Aiuto Riparazione Cavo HDMI: scopri come ripararlo da solo.

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Autore: Jacob Mehnert

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L'HDMI (High-Definition Multimedia Interface) è uno standard di interfaccia audio/video proprietario introdotto nel 2002 per trasportare video digitale non compresso e audio digitale compresso o non compresso attraverso un singolo cavo.

È stato sviluppato congiuntamente da diverse importanti aziende di elettronica (Philips, Sony, Panasonic, Toshiba, ecc.) per sostituire le connessioni analogiche e garantire la compatibilità tra i dispositivi. L'HDMI è onnipresente nell'elettronica di consumo: TV, monitor, proiettori, lettori Blu-ray/DVD, console videogame, box per lo streaming, soundbar, laptop e persino nei sistemi automobilistici e commerciali.

A differenza dei connettori analogici più vecchi, l'HDMI è completamente digitale (ed è retrocompatibile con il DVI single-link). Sebbene siano state create versioni più recenti dell'HDMI che aggiungono funzionalità aggiuntive, l'HDMI mantiene la stessa interfaccia a 19 pin e il cablaggio di base. Al 2021, sono stati distribuiti in tutto il mondo circa 10 miliardi di dispositivi compatibili HDMI.

Pubblicato il 9 dicembre 2002, l'HDMI 1.0 è un'interfaccia di connessione audio/video digitale a cavo singolo. Utilizza l'architettura di collegamento DVI, trasmettendo il video nello stesso formato ma aggiungendo audio e altri dati ausiliari durante gli intervalli di blanking.

L'HDMI 1.0 supporta un clock TMDS massimo di 165 MHz, fornendo una larghezza di banda di 4,95 Gbit/s per collegamento, simile al DVI. Definisce due connettori: Tipo-A e Tipo-B, con piedinature basate rispettivamente sui connettori Single-Link DVI-D e Dual-Link DVI-D; tuttavia, il connettore Tipo-B non è mai stato utilizzato in prodotti commerciali.

L'HDMI 1.0 utilizza la codifica TMDS per la trasmissione video, offrendo 3,96 Gbit/s di larghezza di banda video (in grado di visualizzare 1920 × 1080 o 1920 × 1200 a 60 fotogrammi al secondo) e audio LPCM a 8 canali con risoluzione 192 kHz/24 bit. L'HDMI 1.0 richiede il supporto per il video RGB, con supporto opzionale per Y′CBCR 4:4:4 e 4:2:2 (obbligatorio se il dispositivo supporta Y′CBCR su altre interfacce). Quando si utilizza il sottocampionamento 4:2:2, è consentita una profondità di colore di 10 bpc (30 bit per pixel) o 12 bpc (36 bit per pixel), ma è permessa solo una profondità di colore di 8 bpc (24 bit per pixel) quando si utilizza RGB o Y′CBCR 4:4:4.

L'HDMI 1.0 supporta solo formati video specifici predefiniti, inclusi tutti i formati definiti in EIA/CEA-861-B e alcuni formati aggiuntivi elencati nella specifica HDMI stessa. Inoltre, tutte le sorgenti/sink HDMI devono essere in grado di inviare/ricevere video DVI Single-Link nativo e rispettare pienamente la specifica DVI.

Pubblicato il 20 maggio 2004, l'HDMI 1.1 aggiunge il supporto per DVD-Audio. Non sono stati implementati altri aggiornamenti significativi.

Pubblicato l'8 agosto 2005, l'HDMI 1.2 ha introdotto l'opzione One Bit Audio, simile ai Super Audio CD, in grado di supportare fino a 8 canali. Per migliorare la sua compatibilità con i dispositivi PC, la versione 1.2 ha allentato il requisito per i formati esplicitamente supportati. Ha permesso ai produttori di creare formati specifici del fornitore, consentendo risoluzioni e frequenze di aggiornamento arbitrarie, invece di essere limitati a un elenco predefinito di formati supportati.

L'HDMI 1.2 ha anche aggiunto il supporto esplicito per diversi nuovi formati, inclusi 720p a 100 Hz e 120 Hz. Inoltre, ha allentato i requisiti di supporto del formato pixel, eliminando la necessità per le sorgenti con sola uscita RGB nativa (sorgenti PC) di supportare l'uscita Y′CBCR.

HDMI 1.2a, rilasciato il 14 dicembre 2005, specifica completamente le caratteristiche di Consumer Electronic Control (CEC), i set di comandi e i test di conformità CEC.

