Reparación de Cable HDMI

[summary]El Cable de Interfaz Multimedia de Alta Definición (HDMI) es un cable de interfaz de audio/video propietario que se utiliza habitualmente para conectar un dispositivo fuente a un dispositivo de salida, como un ordenador a un monitor, o una consola de juegos a un televisor. El HDMI es un reemplazo digital de los estándares de video analógico.[ /summary]

La Interfaz Multimedia de Alta Definición (HDMI) es un estándar de interfaz de audio/video propietario que se introdujo en 2002 para transmitir video digital sin comprimir y audio digital comprimido o sin comprimir a través de un único cable.

Fue desarrollado conjuntamente por varias firmas electrónicas importantes (Philips, Sony, Panasonic, Toshiba, etc.) para reemplazar las conexiones analógicas y asegurar la compatibilidad entre dispositivos. El HDMI es omnipresente en la electrónica de consumo: televisores, monitores, proyectores, reproductores de Blu-ray/DVD, consolas de juegos, dispositivos de streaming, barras de sonido, ordenadores portátiles e incluso ha aparecido en sistemas comerciales y de automoción.

A diferencia de los conectores analógicos más antiguos, el HDMI es totalmente digital (y retrocompatible con DVI de enlace único). Aunque se han creado nuevas versiones de HDMI, añadiendo funcionalidad adicional, el HDMI sigue manteniendo la misma interfaz de 19 pines y el cableado básico. En 2021, se habían enviado alrededor de 10.000 millones de dispositivos compatibles con HDMI en todo el mundo.

Lanzado el 9 de diciembre de 2002, el HDMI 1.0 es una interfaz de conector de audio/video digital de un solo cable. Utiliza la arquitectura de enlace DVI, transmitiendo video en el mismo formato pero añadiendo audio y otros datos auxiliares durante los intervalos de supresión.

El HDMI 1.0 admite un reloj TMDS máximo de 165 MHz, proporcionando un ancho de banda de 4,95 Gbit/s por enlace, similar al DVI. Define dos conectores: Tipo-A y Tipo-B, con una disposición de pines basada en los conectores DVI-D de enlace único y DVI-D de enlace dual, respectivamente; sin embargo, el conector Tipo-B nunca se utilizó en productos comerciales.

El HDMI 1.0 utiliza codificación TMDS para la transmisión de video, ofreciendo 3,96 Gbit/s de ancho de banda de video (capaz de mostrar 1920 × 1080 o 1920 × 1200 a 60 fotogramas por segundo) y audio LPCM de 8 canales a una resolución de 192 kHz/24 bits. El HDMI 1.0 requiere soporte para video RGB, con soporte opcional para Y′CBCR 4:4:4 y 4:2:2 (obligatorio si el dispositivo admite Y′CBCR en otras interfaces). Al usar submuestreo 4:2:2, se permite una profundidad de color de 10 bpc (30 bits por píxel) o 12 bpc (36 bits por píxel), pero solo se permite una profundidad de color de 8 bpc (24 bits por píxel) cuando se usa RGB o Y′CBCR 4:4:4.

El HDMI 1.0 solo admite formatos de video predefinidos específicos, incluidos todos los formatos definidos en EIA/CEA-861-B y algunos formatos adicionales enumerados en la propia Especificación HDMI. Además, todas las fuentes/sumideros HDMI deben ser capaces de enviar/recibir video DVI de enlace único nativo y cumplir totalmente con la Especificación DVI.

Lanzado el 20 de mayo de 2004, el HDMI 1.1 añade soporte para DVD-Audio. No se implementaron otras actualizaciones significativas.

Lanzado el 8 de agosto de 2005, el HDMI 1.2 introdujo la opción de audio de un bit, similar a los Super Audio CD, capaces de admitir hasta 8 canales. Para mejorar su compatibilidad con dispositivos PC, la versión 1.2 relajó el requisito de formatos explícitamente admitidos. Permitió a los fabricantes crear formatos específicos del proveedor, permitiendo resoluciones y frecuencias de refresco arbitrarias, en lugar de estar restringidos a una lista predefinida de formatos compatibles.

El HDMI 1.2 también añadió soporte explícito para varios formatos nuevos, incluidos 720p a 100 Hz y 120 Hz. Además, relajó los requisitos de soporte de formato de píxeles, eliminando la necesidad de que las fuentes con solo salida RGB nativa (fuentes de PC) admitieran salida Y′CBCR.

