Heimkino-Schnittstelle
HDMI 2.1 – mit leistungsfähigem Audio-Rückkanal
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Bandbreite für die eARC-Datenübertragung
Die Datenrate für eARC ist für eine maximale Audio-Nutzlast von 36,8 Mbit/s ausgelegt. Dieser Wert entspricht genau acht unkomprimierten Audiokanälen, digitalisiert mit 24 bit und mit einer Abtastrate von 192 kHz. Dies ist auch die maximale Audiobandbreite, die für Blu-ray verwendet wird. Der Wert entspricht auch der Audiobandbreite eines vierkanaligen I2S-Interfaces (Inter-IC Sound) – der elektrischen Schnittstelle zwischen ICs, die am häufigsten zur Übertragung von Audiodaten in High-End-Audiogeräten verwendet wird.
Zusammen mit den Protokoll-Verwaltungsdaten beträgt die maximale Brutto-Datenrate von eARC 98 Mbit/s. Die bereits existierenden HDMI-Kabel mit Ethernet-Kanal, die für 100 Mbit/s ausgelegt sind, können also für den Anschluss von eARC-fähigen Geräten verwendet werden.
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Von eARC unterstützte Audioformate:
Unkomprimierte Audiosignale:
- zwei bis acht Kanäle, alle HDMI-Standardabtastraten, Frequenzen und Datenraten bis 192 kHz und 24 bit,
- bis zu 32 Kanäle bei reduzierten Abtastraten, beispielsweise 16 Kanäle mit 96 kHz und 32 Kanäle mit 48 kHz.
Dolby-Formate:
- Dolby Digital (AC-3),
- AC-4,
- Dolby Digital Plus (E-AC-3, 192 kHz × 2 Kanäle × 16 bit),
- Dolby TrueHD,
- Dolby-Atmos.
DTS-Formate:
- DTS,
- DTS-HD Master Audio,
- DTS: X.
Fraunhofer-Formate:
HDMI definiert keine Audiodatenformate und schreibt nicht vor, welche Formate verwendet werden dürfen und welche nicht. Daher können weitere Formate zu dieser Liste hinzugefügt werden.
Es gibt jedoch zwei Audio-Anwendungen, die mit eARC Schwierigkeiten bereiten können: DVD-Audio und Super Audio CD. Dies sind reine Audio-Discs, die weitgehend veraltet sind. Zu beachten ist, dass DVD-Audio nicht mit der Audiospur eines DVD-Films identisch ist. Diese Einschränkung lässt sich meist überwinden, indem der High-End-Audioplayer direkt an den Verstärkereingang angeschlossen wird.
Schnittstellen-ICs für eARC
Der eARC-Empfänger SiI9437 und der eARC-Sender SiI9438 von Lattice – beide im 32-poligen QFN-Gehäuse – empfangen bzw. senden die eARC-Daten über ein HDMI-Kabel.
Beide ICs wurden so konzipiert, dass Hersteller von Fernsehgeräten, Computerbildschirmen, AV-Receivern und Aktiv-Lautsprechersystemen eARC problemlos in ihre bestehenden Gerätekonzepte integrieren können – auch wenn HDMI in ein System-on-Chip integriert ist.
Die beiden eARC-ICs senden und empfangen keine HDMI-Signale; sie werden nur mit den eARC-Anschlüssen 14 und 19 der HDMI-Buchse verbunden.
Dies ermöglicht die Integration der ICs in bestehende Schaltungen mit HDMI-Sendern und -Empfängern, die jede beliebige HDMI-Version unterstützen können (Bild 3).
Über eARC stellen Sender-IC und Empfänger-IC eine Brücke her, mit der die S/PDIF- bzw. I2S-Audioschnittstellen in den jeweiligen Geräten verbunden werden – per differentiellem eARC-Signal und bis zur maximalen Datenrate von 98 Mbit/s.
In beiden ICs ist eine I2C-Schnittstelle zur Steuerung implementiert, die auch als Brücke für den eARC-Datenkanal dienen kann, der sowohl vom SiI9437 und vom SiI9438 unterstützt wird. Lattice bietet für beide ICs auch Entwicklungskits an, CP9437 und CP9438 (Bild 4).
Der Autor
Marshall Goldberg
betreut als Senior Product Marketing Manager bei Lattice Semiconductor seit über zehn Jahren die HDMI- und MHL-Produkte. Er ist Präsident des MHL Consortium, der HDMI Licensing, LLC, und Vorsitzender der Marketing-Arbeitsgruppe des HDMI Forums. Goldberg leitet auch die Gruppe, die für die Definition der zukünftigen Merkmale der HDMI-Spezifikation verantwortlich ist und vertritt Lattice in der technischen Arbeitsgruppe des HDMI-Forums.
Sein Berufsleben ist geprägt von über fünfundzwanzig Jahren Erfahrung in der Vermarktung von Produkten im Bereich Grafik und Digital Video. Bevor Goldberg zu Lattice kam war er Marketingleiter und technischer Leiter bei Sigma Designs, einem Anbieter von SoCs, und bei Wink, einem Pionier für interaktive TV-Systeme, wo er das Team leitete, das programminteraktive Fernsehanwendungen für die großen US-Fernsehsender wie CNN, NBC und HBO produzierte.
Goldberg begann seine Karriere bei Berkeley Systems, wo er das Entwicklerteam leitete, das für mehrere Versionen des „After Dark“-Bildschirmschoners verantwortlich war. Er ist Absolvent der Universität von Kalifornien, Berkeley und hält mehrere Patente in den Bereichen Audio- und digitaler Fernsehsysteme.
marshall.goldberg@latticesemi.com
- HDMI 2.1 – mit leistungsfähigem Audio-Rückkanal
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