hdmi

An Introduction To TMDSAn Introduction To TMDS Understanding DVI D HDMI AndUnderstanding DVI‐D, HDMI And  DisplayPort Signals “For a list of all the ways technology has failed to improve the  quality of life, please press three.” ─ Alice Kahn In This Presentation We Will Explore… • The Nature of TMDS – What Is It? • TMDS Applied • Digital Rights Management • TMDS, Audio And Control • TMDS Signal Installation Limitations And  Considerations Why TMDS? “DVI is the accepted standard for transferring serially uncompressed digital data at high speeds  between a PC host and a digital display, such as an LCD monitor. DVI enables a video signal to  be transferred from a PC source to a digital display in its native digital form simplifying thebe transferred from a PC source to a digital display in its native digital form, simplifying the  way PCs communicate with displays and improving display image quality.” ─ Digital Visual Interface And TMDS Extensions White Paper By Silicon Image (Oct. 2004) • TMDS Transport Leverages The Native Digital Environment Of Fixed Pixel Displays Such  lAs LCD Panels ƒ Eliminates Complex A/D and D/A Conversions • TMDS Is The Only Solution That Supports Very High Resolutions Such As 9 2 MegapixelTMDS Is The Only Solution That Supports Very High Resolutions, Such As 9.2 Megapixel  (3840 x 2400) Displays • TMDS Supports Native 16 Million True‐Color Resolution ƒ 8 Bits (Plus 2) Allow 256 Color Shades Per Red, Green and Blue ƒ New Extended Gamut Color (xvYCC) And Deep Color Can Push This To More Than 1  Billion Colors With 10 Bit Implementation (1024 Color Shades Per RGB) What Is TMDS? Transition Minimized  Differential Signallingg g • Developed By Silicon Image Inc. As A Member Of The Digital DisplayDeveloped By Silicon Image Inc. As A Member Of The Digital Display  Working Group • TMDS Is A Technology For Transmitting High‐Speed Serial Data ƒ Transmitter Incorporates An Advanced Coding Algorithm Which Reduces  Electromagnetic Interference Over Copper Cables And Enables Robust ClockElectromagnetic Interference Over Copper Cables And Enables Robust Clock  Recovery At The Receiver To Achieve High Skew Tolerance • TMDS Uses 4 Channels: Red, Green, Blue, Clock • TMDS Is A Two‐stage Process Converts An Input Of 8 Bits Into A 10 Bit Code ƒ TMDS Signalling Uses A Twisted Pair For Noise Reduction ƒ Current Mode Logic (CML), DC Coupled And Terminated To 3.3 Volts. ƒ 3 Twisted Pairs Are Used To Transfer Video Data ‐ Each A Different RGB  ComponentComponent ƒ 8‐bit Data Transmission Plus 2 Bits Of Control Signals During Screen Blanking What Is Transmission Minimization? • Doesn’t 8‐ To 10‐bit Transition Actually  ?Increase Data Rates? ƒ Algorithm Creates A Special 10‐bit  Sequence That Minimizes The 0‐to‐1  Transitions, Reducing RF EmissionsTransitions, Reducing RF Emissions ¾ 8‐bit Non‐Encoded Requires 7  Transitions ¾ TM Algorithm Reduces This To 3  • Active DC Balancing Minimizes Voltage• Active DC‐Balancing Minimizes Voltage  Swings • Transmits Over Two Wires, Providing  All The Benefits Of BalancedAll The Benefits Of Balanced  Connectivity ƒ Common Mode Noise Rejection Hardware Communication EDID and DDC • Display Data Channel ƒ Digital Communication Protocols  Between A Display And Source That  Allows The Display To Communicate  Supported Display Modes And Adjust  Parameters Such As Brightness And  Contrast From The Computer Host • Extended Display Identification Datap y ƒ Data Structure Provided DVI And VGA Displays To Describe Capabilities To A Graphics Card ƒ 256‐byte EDID Structure V1.3 Provides Monitor Name, ID, Model, Serial Number, Display       Size, Aspect Ratio, Horizontal Scanning Frequency Limits, Vertical Frequency Limits, Maximum  Resolution, Gamma And Suppurated Video Resolutions ƒ EDID Data Set Is Far More Extensive For HDMI. In Addition To Video Resolutions And  Aspect Ratios, It Carries