ad alta velocità utilizzata nelle interfacce HDMI e DVI. Consiste in 3 canali che trasportano i dati audio/video e alcuni dati ausiliari, in grado di raggiungere un volume di dati di 3,4 GB/s per canale.

Tecnica di segnalazione: Conforme alla specifica DVI 1.0 Single-link (HDMI Tipo A) o dual-link (HDMI Tipo B).
Pixel rate video: da 25 a 165 MHz (Tipo A) o 330 MHz (Tipo B).
- I formati video con pixel rate inferiore a 25 MHz (ad es. 13,5 MHz nel caso del formato 480i/NTSC) sono trasmessi con un meccanismo di ripetizione dei pixel.
Codifica dei pixel: RGB 4:4:4, YCbCr 4:2:2, YCbCr 4:4:4.
Velocità di campionamento audio: 32 kHz, 44,1 kHz, 48 kHz, 88,2 kHz, 96kHz, 176,4 kHz, 192 kHz.
Canali audio: fino a 8.

[modifica] Canale CEC (Consumer Electronics Control) - opzionale

Permette la comunicazione dei segnali di controllo e di comando a ogni componente interconnesso. Le caratteristiche del CEC sono opzionali ed è quindi il produttore stesso della periferica a deciderne l'implementazione. Nel caso in cui tutti i componenti dell'HDMI siano connessi tramite CEC, diventa possibile trasferire i comandi a tutti i componenti tramite un unico dispositivo di controllo. I comandi includono l'accensione e spegnimento, l'avvio della riproduzione, l'abilitazione della modalità Standby, la registrazione, e altri.

Basato sul protocollo standard AV Link.
Utilizzato per le funzioni di controllo a distanza.
Bus seriale unidirezionale a un conduttore.
Definito nella specifica HDMI 1.0.

[modifica] Canale SCL (Serial Data Clock)

Viene utilizzato per la sincronizzazione del trasferimento dati.

[modifica] Canale SDA (Serial Data Access)

Si tratta di un canale dedicato al trasferimento seriale dei dati.

[modifica] Canale DDC (Display Data Channel)

Consente la comunicazione delle specifiche del display, come il nome del produttore, il tipo di prodotto, i formati audio e video supportati con le relative risoluzioni, etc, ai vari dispositivi connessi.