Mit der Einführung von DVI haben die IT-Hersteller den Schwenk von der analogen zur digitalen Schnittstelle im PC-Bereich vollzogen. Es erreicht mit einem digitalen Single-Link eine Auflösung von maximal 1600 x 1200 Pixel bei einer Bildwiederholfrequenz von 60 Hz. Per Dual-Link-Verfahren ermöglicht DVI eine Auflösung von 2560 x 1920 Pixel. Ein Manko von DVI ist die fehlende Audio-Unterstützung.
Als praktikable Lösung für den Heimbereich wurde auf Basis von DVI der HDMI-Anschluss entwickelt. Dieses Interface überträgt ausschließlich digitale, hochauflösende Video- und Audio-Daten mit hoher Bandbreite zwischen einem Abspiel- und Wiedergabegerät. Mit HDMI kann der nächste Fernsehstandard HDTV – der sich bereits in der Testphase befindet – realisiert werden. Allerdings ist HDMI nicht für den PC-Bereich konzipiert, obwohl es mittlerweile einige Lösungen (Grafikkarten) mit HDMI-Support gibt. Mit HDMI zieht ebenfalls das Kopierschutzverfahren HDCP erstmals ins Wohnzimmer ein.
Die Nachfolge von DVI und HDMI soll die nächste Schnittstellengeneration namens UDI übernehmen. Das Unified Display Interface wird von einer Special Interest Group (SIG) unter Federführung von Intel entwickelt. Erste Geräte mit einem UDI-Anschluss sollen nicht vor 2007 auf dem Markt erscheinen. Welche Eigenschaften beziehungsweise Vorteile UDI gegenüber HDMI und DVI besitzt, erläutert detailliert unser Artikel.
Entwicklung von VGA, DVI und HDMI
Die Tage der VGA-Schnittstelle sind laut aktueller Marktanalysen gezählt. Immer mehr Kunden verlangen Displays mit digitalem Interface wie DVI oder HDMI. Nicht zuletzt ist dieser Trend auf den Wechsel von anlogen CRT-Monitoren hin zu digitalen LCD-Bildschirmen begründet.
Im Heimbereich herrschen noch die auf Analogtechnik basierenden Schnittstellen wie S-Video oder SCART vor. Der im PC-Bereich etablierte digitale DVI-Anschluss konnte sich auf Home-User-Terrain nie richtig durchsetzen – auch wegen der fehlenden Audio-Unterstützung – wie die Marktanalyse von Instat im nachfolgenden Diagramm zeigt. Wesentlich geeigneter für den Home-Sektor-Bereich als DVI, gewinnt HDMI immer mehr an Bedeutung.
Aus heutiger Sicht stehen somit als HD-Video-Schnittstelle der für den PC-Bereich konzipierte DVI-Anschluss und HDMI für den Home-Bereich zur Verfügung. Da aber der PC- und Home-Entertainment-Sektor immer mehr zusammenschmelzen und darüber hinaus die Anforderungen mit HDTV hinsichtlich Bild- und Audio-Qualität weiter steigen werden, können beide Interfaces die zukünftigen Anforderungen nicht erfüllen.
Der UDI-Anschluss soll aus diesem Dilemma heraushelfen. Dieser ist sowohl zu DVI als auch zu HDMI abwärtskompatibel und soll höhere Übertragungsbandbreiten bieten. Zusätzlich soll er durch definierte Stecker einfacher in der Usability sein und weniger an Lizenz kosten.
HDMI im Detail
Seit Dezember 2005 liegt die HDMI-Spezifikation in der Version 1.2a vor. HDMI ist eine Weiterentwicklung des DVI-Anschlusses, erweitert um die Fähigkeit, Audio-Daten zu übertragen. Darüber hinaus ist HDMI mit High Definition Content Protection ausgestattet. HDCP verhindert, dass geschützte Video- und Audio-Daten über diese Schnittstelle ausgelesen werden können und somit unerlaubt zur Kopierzwecken bereitstehen. Zu den HDMI-Entwicklern gehören Unternehmen wie Hitachi, Philips, Silicon Image, Sony und Toshiba.
