Por Dentro da Conexão HDMI (High Definition Multimedia Interface)

Como Funciona

Na Figura 1 você vê o diagrama em blocos da arquitetura HDMI. Uma fonte (“source”) é qualquer dispositivo com uma saída HDMI, enquanto que um dreno (“sink”) é qualquer dispositivo com uma entrada HDMI.

Figura 1: Arquitetura HDMI.

A transmissão de dados usa o protocolo TMDS (Sinalização Diferencial Minimizada pela Transição, Transition Minimized Differential Signaling), criado pela empresa Silicon Image (que, por sua vez, adota o nome comercial PanelLink para este protocolo), que é o mesmo padrão usado pela conexão DVI.

Este padrão codifica um dado de oito bits em um sinal de 10 bits, e os transmite usando transmissão diferencial. Leia nosso tutorial Como o Gigabit Ethernet Funciona para aprender o que é transmissão diferencial, técnica que também é conhecida como cancelamento.

Os dados de áudio e vídeo são transmitidos usando os três canais TMDS de dados existentes.

As informações de vídeo são transmitidas como uma série de pixels de 24 bits e são transmitidos 10 bits por período do clock de pixel (o período do clock de pixel, Tpixel, é definido como o tempo necessário para se transmitir um pixel; equivale a 10 vezes o período de transmissão de um bit, Tbit).

O clock de pixel pode variar de 25 MHz a 165 MHz. Formatos que usem taxas de transmissão abaixo de 25 MHz (por exemplo, o padrão NTSC 480i [480 linhas, varredura não-entrelaçada], usa um clock de pixel de 13,5 MHz) podem usar um esquema de repetição de pixels para conseguirem ser transmitidos.

Isso significa que com o HDMI é possível transmitir até 165 milhões de pixels por segundo (usando a configuração dual-link, na qual falaremos na próxima página, é possível atingir o dobro desta taxa). Esta taxa informa a resolução máxima que pode ser transmitida.

Para que você entenda melhor o que é o clock de pixel e qual é a sua importância, considere a resolução 720p, que é amplamente utilizada por aparelhos HDTV. Esta resolução é na realidade de 1280x720. Multiplicando-se 1280x720 temos o número de pixels da tela. O número encontrado deve ser multiplicado pela quantidade de quadros por segundo (freqüência vertical ou taxa de atualização) para sabermos a quantidade de pixels por segundo (ou seja, a taxa de transmissão) da resolução. Supondo uma taxa de atualização 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 padrão HDMI pode transferir até 165 milhões de pixels por segundo, esta conexão dá e sobra para esta resolução.

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

Desta forma, o HDMI suporta as resoluções mais altas disponíveis hoje para aparelhos eletrônicos de consumo, além de permitir o modo dual-link, onde sua taxa dobra para 330 MHz, suportando altas resoluções ainda não usadas comercialmente.

Para mais informações sobre resoluções HDTV, leia nosso tutorial Tudo sobre HDTV.

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

YCbCr é a versão digital do vídeo componente (a versão analógica do vídeo componente, que é a mais usada, é chamada YPbPr). Estes dois padrões são também conhecidos como YUV. “Y” é a informação de luminância (a imagem em preto-e-branco), Cb é a diferença entre o azul e a luminância (B-Y) e o Cr é a diferença entre o vermelho e a luminância (R-Y). Os três números 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 é a taxa de amostragem usada pelos padrões NTSC, PAL e Secam. O padrão 4:4:4 indica, portanto, que os sinais estão sendo todos transmitidos na mesma taxa. Já o padrão 4:2:2 indica que o sinal Y está sendo transmitido a 13,5 MHz, mas os sinais Cb e Cr estão sendo transmitidos a 6,75 MHz. Obviamente neste modo a qualidade de imagem é inferior, embora seja bastante usado.

O áudio pode ser de dois a oito canais, usando taxas de amostragem até 192 kHz.

O canal DDC (Canal de Informações sobre o Vídeo, Display Data Channel) é usado para que o dispositivo de transmissão saiba qual é a configuração e/ou capacidades do dispositivo receptor. Isto é feito lendo-se o dado E-EDID (Dados Avançados Estendidos de Identificação do Vídeo, Enhanced Extended Display Identification Data) do dispositivo receptor.

O canal CEC (Consumer Electronics Control) é opcional e permite o controle dos vários aparelhos audiovisuais que o usuário possua.