L'HDMI 1.3, rilasciato il 22 giugno 2006, ha migliorato il clock TMDS massimo a 340 MHz, consentendo una larghezza di banda video di 8,16 Gbit/s. Questa larghezza di banda è sufficiente per una risoluzione di 1920 x 1080 a 144 Hz o 2560 x 1440 a 75 Hz. Come le versioni precedenti, l'HDMI 1.3 impiega la codifica TMDS. Ha introdotto il supporto per profondità di colore a 10 bpc, 12 bpc e 16 bpc, noto come deep color, con 30, 36 e 48 bit per pixel. Inoltre, ha ampliato gli spazi colore supportati per includere lo spazio colore xvYCC, oltre agli spazi colore ITU-R BT.601 e BT.709 supportati dalle versioni precedenti.

L'HDMI 1.3 ha anche introdotto la capacità di trasportare metadati che definiscono i confini della gamma cromatica. Inoltre, consente opzionalmente l'output di flussi Dolby TrueHD e DTS-HD Master Audio per la decodifica esterna da parte di ricevitori AV. L'HDMI 1.3 incorpora anche la capacità di sincronizzazione audio automatica (sincronizzazione audio video). Ha definito le Categorie di cavi 1 e 2, con il cavo di Categoria 1 testato fino a 74,25 MHz e la Categoria 2 testata fino a 340 MHz. L'HDMI 1.3 ha anche introdotto il nuovo connettore HDMI tipo C “Mini” per dispositivi portatili.

HDMI 1.3a, rilasciato il 10 novembre 2006, ha introdotto modifiche al cavo e al sink per l'HDMI tipo C, raccomandazioni per la terminazione della sorgente e ha eliminato i limiti di undershoot e il tempo massimo di salita/discesa. Inoltre, ha regolato i limiti di capacità CEC e reintrodotto i comandi CEC per il controllo del timer, incorporando i comandi di controllo audio. L'HDMI 1.3a ha introdotto la capacità opzionale di trasmettere SACD nel formato bitstream DST invece del DSD raw non compresso. È richiesta la registrazione per scaricare gratuitamente l'HDMI 1.3a.

L'HDMI 1.4, rilasciato il 5 giugno 2009, è arrivato sul mercato inizialmente dopo il secondo trimestre del 2009. Ha mantenuto la larghezza di banda della versione precedente e introdotto temporizzazioni standardizzate per 4096 × 2160 a 24 Hz, 3840 × 2160 a 24, 25 e 30 Hz, e ha aggiunto il supporto esplicito per 1920 × 1080 a 120 Hz con temporizzazioni CTA-861. L'HDMI 1.4 ha anche introdotto un canale Ethernet HDMI (HEC) che abilita una connessione Ethernet a 100 Mbit/s tra due dispositivi collegati tramite HDMI, consentendo loro di condividere una connessione Internet.

Inoltre, ha introdotto un canale di ritorno audio (ARC), 3D Over HDMI, un nuovo connettore Micro HDMI, un set esteso di spazi colore inclusi sYCC601, Adobe RGB e Adobe YCC601, e un sistema di connessione automobilistico. L'HDMI 1.4 ha anche definito diversi formati 3D stereoscopici, tra cui field alternative (interlacciato), frame packing (un formato full resolution top-bottom), line alternative full, side-by-side half, side-by-side full, 2D + profondità e 2D + profondità + grafica + profondità grafica (WOWvx).

L'HDMI 1.4 impone che i display 3D implementino il formato 3D frame packing a 720p50 e 1080p24 oppure a 720p60 e 1080p24. I cavi HDMI ad alta velocità definiti nell'HDMI 1.3 funzionano con tutte le funzionalità HDMI 1.4 eccetto il canale Ethernet HDMI, che richiede il nuovo cavo HDMI ad alta velocità con Ethernet definito nell'HDMI 1.4.

HDMI 1.4a, rilasciato il 4 marzo 2010, ha introdotto due formati 3D obbligatori per i contenuti broadcast. Tuttavia, l'implementazione di questi formati è stata ritardata fino a quando il mercato broadcast 3D non ha fornito indicazioni. L'HDMI 1.4a ha definito formati 3D obbligatori per contenuti broadcast, di gioco e film. Richiede che i display 3D implementino il formato 3D frame packing a 720p50 e 1080p24 oppure a 720p60 e 1080p24, side-by-side orizzontale a 1080i50 o 1080i60, e top-and-bottom a 720p50 e 1080p24 oppure a 720p60 e 1080p24.

HDMI 1.4b, rilasciato l'11 ottobre 2011, conteneva solo chiarimenti minori al documento 1.4a. È stata l'ultima versione dello standard di cui l'HDMI LA è stato responsabile. Tutte le versioni successive della specifica HDMI sono state prodotte dall'HDMI Forum, istituito il 25 ottobre 2011.