Das Herzstück eines HDMIs bildet ein so genannter TMDS-Transmitter (Transition Minimized Differential Signalling). Die Datenübertragung zwischen Sender und Empfänger erfolgt über die vier Kanäle eines Transmitters. Diese bestehen aus differenziellen Leitungspaaren – ähnlich wie bei der PCI-Express-Schnittstelle – die miteinander kommunizieren.
Ein zusätzlicher Display-Data-Channel überträgt Informationen zu Konfigurationszwecken und zur Statusabfrage zwischen Sende- und Empfangsgerät. Dabei liest das Sendegerät die so genannten Enhanced Extended Display Identification Data (E-EDID), um zum Beispiel das angeschlossene Display optimal zu konfigurieren. Optional verfügt der HDMI-Anschluss über einen Consumer-Electronics-Control-Kanal (CEC), über den elementare Kontrollfunktionen via Fernbedienung wie Play oder Pause zu allen angeschlossenen Geräten übertragen werden können.
Das HDMI überträgt die Audio-, Video- und zusätzlichen Daten über drei separate TMDS-Data-Kanäle. Die Video-Pixel-Frequenz besitzt einen eigenen Übertragungskanal und wird vom Empfänger zur Datenwiederherstellung der drei TMDS-Datenkanäle benutzt.
Video-Informationen überträgt HDMI als eine Serie von 24-Bit-Pixels über die drei TMDS-Kanäle. Dabei konvertieren die TMDS-Encoder des Senders die 8 Bit pro Kanal in eine 10-Bit-DC-balanced- und fehlertolerante Sequenz. Diese Datenströme werden seriell über die drei Leitungspaare mit einer Geschwindigkeit von 10 Bit pro Pixel-Clock-Periode übertragen. Die Video-Pixel-Frequenz kann zwischen 25 MHz und 165 MHz variieren.
Die HDMI-Spezifikationen beinhalten zwei verschiedene Steckervarianten. Der Stecker Typ A besitzt 19 Pins und ist mit nur einem TMDS-Link ausgestattet. Der B-Typ-Anschluss verfügt über 29 Pins und unterstützt zwei TMDS-Links. Im Gegensatz zum A-Typ-Anschluss kann der B-Typ-Connector mit Pixel-Raten von über 165 MPixel pro Sekunde arbeiten. Dadurch ermöglicht diese Dual-Link-Technologie den Anschluss von Displays mit Auflösungen jenseits von 1980 x 1200 Pixel.
Im Januar 2006 kündigte das HDMI-Konsortium an, in der nächsten HDMI-Revision die Bandbreite der Schnittstelle zu erhöhen. Darüber hinaus soll ein kleinerer kompakter HDMI-Anschluss vorgestellt werden.
Details zur UDI-Schnittstelle
Um den zukünftigen hohen Anforderungen an eine digitale Audio-Video-Schnittstelle gerecht zu werden und dem HDMI-Konsortium etwas Adäquates entgegenzusetzen, formierten sich Ende 2005 namhafte IT-Hersteller wie Samsung, Apple, LG, National Semiconductor und NVIDIA unter Leitung von Intel zu der Unified Display Interface Special Interest Group (UDISIG). Erste spärliche Informationen zu UDI wurden auf dem Intel Developer Forum (IDF) im Frühjahr 2006 vorgestellt.
UDI ist abwärtskompatibel zu DVI und HDMI. Auch den Kopierschutz HDCP (High Definition digital Content Protection) mussten die Entwickler integrieren. Im Gegensatz zu DVI oder HDMI, bei denen hohe Lizenzgebühren an Silicon Image gezahlt werden müssen und die Endgeräte nicht unerheblich verteuern, sollen diese bei UDI laut Intel sehr gering sein. Dadurch will das UDI-Konsortium die Akzeptanz dieser Schnittstellen bei vielen Herstellern weiter steigern. Außerdem soll das einheitliche Interface sowohl für Consumer-Elektronikgeräte als auch für PCs geeignet sein. Erste Produkte mit einem UDI wird es laut Intel aber nicht vor 2007 geben.
