DVI, HDMI und HDCP lösen Scart, Cinch und Co. ab.
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So funktioniert´s
DVI, HDMI und HDCP lösen Scart, Cinch und Co. ab.
anzutreffen. Scart überträgt analoge Sig- zum TV-Gerät übertragen. Ist dieses ana-
Alte und neue Verbindungen ... nale: RGB (Rot, Grün, Blau), FBAS (Farb- log, so war der D/A-Wandlungsschritt un-
Bild-Austast-Synchron-Signal, auch engl. vermeidlich. Absurd wird es jedoch, wenn
Erstaunlich lange hat sich die Scart- CVBS oder Composite Signal genannt) ein moderner, als hochauflösend apostro-
Buchse (Abbildung 1) für die Audio- und oder S-Video. Eine Schaltspannung kann phierter Flachbildschirm mit digitaler An-
Video-Verbindung analoger Endgeräte wie verschiedenen Zwecken dienen. Für Wie- steuerung einer festen Pixelmatrix zum
TV-Gerät, Videorecorder, Sat-Receiver dergabegeräte mit YUV-Eingang (Lumi- Einsatz kommt. Dieser muss die A/D-
usw. gehalten. Ende der 80er Jahre des nanz Y, Farbdifferenz-Komponenten Wandlung wieder rückgängig machen und
letzten Jahrhunderts in Frankreich als pro- U=B-Y und V=R-Y) sind Wandler im evtl. eine Anpassung der waagrechten und
tektionistische Maßnahme gegen den Im- Handel, die RGB in YUV umsetzen (Ab- senkrechten Pixelzahl an seine native
port ausländischer Fernsehgeräte durch das bildung 2). Auch als die Signalverarbei- Auflösung vornehmen (Skalierung).
„Syndicat des Constructeurs d’Appareils tung „immer digitaler“ wurde, hat dies zu
Radiorécepteurs et Téléviseurs“ vorge- keiner Ablösung des „guten“ alten Scart-
schlagen, hat sich die Scart-Verbindung Kabels durch eine rein digitale Alternative
trotz zahlreicher Mängel europaweit durch- geführt, wodurch die Digitaltechnik ihren
gesetzt und ist bis heute in Neugeräten Qualitätsvorteil bis heute gar nicht voll
ausspielen konnte.
Denken wir an DVB-S-C-T-Receiver
(DVB: Digital Video Broadcast, SCT: Sa-
tellit Cable Terrestrial) oder einen DVD-
Player (DVD: Digital Versatile Disc). Hier
Bild 1: Die Ära der 21-poligen Scart- wird das digitale Signalverarbeitungser-
Buchse geht zu Ende. (Quelle: gebnis wieder in ein analoges Signal zu- Bild 2: Aus RGB wird
www.converters.tv) rückgewandelt und mit dem Scart-Kabel YUV. (Quelle: www.converters.tv)
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DVI-Pin-Belegung
1 TMDS Daten 2- 16 Hot Plug Detect
2 TMDS Daten 2+ 17 TMDS Daten 0-
3 TMDS Daten 2/4 Abschirmung 18 TMDS Daten 0+
4 TMDS Daten 4- 19 TMDS Daten 0/5 Abschirmung
5 TMDS Daten 4+ 20 TMDS Daten 5-
6 DDC Takt 21 TMDS Daten 5+
7 DDC Daten 22 TMDS Takt Abschirmung
8 Analog V-Sync 23 TMDS Takt +
9 TMDS Daten 1- 24 TMDS Takt -
10 TMDS Daten 1+ C1 Analog Rot Video
11 TMDS Daten 1/3 Abschirmung C2 Analog Grün Video
12 TMDS Daten 3- C3 Analog Blau Video
13 TMDS Daten 3+ C4 Analog H-Sync
14 +5 V C5 Masse für RGB
15 Masse für +5 V u. analog H/V-Sync
Bild 5: Pin-Belegung und Maße der DVI-I-Steckverbindung (Quelle teilw. Molex)
Wen wundert’s, wenn dabei Schärfe, blüffenden Qualitätsgewinn. Man muss also sind DVI-I (Integrated, 29 Pins, Abbil-
Farbe und Auflösung reduziert wurden. nicht unbedingt warten, bis der DVD-Markt dung 5) und DVI-D (Digital, 24 Pins, Ab-
Bei den PC-Grafikkarten und -Monitoren von hochauflösenden Produktionen über- bildung 6). Während DVI-I aus Kompati-
gilt das Gleiche. Eine Ausnahme bildete in schwemmt wird. Damit hat das letzte Stünd- bilitätsgründen auch die analogen RGB-
