HDMI - идеальный интерфейс? Статья. Журнал "DVD Эксперт"

Основатели HDMI - Hitachi, Matsushita, Philips, Silicon Image, Sony, RCA/Thomson и Toshiba - разработали стандарт, совместимый с цифровым видеостандартом DVI, с возможностью передачи звука и сигналов управления, а также, по настоянию студий Fox, Universal, Warner и Disney, систему защиты контента HDCP. За v.1.0, введенной в 2003, последовали v.1.2 и v.1.3 с различными незначительными обновлениями, касающимися синхронизации и структур передачи данных.

 

Множество пользователей столкнулось с трудностями подключения сопровождавшими развитие HDMI. В марте 2010 года была представлена новейшая версия 1.4а, и теперь таким интерфейсом, как правило, оснащены новые Blu-ray-плееры и AV-усилители. Но позволяет ли он избавиться от всех проблем?

Миф состоит в следующем: раз по HDMI-кабелям цифровые данные передаются в виде потока нулей и единиц, то все всегда должно работать без сучка и задоринки независимо от стоимости или конструкции. На самом деле когда вы через HDMI объединяете в одну систему разные источники сигналов, кабели, принадлежности и дисплеи разных производителей, то почти наверняка столкнетесь с проблемами.

Фирма DPL (www.dplrating.org) из Флориды, руководит которой Джефф Бокаччо, предлагает программу Digital Performance Level, помогающую производителям, продавцам и потребителям испытывать и оценивать HDMI-изделия. «Для успешной коммутации по HDMI нужен совершенно новый свод правил и различных технических средств, - говорит Джефф. - Мы обратили внимание на изначальное наличие у HDMI ряда проблем с надежностью, что ограничивало его использование. Было очевидно, что, хотя многие устройства прошли тест на совместимость с HDMI, характеристики большинства из них соответствовали нижним значениям шкалы. Даже весьма дорогие продукты не обязательно обеспечивали высокую производительность из-за большой ширины полосы пропускания для видео и помех, наводимых на каналы управления интерфейсом». С какими сложностями регулярно сталкивается HDMI?

«Многие проблемы не имеют отношения к скорости передачи видеопотока, — утверждает Джефф. - Основная их часть связана с управляющим протоколом I2C в системе линии DDC (Display Data Channel) для EDID (функция Plug and Play) и защиты цифровых данных HDCP (High bandwidth Digital Content Protection). I2С нетороплив, но очень чувствительно реагирует на паразитные емкости в разъемах, кабелях и других электроцепях. Если емкость достигает критической точки, это приводит к срыву синхронизации сигнала, необходимого для правильной трансляции данных. У вас может быть самая скоростная широкополосная линия в мире, но без DDC вы окажетесь в безвыходном положении. Возможные проявления этого — отсутствие звука, изображения, «розовый» экран или мерцание - делают высокоскоростные линии передачи данных беспомощными». 

Вспышки в черных участках картинки говорят о проблемах с передачей видеоданных, в большинстве своем связанных с кабелем. Использование более коротких соединителей заметно улучшит качество. Можно также подключить к системе активные усилители HDMI. Вспышки, отсутствие звука или «розовый» экран - обычно признаки плохой линии DDC. Необходимо отключать все работающие компоненты, чтобы найти проблемный. Попробуйте заменить HDMI-кабели более короткими. Если проблемы остались, попробуйте подключиться к другим входам. Паразитная емкость может присутствовать в аппаратуре, поэтому попытайтесь использовать специальный кондиционер для линии DDC, который позволяет устранить множество проблем.

Если изображение появляется, а затем исчезает, то весьма вероятно, что в одном из видеоканалов TMDS высок уровень ошибок. Бывает, что картинка отображается с разрывами строк. Возможная причина - линия DDC работает не совсем корректно, и HDCP не получает при обновлении ключ. В этом случае попробуйте заменить кабель. Если все это не помогает, установите на линию кондиционер.

Еще один возможный источник сложностей с HDMI - линия +5 В, используемая для питания электронных схем DDC на дисплее, когда он выключен. Если мощность источника падает, могут возникнуть проблемы с передачей данных. Некоторые HDMI-коммутаторы, сплиттеры и кабели со светодиодной подсветкой питаются от этой линии, что приводит к появлению неприятностей.

Контакт 19 HDMI, служащий для обнаружения горячего подключения, вдвое короче остальных, поэтому, если вилка HDMI слегка выходит из гнезда, он отключается в первую очередь. Помните и о том, что HDMI-кабели не любят перегибов - важна синхронизация сигналов, а перекручивание и изгибы способны ухудшать их характеристики, особенно на больших расстояниях.

Качество связи по HDMI меняется при использовании разных разъемов на одном и том же аппарате. Часто из-за особенностей конструкции платы один вход HDMI в телевизоре создает помехи для другого входа.

Трудности с HDMI могут возникать и при передаче ЗD-сигналов. Системы с HDMI v. 1.3 умеют работать с ЗD-видео, но ресиверы, оснащенные HDMI v.1.3, не пропускают 3D EDID-информацию на дисплей. Одно из решений этой проблемы - покупка Blu-ray-плеера с двумя выходами HDMI - одним для подключения прямо к ТВ, а другим для передачи звука на ресивер.

