HDMI HIGH DEFINITION MULTIMEDIA INTERFACE Un aperçu sur le standard HDMI : son origine et ses évolutions Version 3 – Février 2007 SP TVI xxxx BTI 2007-01

HDMI : domaine d’application Interface numérique domestique Audio et Vidéo permettant une liaison sans pertes (non compressée) entre les sources (DVD-Vidéo, DVD-Audio, SACD …Amplis A/V) et les dispositifs d’affichage (Ecrans CRT, Plasma, LCD … Projecteurs) Interface supportant les résolutions Standard et HDTV jusque 1080 progressif…et au-delà… HDMI est basé sur DVI + de nombreuses fonctionnalités dont l’Audio multicanal…

Historique Le point de départ Pour éviter la prolifération de câbles : Regrouper les liaisons Audio et Vidéo dans un seul connecteur… Idée déjà ancienne : Connecteur EIAJ dans les années 70 (Vidéo composite + Audio mono) Connecteur SCART (Péritel) dans les années 80 (Vidéo Composite + Audio Stéréo + RGB)

Limitations du connecteur SCART Analogique (limité en distance) Ne gère que les formats TV Standard 525, 625 Ne gère que 2 canaux audio analogiques… Format mécanique encombrant et fragile Câble de gros diamètre (si les coax sont de bonne qualité) et peu souple. 20 ans de bons services …

Le précurseur informatique : DVI Digital Visual Interface Norme finalisée en 1999 Equipe la majorité des PCs en remplacement du connecteur Analogique VGA.(Sub-D 15) 2 versions DVI-I (Analogique et Numérique) et DVI-D (Numérique uniquement) HDMI reprend exactement les mêmes principes que DVI pour la partie Vidéo Numérique, ainsi la compatibilité DVI/HDMI est parfaite (adaptateurs) HDMI ajoute de nombreux Canaux Audio numériques + des fonctionnalités supplémentaires

DVI – Digital Visual Interface Depuis l’apparition des écrans plats (LCDs) informatiques, l’interface analogique traditionnel VGA n’a plus de raison d’être, car il entraîne une double conversion D/A dans le PC, A/D dans l’écran, il est donc urgent de le remplacer par une liaison numérique : Ce sera le DVI développé par DDWG (Digital Display Working Group). 1ère publication Avril 1999 -Technologie dérivée de la liaison « PanelLink » développée par Silicon Image.

DVI – Technologie TMDS Texte résumé DELL Les canaux emploient une nouvelle liaison symétrique « TMDS » Transition Minimized Differential Signalling dérivée du LVDS. TMDS effectue une conversion 8 bits vers 10 bits afin de minimiser les transitions et réduire les interférences (EMI). Il y a un « simple lien » : 3 canaux (R,G,B) + Synchro ou un « double lien » 6 canaux + Synchro suivant le débit à transmettre qui dépend : De la résolution De la fréquence d’affichage Des durées de suppressions H (15% typ. Pour un CRT) Texte résumé DELL Spécification officielle DVI 1.0 de 1999

DVI – Canaux de données

DVI – résolutions supportées

DVI - Connecteurs 2 types : DVI-D et DVI-I DVI-D est uniquement Numérique et emploie 1 ou 2 liens (3 ou 6 canaux) DVI-I possède les sorties Analogiques et Numériques et est compatible VGA pour les sorties analogiques destinées aux écrans CRT. DVI-I permet une transition compatible VGA

Connectique DVI-D et DVI-I

HDMI High Definition Multimedia Interface Maintenant que les sources et les dispositifs d’affichage sont numériques, il n’y a plus aucune raison d’employer des interfaces analogiques. Les besoins Vidéo du « multimédia » sont les mêmes que ceux de l’informatique : RGB, capacité d’accepter des résolutions diverses jusque 1080p. Les besoins Audio sont très importants : 8 canaux+, 192 kHz, 24 bits.

HDMI = DVI+Audio+DDC+CEC+HDCP ! Le principe des « Simples » liens à 3 canaux ou des « doubles » liens à 6 canaux a été conservé identique. Abondante provision de Canaux Audio « embeddés » (muliplexés par paquets) DDC = Display Data Channel CEC = Consumer Electronics Control Une protection optionnelle « anticopie » est prévue : encryptage, authentification, échange de clefs entre la source et l’affichage…. Voir détails HDCP.

HDMI Liaisons différentielles TMDS

HDMI – Principe de la liaison

HDMI – Encodage et Décodage

HDMI - Connectique 2 versions « A » (simple lien à 3 canaux) de 25 à 165 Mpixels/s et « B » (double lien à 6 canaux) au-delà de 165 Mpixels/s 2 connecteurs différents : 19 et 29 broches Voir spécification officielle HDMI v1.2 (214 pages) Connecteurs compacts à contacts latéraux Câbles A-A, B-B et A->B possibles… Câbles passifs HDMI -> DVI (voir spec.)

HDMI - Formats supportés

HDMI – formats secondaires supportés

HDMI – Quantification Vidéo

HDMI – Audio Fréquences d’échantillonage supportées

Audio – Nombre de canaux et fs max.

Audio – Nombre de canaux et fs max.

Audio – Nombre de canaux et fs max.