den letzten Jahren der Mehrkanalton, der chen für Scart geschlagen. Heute muss Signale und die zugehörigen Sync-Impul-
in höherwertigen Geräten als digitaler, se- man sich neue Abkürzungen einprägen: se „integriert“, beschränkt sich DVI-D auf
rieller Datenstrom über die digitale SPDIF- DVI (Digital Visual Interface), HDMI die rein digitalen Bildsignale. Der Ton
Schnittstelle (Sony/Philips Digital Inter- (High-definition Multimedia Interface) und wird nicht über die DVI-Schnittstelle trans-
face, elektrisch oder optisch) an entspre- HDCP (High-bandwidth Digital Content portiert. DVI wurde von den amerikanischen
chend ausgestattete Verstärker ausgege- Protection). Was es damit auf sich hat, soll Herstellern Silicon Image und Intel entwi-
ben wird. in diesem Artikel in knapper Form zusam- ckelt und steht nun unter der Aufsicht der
mengefasst werden. DDWG (Digital Display Working Group),
einem Zusammenschluss namhafter Unter-
DVI nehmen wie Silicon Image, Intel, Compaq,
HP, IBM und NEC (www.ddwg.org).
DVI (Digital Visual Interface) ist eine Für die hohen Datenübertragungsraten
Bild 4: neue, voll digitale Schnittstellentechnolo- via DVI wird das differentielle Verfahren
Das DVI-Logo gie, mit der die Wiedergabequalität digital TMDS (Transition Minimized Differen-
aufbereiteter, unkomprimierter Video- tial Signaling) verwendet. Ein Adernpaar
Mit dem Siegeszug der Digitaltechnik Signale für moderne, voll digitale Flach- kann damit über 1,6 GBit/s übertragen. Für
ist inzwischen entlang der gesamten Über- bildschirme optimiert werden soll. Abbil- die volle Schnittstellenimplementation
tragungskette von der Kamera über die dung 4 zeigt das DVI-Logo. So, wie wir (dual link) mit 6 Adernpaaren sind theore-
Studio-, Speicher- und Übertragungstech- heute keine höherwertige PC-Grafikkarte tisch etwa 10 GBit/s zu erzielen. Die Länge
nik bis zur hochauflösenden Wiedergabe ohne DVI-Anschluss antreffen, wird dies eines Verbindungskabels ist auf ca. 5 m
im „Home Theatre“ kein analoges Signal voraussichtlich in Zukunft auch bei den begrenzt.
mehr anzutreffen (Abbildung 3). Übrigens DVB-Receivern, PVRs, DVD-Playern und
bringt die Wiedergabe „normaler“ DVDs Flachbildschirmen der Fall sein. HDCP
über einen Player und Flachbildschirm je- Es gibt eine ganze Reihe von digitalen
weils mit digitaler Schnittstelle einen ver- Video-Schnittstellen. Die gebräuchlichsten Wenn es nach dem Willen der Filmin-
dustrie geht, sollen keine kopiergeschütz-
ten Inhalte über die DVI-Schnittstelle flie-
ßen, es sei denn, Quelle und Ziel sind für
den neuen digitalen Kopierschutzstandard
HDCP (High-bandwidth Digital Content
Protection) eingerichtet und berechtigt.
HDCP wurde von der Intel Corp. entwi-
ckelt (http://www.digital-cp.com), um die
Urheberrechte an den Inhalten, die über
Bild 3: Einfaches
HDMI-Heimkino-
system (Quelle Bild 6: Pin-out der rein digitalen DVI-
Molex) D-Buchse
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So funktioniert´s
den Geräte (anders als das Display) nicht Bild 8:
mit den Entschlüsselungseinrichtungen Das „HD ready“-
ausgestattet sind. In Amerika sind die vom Logo garantiert
FCC (Federal Communications Commis- ein Stück Zu-
kunftssicherheit.
sion) vorgeschlagenen Regeln für das
rechtmäßige Kopieren von Inhalten (fair-
use rights) heftig umstritten. Wie HDCP
im Einzelnen in Deutschland umgesetzt große Zahl von Adaptern zwischen beiden
wird, ist unklar. Nur eines scheint sicher: Schnittstellen bezeugt (Abbildung 10).