L'HDMI 2.0, noto anche come HDMI UHD da alcuni produttori, è stato rilasciato il 4 settembre 2013.

L'HDMI 2.0 aumenta la larghezza di banda massima a 18,0 Gbit/s. Sebbene mantenga la codifica TMDS utilizzata nelle versioni precedenti per la trasmissione video, che consente una larghezza di banda video massima di 14,4 Gbit/s, l'HDMI 2.0 abilita la trasmissione di video 4K a 60 fotogrammi al secondo con una profondità di colore di 24 bit per pixel.

Inoltre, l'HDMI 2.0 supporta lo spazio colore Rec. 2020, fino a 32 canali audio, una frequenza di campionamento audio fino a 1536 kHz, flussi video duali per più utenti sullo stesso schermo, fino a quattro flussi audio, sottocampionamento chroma 4:2:0, formati 3D a 25 fotogrammi al secondo, supporto per il formato 21:9, sincronizzazione dinamica dei flussi video e audio, gli standard audio HE-AAC e DRA, funzionalità 3D migliorate e funzioni CEC aggiuntive.

HDMI 2.0a, rilasciato l'8 aprile 2015, ha introdotto il supporto per video ad alta gamma dinamica (HDR) con metadati statici.

HDMI 2.0b, rilasciato a marzo 2016, supportava inizialmente lo stesso standard HDR10 dell'HDMI 2.0a, come specificato nella specifica CTA-861.3. Tuttavia, a dicembre 2016, è stato aggiunto all'HDMI 2.0b un ulteriore supporto per il trasporto video HDR tramite la specifica CTA-861-G, che ha esteso la segnalazione dei metadati statici per includere l'hybrid log-gamma (HLG).

L'HDMI 2.1, annunciato ufficialmente dall'HDMI Forum il 4 gennaio 2017, è stato rilasciato il 28 novembre 2017. Introduce il supporto per risoluzioni e frequenze di aggiornamento più elevate, inclusi 4K 120 Hz e 8K 60 Hz. L'HDMI 2.1 introduce anche una nuova categoria di cavi HDMI chiamata Ultra High Speed, che certifica i cavi in grado di trasmettere dati alle nuove velocità più elevate richieste da questi formati. I cavi HDMI Ultra High Speed sono retrocompatibili con i dispositivi HDMI meno recenti, mentre i cavi più vecchi sono compatibili con i nuovi dispositivi HDMI 2.1. Tuttavia, l'intera larghezza di banda di 48 Gbit/s è supportata solo con i nuovi cavi.

Alcuni sistemi potrebbero non essere in grado di utilizzare l'HDMI 2.1 a causa delle restrizioni dell'HDMI Forum sul suo utilizzo nelle implementazioni open source, come i driver Linux open source. Di conseguenza, gli utenti di questi sistemi potrebbero dover ricorrere a DisplayPort per accedere a risoluzioni e velocità elevate.

I formati video che richiedono più larghezza di banda di 18,0 Gbit/s, come 4K 60 Hz 8 bpc RGB, 4K 60 Hz 10 bpc (HDR), 4K 120 Hz e 8K 60 Hz, potrebbero richiedere l'uso dei nuovi cavi “Ultra High Speed” o “Ultra High Speed con Ethernet”. In particolare, le altre nuove caratteristiche dell'HDMI 2.1 sono compatibili con i cavi HDMI esistenti.

L'aumento della larghezza di banda massima viene ottenuto sia migliorando il bitrate dei canali dati che espandendo il numero di canali. Le versioni HDMI precedenti utilizzavano tre canali dati, ciascuno in grado di operare fino a 6,0 Gbit/s nell'HDMI 2.0 o fino a 3,4 Gbit/s nell'HDMI 1.4. Inoltre, un canale aggiuntivo era dedicato alla trasmissione del segnale di clock TMDS, che opera a una frazione della velocità del canale dati. Per velocità di segnalazione fino a 3,4 Gbit/s, il segnale di clock TMDS opera a un decimo della velocità del canale dati (fino a 340 MHz), mentre per velocità di segnalazione tra 3,4 e 6,0 Gbit/s, opera a un quarantesimo della velocità (fino a 150 MHz).