HDMI 1.2a, lanzado el 14 de diciembre de 2005, especifica completamente las características de Control Electrónico de Consumo (CEC), conjuntos de comandos y pruebas de cumplimiento de CEC.

El HDMI 1.3, lanzado el 22 de junio de 2006, mejoró el reloj TMDS máximo a 340 MHz, permitiendo un ancho de banda de video de 8,16 Gbit/s. Este ancho de banda es suficiente para una resolución de 1920 x 1080 a 144 Hz o una resolución de 2560 x 1440 a 75 Hz. Al igual que las versiones anteriores, el HDMI 1.3 emplea codificación TMDS. Introdujo soporte para una profundidad de color de 10 bpc, 12 bpc y 16 bpc, conocido como color profundo, con 30, 36 y 48 bits por píxel. Además, amplió los espacios de color admitidos para incluir el espacio de color xvYCC, además de los espacios de color ITU-R BT.601 y BT.709 admitidos por versiones anteriores.

El HDMI 1.3 también introdujo la capacidad de transportar metadatos que definen los límites de la gama de colores. Además, permite opcionalmente la salida de flujos de audio Dolby TrueHD y DTS-HD Master Audio para la decodificación externa mediante receptores AV. Asimismo, el HDMI 1.3 incorpora una capacidad de sincronización de audio automática (sincronización de audio y video). Definió las Categorías de cable 1 y 2, probando el cable de Categoría 1 hasta 74,25 MHz y el de Categoría 2 hasta 340 MHz. El HDMI 1.3 también introdujo el nuevo conector HDMI tipo C “Mini” para dispositivos portátiles.

HDMI 1.3a, lanzado el 10 de noviembre de 2006, introdujo modificaciones en el cable y el sumidero para el HDMI tipo C, recomendaciones de terminación de fuente y eliminó los límites de subimpulso y los tiempos máximos de subida/bajada. Además, ajustó los límites de capacitancia CEC y reintrodujo comandos CEC para el control del temporizador, incorporando comandos de control de audio. El HDMI 1.3a introdujo la capacidad opcional de transmitir SACD en su formato DST de flujo de bits en lugar de DSD sin comprimir. Se requiere registro para descargar el HDMI 1.3a de forma gratuita.

El HDMI 1.4, lanzado el 5 de junio de 2009, llegó al mercado inicialmente después del segundo trimestre de 2009. Mantuvo el ancho de banda de la versión anterior e introdujo temporizaciones estandarizadas para 4096 × 2160 a 24 Hz, 3840 × 2160 a 24, 25 y 30 Hz, y añadió soporte explícito para 1920 × 1080 a 120 Hz con temporizaciones CTA-861. El HDMI 1.4 también introdujo un Canal Ethernet HDMI (HEC) que permite una conexión Ethernet de 100 Mbit/s entre dos dispositivos conectados por HDMI, permitiéndoles compartir una conexión a Internet.

Además, introdujo un canal de retorno de audio (ARC), 3D sobre HDMI, un nuevo Conector Micro HDMI, un conjunto ampliado de espacios de color, incluyendo sYCC601, Adobe RGB y Adobe YCC601, y un Sistema de Conexión Automotriz. El HDMI 1.4 también definió varios formatos 3D estereoscópicos, incluyendo alternancia de campo (entrelazado), empaquetado de cuadros (un formato de resolución completa superior-inferior), alternancia de línea completa, lado a lado mitad, lado a lado completo, 2D + profundidad y 2D + profundidad + gráficos + profundidad de gráficos (WOWvx).

El HDMI 1.4 exige que las pantallas 3D implementen el formato 3D de empaquetado de cuadros a 720p50 y 1080p24 o 720p60 y 1080p24. Los cables HDMI de alta velocidad definidos en el HDMI 1.3 funcionan con todas las características del HDMI 1.4, excepto con el Canal Ethernet HDMI, que requiere el nuevo Cable HDMI de alta velocidad con Ethernet definido en el HDMI 1.4.

