HDMI에 대해

HDMI 설명

TV와 연결되는 HDMI에 대한 알아보겠습니다.

 

○ HDMI Source 장치에 대한 최소 사양 요구 사항
▶ 비디오 포맷
640×480p @ 59.94/60Hz, 720×480p @ 59.94/60Hz 또는 720×576p @ 50Hz
▶ 색상 형식
RGB(24비트)
▶ 오디오 포맷
16비트 이상 2채널 IEC 60958 L-PCM audio stream(32kHz, 44.1kHz 또는 48kHz)
○ HDMI Sink 장치의 최소 사양
▶ 비디오 포맷
60Hz 지원 : 640×480p @ 59.94/60Hz, 720×480p @ 59.94/60Hz
50Hz 지원 : 640×480p @ 59.94/60Hz, 720×576p @ 50Hz
▶ 색상 형식
RGB(24비트)
▶ 오디오 포맷
16비트 이상 2채널 IEC 60958 L-PCM audio stream(32kHz, 44.1kHz 또는 48kHz)

 

○ TMDS의 송수신 방법
TMDS와 통신할 때 Source 장치 측에는 "TMDS Transmitter"가 필요하고 Sink 장치 측에는 "TMDS Receiver"가 필요합니다.

 

HDMI link에는 3개의 TMDS Data channel과 단일 TMDS Clock channel 이 포함됩니다.
TMDS Clock channel 은 전송된 비디오의 pixel rate에 비례하는 속도로 지속적으로 실행됩니다.
TMDS Clock channel의 모든 주기 동안 3개의 TMDS 데이터 채널 각각은 10-bit character를 전송합니다.
이 10-bit word는 여러 가지 코딩 기술 중 하나를 사용하여 인코딩됩니다.

 

HDMI link

○ TMDS Transmitter의 작동 방식
HDMI Source 장치의 TMDS Transmitter는
▶ 비디오 데이터 (e.g. Pixel component)
▶ 오디오 데이터 (e.g. Audio Sample)
▶ 보조 데이터 (Auxiliary Data)
▶ 제어 데이터 (Control Data)
를 "TMDS character"로 변환하여 일정 순서로 연결하여 "TMDS 시퀀스"로 Sink 장치에 보냅니다.

○ TMDS Data channel
TMDS 데이터를 위한 3개의 채널에는 각각 3개의 서로 다른 "Encoder"가 있습니다.
각 "Encoder""는 비디오 픽셀, 패킷 및 제어 데이터와 같은 다양한 디지털 데이터를 "TMDS character"로 변환합니다.
이때 패킷 데이터는 오디오 및 보조 데이터와 관련 오류 수정 코드로 구성됩니다.
이러한 데이터 항목은 다양한 방식으로 처리되며 TMDS 채널당

2비트의 제어 데이터, 4비트의 패킷 데이터 또는 8비트의 비디오 데이터로 TMDS 인코더에 제공됩니다.
소스는 이러한 데이터 유형 중 하나를 인코딩하거나 주어진 클럭 사이클에서 Guard Band character를 인코딩합니다.
그런 다음 이러한 "TMDS character"는 규정된 규칙에 따라 "Serializer"에 의해 병렬 배열에서 직렬 배열로 변환됩니다.
그리고, LSB(최하위 비트)는 순차적으로 전송되어 "TMDS 시퀀스"를 형성한다.

 

○ TMDS Clock channel
TMDS 클록의 채널은 TMDS 클록 신호만 전달하고 데이터는 전달하지 않습니다. (HDMI 2.1 에서는 다르게 사용됩니다.)
TMDS 클럭의 주요 역할은 각 TMDS 문자의 시작과 끝을 결정하는 것입니다.

TMDS Clock channel

위의 그림에서 "TMDS Clock"과 "Pixel Clock"은 동일하지만 항상 동일하지는 않습니다.
TMDS Clock은 각 TMDS 데이터 채널의 전송 속도인 TMDS Character Rate에 따라 달라집니다.
"TMDS Character Rate"는 각 TMDS 데이터 채널에서 초당 전송되는 "TMDS Character"의 양을 나타내며,
"Mega-characters/second, per channel (Mcsc)"이라는 단위로 표현된다.

HDMI 버전 1.4b까지 "TMDS Clock"과 "TMDS Character Rate"는 동일했습니다.
그러나 HDMI 버전업 되면서 "TMDS 데이터 속도"가 확장되었습니다.
▶ HDMI 1.4 최대 TMDS 데이터 전송속도 : 10.2Gbps
▶ HDMI 2.0 최대 TMDS 데이터 전송속도 : 18Gbps
▶ HDMI 2.1 최대 TMDS 데이터 전송속도 : 48Gbps

HDMI Ver

TMDS Data Rate ＝ TMDS Character Rate × 10（bit） × 3（Channel）
= 340MHz * 10bit *3channel = 10,200Mbps = 10.2Gbps
( 1Hz clock = 10bps, 따라서 1MHz = 10Mbps)

HDMI2.0에서 최대 "TMDS Data Rate"가 "10.2Gbps"에서 "18Gbps"로 확장되었다는 것은
최대 "TMDS Character Rate"가 "340Mcsc"에서 "600Mcsc"로 확장되었음을 의미합니다.
HDMI 버전 2.0 이상에서는 TMDS Character Rate가 340Mcsc를 초과하는 경우에만,
TMDS clock = TMDS Character Rate ÷ 4 로 결정되었습니다.

TMDS clock

이 경우 TMDS 클록은 각 TMDS 문자가 아닌 각 4개의 TMDS 문자의 시작 및 중지를 정의합니다.

 

600Mcsc

 

* YCbCr 4:2:0에 대해서 알고 싶으신 분은 아래 link을 참조하세요.

YCBCR 4:2:0 Pixel Encoding

 

* Auto Lipsync 기능에 대해서 알고 싶으신 분은 아래 link을 참조하세요. 

 

홈시어터 또는 사운드바에서 사용할 수 있는 Auto Lipsync 기능