Information About Supported Audio Formats, Data Rates, Bit Depths,  Color Space Types, Data Block Types, And More… Digital Rights Management “Obviously crime pays, or there'd be no crime.” ─ G Gordon LiddyG. Gordon Liddy HDCP • High‐Bandwidth Digital Content  P t ti P t Th C i OfProtection Prevents The Copying Of  Digital Video And Audio Content  ƒ Utilizes Blom's Scheme, A  Symmetric Threshold Key y y Exchange Protocol In  Cryptography • One Source Connected To One  Display HDCP Authentication (KeyDisplay, HDCP Authentication (Key  Exchange And Validation) ƒ HDMI Protocol Allows For A  Single Source To Authenticate  M Th O Di lMore Than One Display ƒ “One To Many” HDMI  Application Is Not Well  Supported  http://www.keydigital.com/KnowledgeCenter_HDMIPlugNPlay_wp.html pp TMDS Applied‐ Digital Visual InterfaceDigital Visual Interface Digital Video Interface • DVI‐A Is Analog • DVI‐I Integrates Analog And Digital • DVI‐D Is Digital ƒ DVI‐D Dual Link Is Two DVI‐D Single  Links In One Assembly ƒ Supports Higher Resolutions Andƒ Supports Higher Resolutions And  Higher Refresh Rates DVI‐D • R b t L ki C t• Robust, Locking Connector • Single Link Screen Resolution  At 60 HzAt 60 H ƒ WUXGA 1920 X 1200 ƒ HDTV 1920 X 1080 ƒ WXGA+ 1440 X 900  G 0 900 • Dual Link Screen Resolution ƒ WQXGA 2560 × 1600 @ 60 Hz ƒ QXGA 2048 × 1536)@ 75ƒ QXGA 2048 × 1536)@ 75 ƒ WUXGA 1920 x 1200 @ 120 Hz  The High Definition “Mystical”  Interconnect ‐ HDMIInterconnect  HDMI HDMI • High Definition Multimedia Interface ƒ Developed To Address The CE e e oped o dd ess e C Market ƒ Backwards Compatible With DVI‐ D • Delivers Uncompressed Digital Video,  Multi‐Channel Audio And CE Control ƒ Now At Level 1.3(b)  ƒ 1.4 Specification Adds Data  Channel, Audio Return Channel,  Higher Resolutions And 3D HDMI Adds CE Control and Audio • CEC Is A One‐wire Bi‐Directional Serial Bus That Uses  AV Link Protocol To Perform Remote ControlAV Link Protocol To Perform Remote Control  Functions • HDMI Supports Up To 8 Channels Of Uncompressed pp p p Audio ƒ Up To 24‐bit Word Length ƒ Up To 192 KHz Sampling Rateƒ Up To 192 KHz Sampling Rate • HDMI Now Supports Additional Unique High  Definition Audio Algorithms ƒ Dolby TrueHD ƒ DTS‐HD What HDMI CEC Is Supposed To Do…What HDMI CEC Is Supposed To Do… Press Play on DVDPress Play on DVD Automatically… Turns on TV Automatically… Turns on A/V RcvrAnd then… Plays DVD Automatically… Switches to correct input Automatically… Switches to correct inputSwitches to correct input (from DVD player) Switches to correct input (from A/V Receiver) Adding Complexity For The Next  GenerationGeneration An Overview of HDMI 1.4 HDMI 1.4HDMI 1.4 • HDMI Ethernet Channel The HDMI 1.4 specification adds a data channel to the HDMI  connection, enabling high‐speed, bi‐directional communication. Connected devices that include  this feature can send and receive data via 100 Mb/sec Ethernet making them instantly ready forthis feature can send and receive data via 100 Mb/sec Ethernet, making them instantly ready for  any IP‐based application. The HDMI Ethernet Channel allows internet‐enabled HDMI devices to  share an internet connection via the HDMI link, with no need for a separate Ethernet cable. It also  provides the connection platform that will allow HDMI‐enabled components to share content  between devices. • Audio Return Channel The new specification adds an audio channel that will reduce the• Audio Return Channel The new specification adds an audio channel that will reduce the  number of cables required to deliver audio “upstream” from a TV to an A/V receiver for processing  and playback. In cases where a TV features an internal content source, such as a built‐in tuner or  DVD player, the Audio Return Channel allows the TV to send audio data upstream to the A/V  receiver via the HDMI cable, eliminating the need for an extra cable. 