HDCP erschwert den Umgang mit video- Zwei zusätzliche Features von HDMI
basiertem Programmmaterial, verteuert die sind die Unterstützung von CEC (Consu-
Endgeräte und wird bald nach der allge- mers Electronics Control) und DDC (Dis-
Bild 7: Beim DVD-Player Denon meinen Einführung „geknackt“ sein. play Data Channel). CEC basiert auf dem
DVD 1919 weiß man, woran man ist. In Europa hat die EICTA (European „AV link“-Protokoll und erlaubt die Nut-
Information, Communications & Consu- zung einer gemeinsamen Fernbedienung
mer Electronics Technology Industry As- für mehrere HDMI-Quellen wie DVD-
eine DVI-Verbindung transportiert werden, sociation) Kriterien für HDTV-Geräte auf- Player, DVB-Receiver etc. Mit DDC kann
zu schützen. HDCP zwingt die Geräte- gestellt, die das „HD ready“-Logo tragen die Quelle via I2C-Kommunikation die
industrie dazu, den Wünschen der Inhalte- dürfen und ihren Käufern dadurch ein Stück Eigenschaften der Senke abfragen. So könn-
anbieter zu folgen. Die Hersteller müssen Zukunftssicherheit garantieren. Dies war te z. B. ein DVD-Player sein Ausgabefor-
ihre Geräte mit lizenzierten Schlüsseln auch dringend notwendig, da viele der ak- mat selbsttätig an die Auflösung des Dis-
ausstatten, um den Empfang und die Dar- tuell in den Märkten angebotenen Geräte plays anpassen. Abbildung 11 zeigt das
stellung der Bilder auf einem Display zu irreführend mit einem „HDTV“-Schrift- Blockdiagramm einer durchgängig auf
ermöglichen. Eine Lizenz erhält ein Her- zug werben, aber nicht die entsprechende HDMI beruhenden Anlagenkonzeption
steller nur dann, wenn er sich verpflichtet, Auflösung und oft genug nicht einmal ei- (Quelle Toshiba).
Markierungen im Inhaltssignal auszuwer-
ten, die das Speichern oder Wiederversen- HDMI-Pin-Belegung
den des Inhalts beschränken. HDCP-kon- 1 TMDS Daten 2+ 11 TMDS Takt Abschirmung
forme digitale Schnittstellen sollten mit 2 TMDS Daten 2 Abschirmung 12 TMDS Takt -
einem entsprechenden Hinweis versehen 3 TMDS Daten 2- 13 CEC
sein, um Verbindungsprobleme zu ver- 4 TMDS Daten 1+ 14 nicht verwendet
meiden. Ein Beispiel zeigt Abbildung 7, 5 TMDS Daten 1 Abschirmung 15 DDC Takt (SCL)
der DVI-D-Ausgang des Denon DVD- 6 TMDS Daten 1- 16 DDC Daten (SDA)
Players DVD 1910 ist als kopiergeschützt 7 TMDS Daten 0+ 17 DDC/CEC Masse
8 TMDS Daten 0 Abschirmung 18 +5 V
gekennzeichnet. 9 TMDS Daten 0- 19 Hot Plug Detect
Beim Urheberrechtsschutz durch HDCP 10 TMDS Takt +
wirken drei Elemente zusammen. In den
HDCP-Spezifikationen Rev. 1.1 liest sich
das so: „… Jedes Element spielt innerhalb nen digitalen Eingang für HDTV-Signale Es gibt inzwischen zwei Typen der
des Systems eine genau bezeichnete Rolle. haben. HDMI-Schnittstelle: HDMI Typ A mit
An erster Stelle steht das Authentifizie- Mit dem „HD-ready“-Logo (Abbil- 19 Pins für max. 5 GBit/s (Abbildung 12)
rungsprotokoll, durch das der HDCP-Sen- dung 8) wird dem Käufer zugesichert, dass und 15 m Kabellänge und HDMI Typ B
der verifiziert, ob der HDCP-Empfänger das Display mit 29 Pins für höhere Video-Datenraten.
für den Empfang des HDCP-Inhalts lizen- 1. mindestens eine nominale Auflösung Typ B ist zwar definiert, aber in der Praxis
ziert ist. Wenn der Receiver sich legiti- von 720 Zeilen aufweist, die HDTV- (noch?) nicht anzutreffen.