HDMI 1.4a, lanzado el 4 de marzo de 2010, introdujo dos formatos 3D obligatorios para contenido de transmisión. Sin embargo, la implementación de estos formatos se retrasó hasta que el mercado de transmisiones 3D proporcionó orientación. El HDMI 1.4a ha definido formatos 3D obligatorios para contenido de transmisión, juegos y películas. Requiere que las pantallas 3D implementen el formato 3D de empaquetado de cuadros a 720p50 y 1080p24 o 720p60 y 1080p24, lado a lado horizontal a 1080i50 o 1080i60, y superior-inferior a 720p50 y 1080p24 o 720p60 y 1080p24.

HDMI 1.4b, lanzado el 11 de octubre de 2011, contenía solo aclaraciones menores al documento 1.4a. Fue la última versión del estándar de la que HDMI LA fue responsable. Todas las versiones posteriores de la Especificación HDMI fueron producidas por el Foro HDMI, establecido el 25 de octubre de 2011.

El HDMI 2.0, también conocido por algunos fabricantes como HDMI UHD, se lanzó el 4 de septiembre de 2013.

El HDMI 2.0 mejora el ancho de banda máximo a 18,0 Gbit/s. Aunque conserva la codificación TMDS utilizada en versiones anteriores para la transmisión de video, lo que permite un ancho de banda de video máximo de 14,4 Gbit/s, el HDMI 2.0 permite la transmisión de video 4K a 60 fotogramas por segundo con una profundidad de color de 24 bits por píxel.

Además, el HDMI 2.0 admite el espacio de color Rec. 2020, hasta 32 canales de audio, una frecuencia de muestreo de audio de hasta 1536 kHz, flujos de video duales para múltiples usuarios en la misma pantalla, hasta cuatro flujos de audio, submuestreo de croma 4:2:0, formatos 3D de 25 fotogramas por segundo, soporte para la relación de aspecto 21:9, sincronización dinámica de flujos de video y audio, los estándares de audio HE-AAC y DRA, capacidades 3D mejoradas y funciones CEC adicionales.

HDMI 2.0a, lanzado el 8 de abril de 2015, introdujo soporte para video de Alto Rango Dinámico (HDR) con metadatos estáticos.

HDMI 2.0b, lanzado en marzo de 2016, admitía inicialmente el mismo estándar HDR10 que el HDMI 2.0a, según se especifica en la especificación CTA-861.3. Sin embargo, en diciembre de 2016, se añadió soporte adicional para el transporte de Video HDR al HDMI 2.0b a través de la especificación CTA-861-G, que extendió la señalización de metadatos estáticos para incluir log-gamma híbrido (HLG).

El HDMI 2.1, anunciado oficialmente por el Foro HDMI el 4 de enero de 2017, se lanzó el 28 de noviembre de 2017. Introduce soporte para resoluciones y frecuencias de refresco más altas, incluyendo 4K 120 Hz y 8K 60 Hz. El HDMI 2.1 también introduce una nueva categoría de cable HDMI llamada Ultra Alta Velocidad, que certifica cables capaces de transmitir datos a las nuevas velocidades más altas requeridas por estos formatos. Los cables HDMI de Ultra Alta Velocidad son retrocompatibles con dispositivos HDMI más antiguos, mientras que los cables más antiguos son compatibles con los nuevos dispositivos HDMI 2.1. Sin embargo, el ancho de banda completo de 48 Gbit/s solo se admite con los nuevos cables.

Algunos sistemas pueden no ser capaces de utilizar HDMI 2.1 debido a las restricciones del Foro HDMI sobre su uso en implementaciones open source, como los controladores open source de Linux. En consecuencia, los usuarios de estos sistemas podrían necesitar recurrir a DisplayPort en su lugar para acceder a altas resoluciones y velocidades.

Los formatos de video que exigen más ancho de banda que 18,0 Gbit/s, como 4K 60 Hz 8 bpc RGB, 4K 60 Hz 10 bpc (HDR), 4K 120 Hz y 8K 60 Hz, pueden necesitar el uso de los nuevos cables de “Ultra Alta Velocidad” o “Ultra Alta Velocidad con Ethernet”. Cabe destacar que las otras funciones novedosas del HDMI 2.1 son compatibles con los cables HDMI existentes.