3D h i f h ifi i d fi 3 f d l i f• 3D The 1.4 version of the specification defines common 3D formats and resolutions for HDMI‐ enabled devices, enabling 3D gaming and other 3D video applications. The specification  standardizes the input/output portion of the home 3D system, facilitating 3D resolutions up to  dual‐stream 1080p.  • 4K Resolution Support The new specification enables HDMI devices to support extremely pp p pp y high HD resolutions, effectively four times the resolution of a 1080p device. Support for 4K allows  the HDMI interface to transmit digital content at the same resolution as the state‐of‐the‐art Digital  Cinema systems used in many movie theaters.  • Expanded Support For Color Spaces ( )• HDMI Micro Connector (Type D) Local Area NetworkLocal Area NetworkLocal Area NetworkLocal Area Network • Advanced Bi‐Directional  Communications Channels Such As  Ethernet And/Or USB ƒ Sharing an Internet Connection I t t d USB H b¾ Integrated USB Hub ƒ Content Distribution – Devices  Will Be Able To Exchange Digital  Content In Native Format, , Enabling Recording, Storage, And  Playback Options Across A  Connected System, With No  N d F A S t Eth tNeed For A Separate Ethernet  Cable Audio Return ChannelAudio Return ChannelAudio Return ChannelAudio Return Channel • Deliver Audio “Upstream”  F A TV T A A/V R iFrom A TV To An A/V Receiver  For Processing And Playback ƒ In Cases Where A TV  Features An Internal ContentFeatures An Internal Content  Source, Such As A Built‐in  Tuner Or DVD Player, The  Audio Return Channel Allows  The TV To Send Audio DataThe TV To Send Audio Data  Upstream To The A/V  Receiver Via The HDMI Cable,  Eliminating The Need For An  Extra Cablea ab e TMDS’ New Cousin DisplayPort DisplayPortDisplayPort • Digital Display Interface Standard Put  h h d lForth By The Video Electronics  Standards Association (VESA) ƒ Royalty‐Free Current Version 1 2 Was Approved Onƒ Current Version 1.2 Was Approved On  December 22, 2009. • 1, 2, Or 4 Data Pairs In Main Link, Also  Carries Clock And Audio Signalsg ƒ Video Signal Path Supports 6 To 16  Bits Per Color Channel ƒ DisplayPort Embeds The Clock In The  Data Si nalData Signal • Not Compatible With HDMI DisplayPortDisplayPort Cont’dCont’d • Bi‐directional Auxiliary Channel (At A Constant 17.2 MBit/S) Carries Management  And Device Control Data For The Main Link Using VESA EDID And VESA MCCSAnd Device Control Data For The Main Link Using VESA EDID And VESA MCCS  (Monitor Control Command Set) Standards • DisplayPort Technical Advantages: ƒ Slimmer Cables, Smaller Connector That Doesn't Require Thumbscrews ƒ Based On Micro‐Packet Protocol, Not Serial Data Stream ¾ Easy Expansion Of The Standard ¾ Multiple Video Streams Over Single Physical Connection (Introduced In  Version 1.2) ¾ Long‐distance Transmission Over Fiber Optic Media ƒ Designed To Support Internal Chip‐to‐chip Communication ¾ Drives Display Panels Directly, Eliminating Scaling And Control Circuits And  Allowing For Cheaper And Slimmer Displays. Will Replace Internal LVDSAllowing For Cheaper And Slimmer Displays. Will Replace Internal LVDS  Links ƒ Supports Both RGB And YCbCr Encoding Formats ƒ Auxiliary Channel Can Be Used For Transmitting Bi‐directional USB, Touch‐ panel Data Etcpanel Data, Etc. DisplayPort 1.2  • 3840 X 2400 60hz Resolution3840 X 2400 60hz Resolution • Bi‐directional Data ƒ USB 2.0 or Ethernet •“Multi‐streaming” — Transport Multiple  Independent Display And Audio Streams 2560 x 1600 (WQXGA resolution) is supported  over all 2‐meter “DP Certified” cables. Some  cables, due to their design, may be capable of  supporting 2560 x 1600 resolution over lengths Independent Display And Audio Streams  Over A Single Cable • Daisy Chain • Hub Configuration longer than 2 meters http://www.displayport.org/consumer/?q=content/faq • (2) 2560 X 1600 Monitors • (4)1920 X 1200 Monitors Questions ?Questions ? Thank You!Thank You!