miert hat, wird der verschlüsselte Inhalt Formate 720p (1280 x 720 progressive) Die Pixelfrequenz liegt bei Typ A zwi-
zwischen den beiden Geräten auf der und 1080i (1920 x 1080 interlaced) mit schen 25 und 165 MHz (Typ B bis 330 MHz)
Grundlage geheimer Verabredungen über- jeweils 50 und 60 Hz unterstützt, mit bis zu 24 Bit/Pixel. Die Abtastmuster
tragen. Die Entschlüsselung findet dann 2. mindestens einen digitalen DVI- oder sind für RGB 4:4:4 und YUV 4:2:2 oder
im Receiver statt. Dadurch wird das ,Be- HDMI-Eingang und 4:4:4. HDMI unterstützt komprimierte
lauschen‘ durch andere Empfänger zur 3. einen analogen HDTV-fähigen YUV- Audioformate wie Dolby Digital, Dolby
Nutzung des Inhalts verhindert. Falls die Komponenten-Eingang hat und Digital EX, DTS und DTS EX und 1 bis
legitimierten Geräte dennoch ,ausgespäht‘ 4. HDCP unterstützt. 8 unkomprimierte Audio-Datenströme
werden sollten, um die HDCP-Inhalte un- mit Bitraten von 48, 96 oder 192 kHz,
berechtigt zu nutzen, kann der HDCP-Sen- HDMI alternativ auch komprimierte Mehrkanal-
der durch die Wiederholung der Authen- Datenströme mit 32, 44,1, 48, 88,2, 176,4
tifizierungsprozedur die ausgespähten Eine Schwäche von DVI ist, dass man oder 192 kHz.
Geräte an der Übertragung der HDCP- für das digitale Audio-Signal eine eigene Zusammenfassend ist festzuhalten:
Inhalte hindern. Wird das Signal über ei- Verbindung herstellen muss. Mit HDMI
nen analogen Ausgang (z. B. YUV oder (High-definition Multimedia Interface, Ab-
FBAS) parallel zum digitalen ausgegeben, bildung 9) ist dies vorbei. Es leitet auch die
muss dieser durch den Content-Anbieter digitalen Signale für bis zu 8 Ton-Kanäle
beeinflussbar sein (abschalten, Auflösung zum digitalen Sound-Prozessor. Das erleich-
reduzieren …).“ tert natürlich die Verkabelung einer Anlage.
Das Anfertigen digitaler Kopien ist bei Ansonsten ist HDMI zu DVI hundertpro- Bild 9: Dieses Logo signalisiert „state
HDCP nicht möglich, da die aufnehmen- zentig abwärtskompatibel, was auch die of the art“.
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Bild 10: Compliance Test Specification 1.0
Ein DVI-D- (CTS) erforderlich. Damit kann man
Kuppler auf vom Idealzustand „Plug & Play“ aus-
HDMI-Stecker gehen. Die Prozedur ist in Abbil-
dung 13 schematisch dargestellt. Die
Gebühren für die Lizenzierung betra-
gen 15.000 US-$/a und zwischen 0,15
und 0,04 US-$/Gerät. Details kann
man unter http://www.hdmi.org/
manufacturer/terms.asp nachlesen.
HDMI vereint die unkomprimierte Über- Augen auf!
tragung von hochauflösendem Video bis Das kritischste Merkmal für die
zu 1080p (1920 x 1080 Pixel, progressiv) Signalqualität „über alles“ ist die Öff-
und Vielkanal-Audio, Steuerung sowie di- nung des „Auges“, das sich ergibt, Bild 13: Nur nach erfolgreich bestandener
gitalen Kopierschutz unter einer Schnitt-wenn die Ausgangssignale abschnitts- Zertifizierungsprozedur darf das HDMI-Logo
stelle. weise synchron übereinander ge- auf ein Gerät.