El aumento en el ancho de banda máximo se logra mejorando la tasa de bits de los canales de datos y expandiendo el número de canales. Las versiones anteriores de HDMI utilizaban tres canales de datos, cada uno capaz de operar hasta 6,0 Gbit/s en HDMI 2.0 o hasta 3,4 Gbit/s en HDMI 1.4. Además, se dedicaba un canal adicional para transmitir la señal de reloj TMDS, que opera a una fracción de la velocidad del canal de datos. Para velocidades de señalización de hasta 3,4 Gbit/s, la señal de reloj TMDS opera a una décima parte de la velocidad del canal de datos (hasta 340 MHz), mientras que para velocidades de señalización entre 3,4 y 6,0 Gbit/s, opera a una cuadragésima parte de la velocidad (hasta 150 MHz).

El HDMI 2.1 duplica la tasa de señalización de los canales de datos a 12 Gbit/s. La estructura de datos se ha modificado para adoptar un nuevo formato basado en paquetes con una señal de reloj integrada, lo que permite que el canal de reloj TMDS anteriormente dedicado se utilice como un cuarto canal de datos. En consecuencia, la tasa de señalización a través de este canal también aumenta a 12 Gbit/s. Estos cambios resultan en una mejora significativa del ancho de banda agregado, de 18,0 Gbit/s (3 × 6,0 Gbit/s) a 48,0 Gbit/s (4 × 12,0 Gbit/s), lo que representa una mejora sustancial de 2,66× en el ancho de banda.

Los datos se transmiten de manera más eficiente empleando un esquema de codificación 16b/18b, que asigna una mayor parte del ancho de banda para la transmisión de datos en comparación con el esquema de balanceo de CC utilizado en versiones anteriores (88,8 % en comparación con el 80 %). Esto, junto con el aumento de ancho de banda de 2,66×, eleva la tasa de datos máxima del HDMI 2.1 de 14,4 Gbit/s a 42,6 Gbit/s. Después de deducir el gasto general asociado con FEC, la tasa de datos utilizable se aproxima a 42,0 Gbit/s, que es aproximadamente 2,92× la tasa de datos del HDMI 2.0.

El HDMI 2.1 ofrece un ancho de banda de 48 Gbit/s, que es suficiente para mostrar una resolución 8K a aproximadamente 50 fotogramas por segundo (fps). Esta resolución se puede lograr con un espacio de color RGB o Y′CBCR 4:4:4 de 8 bits por color (bpc). El HDMI 2.1 también admite Compresión de Flujo de Pantalla (DSC), lo que permite formatos aún más altos. Con DSC, el HDMI 2.1 puede admitir una resolución 8K (7680 × 4320) a 120 fps o una resolución 10K (10240 × 4320) a 100 fps, todo con un espacio de color RGB/4:4:4 de 8 bpc. Además, combinar DSC con submuestreo de croma Y′CBCR (4:2:2 o 4:2:0) puede mejorar aún más los formatos admitidos.

HDMI 2.1a, lanzado el 15 de febrero de 2022, introdujo soporte para Mapeo de Tonos Basado en la Fuente (SBTM). HDMI 2.1b se lanzó más tarde, el 10 de agosto de 2023.

El HDMI 2.2, anunciado el 6 de enero de 2025, se espera que sea lanzado en la primera mitad de 2025. Introduce una tasa de bits máxima de 96 Gbit/s y admite el Protocolo de Indicación de Latencia (LIP) para mejorar la sincronización de audio y video.

1. TMDS data2+
2. Escudo TMDS data2
3. TMDS data2−
4. TMDS data1+
5. Escudo TMDS data1
6. TMDS data1−
7. TMDS data0+
8. Escudo TMDS data0
9. TMDS data0−
10. TMDS clock+
11. Escudo TMDS clock
12. TMDS clock−
13. Control Electrónico de Consumo (CEC)
14. Reservado (HDMI 1.0–1.3a)
    • Utilidad/HEAC+ (HDMI 1.4+
    • opcional
    • Canal Ethernet HDMI (HEC)
    • Canal de Retorno de Audio (ARC))
15. SCL (reloj serial I²C para DDC)
16. SDA (datos seriales I²C para DDC)
17. Tierra (para DDC, CEC, ARC y HEC)
18. +5 V (hasta 50 mA)
19. Detección de conexión en caliente (todas las versiones)
    • HEAC− (HDMI 1.4+, opcional, Canal Ethernet HDMI y Canal de Retorno de Audio)