У некоторых первых ресиверов с HDMI плата располагалась рядом с трансформатором. Джефф рассказал об одном фанате ДК, чья HDMI-система регулярно сбоила. Никто не мог распознать причину этого до тех пор, пока Джефф не заметил кота, спящего на аппарате, - тот закрывал вентилятор охлаждения, и плата HDMI в усилителе перегревалась.

Итак, поймите, что проблемы с HDMI бывают не только у вас. Примите к сведению наши советы, возможно, вы сможете настроить систему так, чтобы она работала, как и было задумано конструкторами...

История HDMI

Основатели HDMI - Hitachi, Matsushita, Philips, Silicon Image, Sony, RCA/Thomson и Toshiba - разработали стандарт, совместимый с цифровым видеостандартом DVI, с возможностью передачи звука и сигналов управления, а также, по настоянию студий Fox, Universal, Warner и Disney, систему защиты контента HDCP. За v.1.0, введенной в 2003, последовали v.1.2 и v.1.3 с различными незначительными обновлениями, касающимися синхронизации и структур передачи данных.

Теперь агентство HDMI Licensing опубликовало версию 1.4. Среди основных дополнений - двунаправленный обмен данными, позволяющий подключаться к локальным сетям с Ethernet-устройствами, и реверсивная передача аудио. Благодаря применению канала HDMI Ethernet (НЕС) между совместимыми устройствами поддерживается передача данных на скоростях до 100 Мбит/с - так, например, телевизор, подключенный к широкополосной сети, может использовать порт HDMI с поддержкой НЕС для организации совместного интернет-соединения с другим устройством с НЕС. Реверсивный звуковой канал (ARC) позволяет передавать звук от телевизора на ресивер по одному общему кабелю. Среди других нововведении - автоматическое улучшение контента (АСЕ), поддерживающее будущие стандарты 30-видео вплоть до двух потоков 1080р; совместимость с разрешением до 4096x2160 пикселей при 30 Гц; расширенная поддержка цветовых пространств, таких как Adobe RGB и AdobeYCC601, для цифровых фотокамер; функция распознавания контента, которая может автоматически оптимизировать параметры ТВ-картинки исходя из типа материала. Также появился разъем Micro HDMI с 19 контактами, вдвое меньший по размеру, чем стандартная HDMI-вилка, предназначенный для портативных устройств с поддержкой разрешения до 1080р. Совместимые с HDMI v.1.4 кабели уже имеются в продаже, однако комитет по лицензированию HDMI, запутывая ситуацию еще больше, запретил владельцам лицензий указывать версию HDMI на упаковке или в рекламе кабелей. Новые требования для этикеток ссылаются на пять типов кабелей с различными возможностями и техническими характеристиками: Standard, Standard with Ethernet, Standard Automotive, High Speed, High Speed with Ethernet.

* TMDS (Transition Minimized Differential Signaling, дифференциальная передача сигналов с минимизацией перепадов уровней) - три канала, передающие потоки видео и дополнительных данных с пропускной способностью до 3,4 Гбит/с на канал.

** СЕС (Consumer Electronics Control) -двунаправленная последовательная шина, использующая протокол промышленного стандарта АV.Link для удаленного управления электронными устройствами. 

*** НЕС (HDMI Ethernet Channel) - отдельный двунаправленный канал для передачи сетевых данных, поддерживающий скорости до 100 Мбит/с и пригодный для использования его IP-приложениями.

Возникает вопрос: если некоторые HDMI-продукты лучше других, то почему просто не протестировать их и не опубликовать результаты? Однако это легче сказать, чем сделать: нужное для цифрового анализа оборудование стоит около $ 250 000 - сумма достаточная, чтобы озадачить даже самого серьезного производителя. Потери цифрового сигнала измеряются с использованием анализа тактовых переходов, обычно отображаемого в виде «глазковой диаграммы». На ней выводится график цифровых сигналов при изменении уровня от 0 до 1. Если форма «глаза» получается резкая и чистая, то сигнал будет четко зафиксирован. Проблемы с синхронизацией и помехами проявляются в виде размывания «глаза». Чем больше смазывание, тем хуже качество сигнала.

В некоторые телевизоры встраиваются электронные схемы коррекции ряда ошибок. Если проблемы оказываются серьезными, на экране возникает шум, напоминающий аналоговый «снег», наблюдаются сбои в синхронизации звука и изображения вплоть до полного пропадания сигнала. В отличие от аналогового сигнала, который доходит даже в сильно искаженном виде, здесь после определенного момента - когда протоколы HDCP, отвечающие за установление связи, перестают работать - цифровые сигналы просто исчезают, а дисплей отключается. HDCP должен обновляться каждые две секунды, поэтому нарушить его работу достаточно легко.

На рис. А показана «глазковая диаграмма» цифрового сигнала. Симметричное и чистое пространство между сигналом и маской в форме глаза (синий шестиугольник) говорит о том, что это сигнал хорошего качества с большим расстоянием до границ маски. Прикосновение к маске («грязный поцелуй») - проявление немногочисленных ошибок, вызывающих случайные вспышки на экране. На рис. В показано уменьшение расстояния до переднего фронта сигнала, приводящее к ухудшению его качества в источнике или кабеле. На рис. С сигнал ухудшился настолько, что стал непригодным.