schrieben werden. Bei einem idea-
Zertifizierung len Signal sind die Anstiegs- und Abfall-
zeiten null sowie Phase und Amplitude Empfehlung
Wenn Produkte unterschiedlicher Her- konstant und nicht verrauscht. Das Auge Wer heute vor der Anschaffung neuen
steller das HDMI-Zeichen tragen, sollte ist dann ein scharf umrandetes Rechteck Equipments für hochauflösendes Fernse-
mit maximaler Fläche. In der hen steht, sollte unbedingt darauf achten,
Praxis ist es durch die genann- dass die Geräte über eine digitale Schnitt-
ten Einflüsse mehr oder weni- stelle (DVI oder HDMI) und damit über
ger geschlossen. Dabei darf ein Zukunftssicherheit verfügen. Idealerweise
gewisses Toleranzschema (Ab- werden alle Geräte mit HDMI ausgestattet
bildung 14) nicht verletzt wer- sein, aber auch der gemischte Betrieb macht
den. Abbildung 15 zeigt das laut der HDMI Licensing, LLC, keine Prob-
Ausgangssignal eines TMDS- leme (sofern beide Schnittstellenarten
Senders, welches eine ausrei- HDCP-geschützt sind). Geräte mit dem
chend weite Augenöffnung „HD ready“-Logo und hochwertige Ver-
besitzt. In Abbildung 16 dage- bindungskabel sollten eigentlich gravie-
gen weisen die weiß gefärbten rende Fehlkäufe ausschließen.
Teile des Augendiagramms
darauf hin, wo das Toleranz- Was ist TMDS?
schema verlassen wurde.
Man darf nicht vergessen, Für DVI und HDMI ist wegen der riesi-
dass am Ausgang eines min- gen Datenmengen, die zwischen Quelle
derwertigen HDMI-Anschluss- und Senke transportiert werden müssen,
Bild 12: Pin-Belegung und Maße der HDMI- kabels (hohe Dämpfung, Über- ein sicheres, schnelles und verlustleistungs-
Steckverbindung (Quelle teilw. Molex) sprechen, zu lang, schlechte armes Übertragungsverfahren zwingend
Impedanzanpassung …) ein erforderlich (Abbildung 17). Ein vom ame-
dies die Gewähr für ein problemloses Zu- nicht konformes Signal auftreten kann, rikanischen Hersteller Silicon Image ent-
sammenspiel sein. Für die Berechtigung obwohl die Quelle alle Anforderungen er- wickelter Übertragungsstandard dafür ist
zum Führen des Logos ist nämlich das füllt. Die Nagelprobe wäre also die „Au- TMDS. TMDS steht für „Transition Mini-
erfolgreiche Bestehen einer gründlichen genmessung“ am Ende des Display-An- mized Differential Signaling“, was so viel
Zertifizierungsprozedur nach der HDMI schlusskabels. heißt wie „Differentielle Übertragung mit
minimierter Anzahl von
(Pegel-) Übergängen“.
Was kann man sich darun-
ter vorstellen?
Differentielle Über-
tragung
Die gebräuchlichste Art
der Signalübertragung ver-
wendet eine Leitung für
den Signalpegel (Single
Ended), der sich auf eine
Referenz bezieht, in der
Regel das Massepotenti-
al (Abbildung 18). Ein-
Bild 11: Hochintegrierte Chipsets vereinfachen das streuungen auf die Sig-
durchgängige HDMI-Konzept. (Quelle Toshiba) naleitung überlagern das
Nutzsignal und verfäl-
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So funktioniert´s
Bild 14: Das TMDS-Signal nicht mehr von der absoluten Höhe der
darf sich nur im hellgrau- Logikpegel ab, sondern von ihrer Diffe-
en Bereich befinden. renz (typ. 700 mV). Damit ist die differen-
(Quelle: DVI Test and tielle Übertragung erheblich störsicherer
Measurement Guide,
als die „eindrähtige“.
Rev. 1.0, http://www.
ddwg.org/data/DVI_
TM_guide_REV1.pdf) Minimierte Anzahl von Pegelüber-
gängen
Wird ein Datenwort seriell übertragen,
findet ein Pegelübergang (0→1: Anstieg,
1→0 Abfall) immer zwischen zwei be-
nachbarten entgegengesetzten Bits statt.
Weil ein Pegelübergang stets mit der Ge-
fahr einer erhöhten Fehlerhäufigkeit infol-
ge EMI (Electromagnetical Interference)
und erhöhtem Leistungsbedarf einhergeht,
ist es sinnvoll, das übertragene Datenwort
so zu codieren, dass die Anzahl der Pegel-
übergänge möglichst klein wird. Diese
Aufgabe erfüllt der TMDS-Encoder auf
der Sendeseite. Empfangsseitig wird die
Encodierung durch den inversen TMDS-
Decoder wieder rückgängig gemacht. Ob-
wohl die Zahl der Bits nach der Encodie-
rung von acht auf zehn zugenommen hat,
ist die Zahl der Übergänge gesunken.