Conector	Nombre	Tamaño	Pines	Casos de uso
Type-A	HDMI estándar	13.9 mm x 4.45 mm	19 pines	Televisores, monitores, consolas de juegos, PC
Type-C	Mini HDMI	10.42 mm x 2.42 mm	19 pines (Sin embargo, todas las señales positivas de los pares diferenciales están intercambiadas con sus escudos correspondientes)	Cámaras DSLR, videocámaras, tabletas
Type-D	HDMI Micro	5.83 mm x 2.20	19 pines (con una disposición de pines diferente a la del Tipo-A)	Smartphones, cámaras compactas
Type-E	HDMI Automotriz	13.9 mm x 4.45 mm (con pestaña de bloqueo y carcasa resistente a la humedad)	19 pines	Sistemas de entretenimiento en el automóvil

• Conexión en caliente: Sí
• Externo: Sí
• Señal de audio:
  • LPCM
  • Dolby Digital
  • DTS
  • DVD-Audio
  • Dolby Digital Plus
  • Dolby TrueHD
  • Audio de alta resolución DTS-HD
  • DTS-HD Master Audio
  • MPCM
  • DSD
  • DST
  • Dolby Atmos
  • DTS:X
• Señal de video: Limitado por el ancho de banda disponible

• Señal de datos: Sí
• Tasa de bits: Hasta 48 Gbit/s, a partir de HDMI 2.1b
• Protocolos:
  • TMDS
  • Enlace de Tasa Fija (FRL)

• Fecha de lanzamiento: Diciembre de 2002
• Reemplaza a:
  • DVI
  • VGA
  • SCART
  • Componente RGB
  • S-Video
  • Video compuesto
• Estándar abierto: No

• Empresas fundadoras:
  • Hitachi
  • Panasonic
  • Philips
  • Silicon Image
  • Sony
  • Thomson
  • Toshiba
• Empresas de desarrollo de HDMI:
  1. Akrostar Technology Co., Ltd.
  2. Allion
  3. AMD
  4. Amlogic
  5. Analog Devices
  6. Analogix Semiconductor, Inc.
  7. Astrodesign
  8. Best Buy
  9. BitifEye Digital Test Solutions
  10. Broadcom Corporation
  11. Chrontel
  12. Crestron
  13. DisplayLink
  14. Dolby Laboratories
  15. Elka
  16. Epson
  17. Everpro Tech
  18. Extron Electronics
  19. Foxconn
  20. Fraunhofer-Gesellschaft
  21. Google
  22. Granite River Labs (GRL)
  23. Hirakawa Hewtech Corp.
  24. Hosiden
  25. Insight Test Labs
  26. Intel
  27. Integrated Service Technology
  28. ITE Tech. Inc.
  29. Japan Aviation Electronics Industry, Ltd
  30. JCE
  31. JPC Connectivity
  32. JVC Kenwood Corporation
  33. KET
  34. Keysight Technologies
  35. Lattice Semiconductor
  36. LG Electronics, Inc.
  37. LOTES Co., Ltd.
  38. LUXSHARE-ICT
  39. Maxell
  40. MediaTek Inc.
  41. Microsoft
  42. Murata Manufacturing Co., Ltd.
  43. Netflix
  44. Nexperia
  45. Novatek
  46. Nuvoton Technology Corporation
  47. NVIDIA
  48. Panasonic Corporation
  49. Parade Technologies
  50. Philips Electronics
  51. Qualcomm Incorporated
  52. Realtek Semiconductor Corp.
  53. Rohde & Schwarz
  54. Roku
  55. Samsung Electronics Co., Ltd.
  56. Sharp Corporation
  57. Socionext, Inc.
  58. Sony Corporation
  59. Sound United LLC
  60. Synaptics
  61. Synopsys
  62. T&CP LLC
  63. Tektronix
  64. Teledyne LeCroy
  65. Texas Instruments
  66. Toshiba
  67. REGZA Corporation
  68. UL LLC
  69. Unigraf
  70. VIA Technologies, Inc.
  71. VIZIO Holding Corp.
  72. WIESON Technologies
  73. Wilder Technologies
  74. Xperi Corporation
  75. Yamaha Corporation

• Sitio Web Oficial de la Organización HDMI
• Foro Oficial de HDMI
• Entrada de Wikipedia sobre HDMI