UDI - Technische Spezifikationen
Aktuell liegen die technischen Spezifikationen von UDI in der unveröffentlichten Draft-Version 0,8 vor. Das UDI-SIG-Konsortium beabsichtigt, bis Ende 2006 die finale Spezifikation 1.0 zu veröffentlichen.
Wie HDMI arbeitet auch UDI ähnlich wie PCI-Express. Über drei differenzielle serielle Leitungspaare, den so genannten Data-Link, überträgt UDI die RGB-Bildinformationen von der Quelle zum Anzeigegerät. Die Synchronisation übernimmt eine zusätzliche Clock-Link-Verbindung, die im GHz-Bereich arbeitet. Der Vorteil von UDI ist, dass die variable Clock-Rate proportional zur erforderlichen Pixel-Clock-Frequenz arbeitet. Auch die neue Schnittstelle nutzt das 8b10b-Encoding zur sicheren Übertragung der Nutzinformationen.
Für den Austausch von Konfigurationsdaten zwischen den Geräten besitzt UDI einen Control-Link (I2C-Bus). Dieser arbeitet mit einer maximalen Geschwindigkeit von 100 kHz. Darüber hinaus stehen weitere Leitungen wie 5-V-Spannung, Hotplug-Detection oder externe Stromversorgung zur Verfügung.
UDI-Stecker/Buchsen
Um die Handhabung so einfach und sicher wie möglich zu machen, verfügt das UDI über zwei Varianten von Steckern beziehungsweise Buchsen.
Als Standard besitzt eine UDI-Sendequelle wie zum Beispiel ein PC einen U(T)-Anschluss. Dieser kann über ein geeignetes Adapterkabel an ein UDI-Display oder an einen HDMI-fähigen Fernseher angeschlossen werden. Um Verwechslungen vorzubeugen, besitzt das Display den Anschlusstyp U(R). Da UDI zu HDMI abwärtskompatibel ist, kann der Anwender ein Kabel mit HDMI-Stecker Typ A an das Fernsehgerät anschließen.
Weitere Vorteile einer UDI-Steckverbindung sind laut Intel kompakte Bauform, hohe Übertragungsraten bei geringen Signal-Interferenzen und ein verbesserter Schutz gegen elektromagnetische Interferenzen (EMI) sowie eine zusätzliche Spannungsleitung, um Fremdgeräte damit zu versorgen.
Fazit
UDI zeigt gute Ansätze, um ein geeigneter Video-Standard zur Übertragung von HD-Inhalten zu werden. Er besitzt eine hohe Übertragungsrate und eine kompakte Bauform. Zusätzlich ist UDI abwärtskompatibel und bietet den von der Musik- und Filmindustrie geforderten Support für den Kopierschutz HDCP.
Allerdings bleibt die Frage, ob UDI überhaupt nötig ist. Denn HDMI weist außer einer etwas geringeren Bandbreite und dem Fehlen einiger Kontrollfunktionen sowie der “kompakteren“ Bauform genügend Potenzial auf, um aktuelle Bildinhalte in HD-Qualität darzustellen. Zudem gibt es bereits HDMI-Lösungen für den PC, die Filme per HDMI zum Fernseher übertragen. Darüber hinaus hat das HDMI-Konsortium im Januar 2006 angekündigt, die Bandbreite in der nächsten Revision der Spezifikationen zu erhöhen und einen kleineren kompakten Anschluss vorzustellen sowie neue Features zu implementieren.
So ist es auch nicht verwunderlich, dass das UDI-SIG-Konsortium weiter händeringend nach neuen Mitgliedern sucht, um so die zukünftige Marktdurchdringung von Produkten mit einem UDI-Anschluss zu erhöhen. (hal)