HDMI - CEC CEC = Consumer Electronics Control Protocole de commande de tous les équipements électroniques connectés… Bon courage pour la compatibilité ! … Voir specification HDMI partie CEC (+ 100 pages)

HDMI – Protection HDCP HIGH-BANDWIDTH DIGITAL CONTENT PROTECTION SYSTEM Beaucoup d’efforts pour un système de cryptographie très évolué … Il y a peu de chances que les pirates s’attaquent à cette liaison complexe…. Il sera bien plus facile de récupérer les données à la source … Voir site web HDCP : http://www.digital-cp.com/home La spécification officielle du HDCP version 1.3 … qui a subi de nombreuses évolutions….et qui en connaîtra encore…. Comment résumer un système de cryptage aussi complexe ?? Un excellent article de Jean-Pierre Landragin dans la Revue du Son de décembre 2006 réussit l’exploit de résumer en 1 page le processus d’authentification du HDCP ! On reste perplexe devant une telle complexité ! Et on espère qu’elle ne posera pas de problèmes de compatibilité entre équipements …? Le HDCP est vraiment « le sujet qui fâche » comme l’expliquait l’article de l’UER

HDMI – Site Web - Présentations Pourquoi le HDMI ? Questions fréquentes sur le HDMI Liste des constructeurs supportant HDMI Présentation du groupe de travail HDMI Aperçu commercial en 4 pages

HDMI – Exemples concrets Dans un premier temps (déjà disponibles) Les lecteurs DVD/ SACD Haut de Gamme Les amplis Audio/Vidéo Haut de Gamme Les displays et projecteurs Ensuite : Tuners HDTV Satellite Tuners TNT …..PVRs et Enregistreurs ….

HDMI – exemples : Catalogue Pioneer Catalogue 2006 part 1 Catalogue 2006 part 2 Connectique amplis A/V haut de gamme Voir catalogue part 2

Exemple Pioneer : Système HDMI

HDMI – Conclusions provisoires fin 2005 S’appuyant sur DVI – déjà bien établi – et répondant au besoin d’une liaison A/V numérique non compressée pour relier les sources aux dispositifs d’affichage, le HDMI sera certainement un succès. Actuellement, il reste cependant limité au Haut de Gamme Les prix des câbles de qualité sont absolument prohibitifs ! …. Probablement les chinois peuvent ramener ces prix à un niveau raisonnable… Cependant, le câble reste complexe… donc cher ! Combien de temps devrons nous attendre pour une liaison optique A/V domestique ? (comme pour l’Audio ). En attendant, le VESA propose en ce début 2006 un nouvel interface filaire…..

Quoi de neuf en Janvier 2007 ? Le HDMI nouveau est arrivé ! (version 1.3) Voir le site : http://www.hdmi.org/ Supporte de plus hautes résolutions > 1080p ! Supporte des fréquences image supérieures Espace colorimétrique plus vaste Profondeur de quantification jusqu’à 48 bits/pixel ! Le HDMI 1.3 pourra être employé dans toutes les applications Audio-Vidéo et informatiques, bien au-delà de ce que nous connaissons aujourd’hui…. Le HDMI 1.3 veut devenir l’interface universel et il s’en donne les moyens !!

Visite guidée du HDMI 1.3 Le « centre de formation HDMI » a mis en ligne 5 petits films expliquant parfaitement les améliorations de cette version 1.3 : Présentation générale HDMI Pourquoi la version 1.3 ? Débit supérieur jusqu’à 10.2 Gbits/s Espace colorimétrique élargi : « Deep Color » Capacités Audio élargies : nouveaux formats audio (Notons les nouveaux formats audio multicanal « lossless » chez Dolby et chez DTS : remarquables améliorations)

xvYCC : extension de l’espace colorimétrique Cette évolution était prévue depuis un certain temps : ITU-R BT 1361 (annexe A) mais elle ne se concrétise qu’aujourd’hui car : Les projecteurs Laser et les displays à LED existent avec un espace élargi. Les Caméras peuvent dépasser l’espace 601 ou 709 Il manquait l’interface : HDMI v1.3 est maintenant disponible La norme IEC 61966-2-4 définit les applications vidéo Le salon CES de Janvier 2007 a permis à de nombreux constructeurs de présenter leurs produits : Caméras SONY HC-7 Logo SONY pour les produits xvYCC Projecteur à Laser Mitsubishi Powerpoint du JEITA pour expliquer simplement…en japonais. Et critiques inévitables…. Démo ratée !….TV obsolète ! Clairement la compatibilité nous réservera quelques surprises …..

HDMI version 1.3 - Conclusions Ainsi équipé de ses nouvelles fonctionnalités, le HDMI 1.3 pourra couvrir tous les besoins futurs de l’Audio-Visuel et de l’informatique…. Il n’y a plus de limitations pour la résolution, la qualité de l’image et du son, mais il y a toujours un grand nombre de conducteurs dans le câble et la distance est toujours limitée à 5 ou 10 mètres ! Il devient urgent de multiplexer tout cela sur une ou deux fibres optiques… certains produits existent déjà… à 500 Euros ! Notons l’apparition du connecteur miniaturisé pour Caméscopes… espérons qu’il ne sera pas trop fragile ! La Péritel est morte ! longue vie au HDMI !