L'HDMI 2.1 raddoppia la velocità di segnalazione dei canali dati a 12 Gbit/s. La struttura dei dati è stata modificata per adottare un nuovo formato basato su pacchetti con un segnale di clock integrato, consentendo al canale di clock TMDS precedentemente dedicato di essere utilizzato come quarto canale dati. Di conseguenza, anche la velocità di segnalazione su questo canale viene aumentata a 12 Gbit/s. Questi cambiamenti comportano un significativo miglioramento della larghezza di banda aggregata, da 18,0 Gbit/s (3 × 6,0 Gbit/s) a 48,0 Gbit/s (4 × 12,0 Gbit/s), rappresentando un sostanziale miglioramento di 2,66 volte della larghezza di banda.

I dati vengono trasmessi in modo più efficiente impiegando uno schema di codifica 16b/18b, che alloca una porzione maggiore della larghezza di banda per la trasmissione dei dati rispetto allo schema di bilanciamento CC utilizzato nelle versioni precedenti (88,8% rispetto all'80%). Questo, unito all'aumento della larghezza di banda di 2,66 volte, eleva la velocità massima dei dati dell'HDMI 2.1 da 14,4 Gbit/s a 42,6 Gbit/s. Dopo aver dedotto l'overhead associato al FEC, la velocità dei dati utilizzabile si avvicina a 42,0 Gbit/s, che è circa 2,92 volte la velocità dei dati dell'HDMI 2.0.

L'HDMI 2.1 offre una larghezza di banda di 48 Gbit/s, sufficiente per visualizzare la risoluzione 8K a circa 50 fotogrammi al secondo (fps). Questa risoluzione può essere ottenuta con uno spazio colore RGB o Y′CBCR 4:4:4 a 8 bit per colore (bpc). L'HDMI 2.1 supporta anche la Display Stream Compression (DSC), che consente formati ancora più elevati. Con DSC, l'HDMI 2.1 può supportare la risoluzione 8K (7680 × 4320) a 120 fps o la risoluzione 10K (10240 × 4320) a 100 fps, il tutto con uno spazio colore RGB/4:4:4 a 8 bpc. Inoltre, combinare DSC con il sottocampionamento chroma Y′CBCR (4:2:2 o 4:2:0) può migliorare ulteriormente i formati supportati.

HDMI 2.1a, rilasciato il 15 febbraio 2022, ha introdotto il supporto per la Source-Based Tone Mapping (SBTM). HDMI 2.1b è stato rilasciato successivamente il 10 agosto 2023.

L'HDMI 2.2, annunciato il 6 gennaio 2025, dovrebbe essere rilasciato nella prima metà del 2025. Introduce un bitrate massimo di 96 Gbit/s e supporta il protocollo di indicazione della latenza (LIP) per migliorare la sincronizzazione audio e video.

TMDS data2+
Schermatura TMDS data2
TMDS data2−
TMDS data1+
Schermatura TMDS data1
TMDS data1−
TMDS data0+
Schermatura TMDS data0
TMDS data0−
TMDS clock+
Schermatura TMDS clock
TMDS clock−
Consumer Electronics Control (CEC)
Riservato (HDMI 1.0–1.3a)
- Utilità/HEAC+ (HDMI 1.4+
- opzionale
- Canale Ethernet HDMI (HEC)
- Canale di ritorno audio (ARC))
SCL (Clock seriale I^2^C per DDC)
SDA (Dati seriali I^2^C per DDC)
Massa (per DDC, CEC, ARC e HEC)
+5 V (fino a 50 mA)
Rilevamento hot plug (tutte le versioni)
- HEAC− (HDMI 1.4+, opzionale, Canale Ethernet HDMI e Canale di ritorno audio)

Connettore	Nome	Dimensioni	Pin	Casi d'uso
Tipo-A	HDMI standard	13,9 mm x 4,45 mm	19 pin	TV, monitor, console videogame, PC
Tipo-C	Mini HDMI	10,42 mm x 2,42 mm	19 pin (Tuttavia, tutti i segnali positivi delle coppie differenziali sono scambiati con le loro schermature corrispondenti)	Fotocamere DSLR, videocamere, tablet
Tipo-D	Micro HDMI	5,83 mm x 2,20	19 pin (con piedinatura diversa dal Tipo-A)	Smartphone, fotocamere compatte
Tipo-E	HDMI automobilistico	13,9 mm x 4,45 mm (con linguetta di blocco e guscio resistente all'umidità)	19 pin	Sistemi di intrattenimento in auto

Hot Pluggable: Sì
Esterno: Sì
Segnale audio:
- LPCM
- Dolby Digital
- DTS
- DVD-Audio
- Dolby Digital Plus
- Dolby TrueHD
- DTS-HD High Resolution Audio
- DTS-HD Master Audio
- MPCM
- DSD
- DST
- Dolby Atmos
- DTS:X
Segnale video: Limitato dalla larghezza di banda disponibile