Das Encodierprinzip arbeitet
zweistufig
1. Schritt. Mit einem Encoder werden
die Übergänge innerhalb eines Datenwor-
Bild 15: tes verringert (transition minimizing). Der
Das Auge ist so weit Encoder besteht aus 7 Gattern, die entwe-
offen, dass das der eine Verknüpfung als Exclusiv-Oder
Toleranzschema nicht (XOR: e8 = I) oder als negiertes Exclusiv-
verletzt wird.
Oder (XNOR: e8 = 0) (Abbildung 19) rea-
lisieren und aus einem achtstelligen Daten-
Bild 16: Ein wort D für den Pixelwert (d7d6d5d4d3d2d1d0)
schlechtes das Encodierergebnis E (e8e7e6e5e4e3e2e1e0)
HDMI-Signal erzeugen (Abbildung 20). Welche Funkti-
mit Amplitu- on (XOR oder XNOR) sie ausüben, hängt
den- und
Phasenjitter
davon ab, aus wie vielen Nullen und Ein-
und langen, sen das zu codierende Datenwort D be-
unsymmetri- steht. Im Ergebnis werden aus 8-Bit-Da-
schen An- tenwörtern mit jeweils bis zu acht Über-
stiegs- und gängen (einschließlich des Übergangs zwi-
Abfallzeiten schen benachbarten Wörtern) 9-Bit-Da-
schen es damit. Bei digitalen Werten kann
somit ein „Low“ zu „High“ kippen und
umgekehrt. Dieses Problem ist elegant zu
lösen, indem das Signal S+ und seine in-
verse Kopie S- („0“→„1“, „1“→„0“) über
ein verdrilltes Leitungspaar zum Empfän-
ger geführt werden. Er bildet die Differenz
aus beiden, wodurch sich die Einstreuun-
gen kompensieren. Die Differenzspannung
wird den logischen Pegeln „0“ und „1“
zugeordnet. Der Logikwechsel hängt also
Bild 17: Das prinzipielle Block-
schaltbild einer HDMI-Verbindung. Die
Bilddaten werden auf drei TMDS-
Kanälen für Rot, Grün und Blau
übertragen. Für den Takt gibt es einen
eigenen TMDS-Kanal.
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tenwörter mit maximal fünf Übergängen.
2. Schritt. Das encodierte Datenwort
e8e7e6e5e4e3e2e1e0 wird um ein weiteres Bit
e9 erweitert. e9 hat die Aufgabe, für die
mittlere Gleichstromfreiheit des Ergebnis-
bitstroms zu sorgen (DC balancing). Das
verhindert das „Aufladen“ des Kabels (was
den Wechsel in den entgegengesetzten lo-
gischen Zustand erschweren und dadurch
Datenfehler hervorrufen würde) und er-
leichtert die Verwendung von Transfor-
matoren (die andernfalls in die Sättigung
getrieben werden könnten). Wenn bereits
durch die vorangegangenen encodierten
Worte mehr „0“-Bits als „I“-Bits übertra-
gen wurden und das aktuell encodierte
Wort E ebenfalls mehr „0“-Bits als „I“-
Bits enthält, werden alle Bits im aktuell
encodierten Wort invertiert. Der empfangs-
Bild 18: Beim differentiellen Übertragungsverfahren werden Leitungsstörungen
seitige Decodierer wird durch e9=I darüber „heraussubtrahiert“.
informiert, worauf er die sendeseitige In-
vertierung rückgängig macht. Enthält das
aktuell encodierte Wort E bereits mehr „I“- Gleich viel „0“-Bits wie „I“-Bits: In Die Null-Byte-Folgen bewirken Zyklen
Bits als „0“-Bits, was ja dem angenomme- diesem Fall entscheidet das niedrigstwerti- (in Klammern) mit einer Länge von 9 Wör-
nen Überschuss an vorangegangenen „0“- ge Datenbit d0, ob mit XOR (d0 = I) oder tern, die jeweils 45-mal die „I“ und 45-mal
Bits entgegenwirkt, wird E unverändert XNOR (d0 = 0) verknüpft wird. 0I0I0I0I → die „0“ enthalten. Bei Folgen von Bytes
übernommen. e9=0 teilt dem Decoder mit, I00II00II, I0I0I0I0 → 0II00II00. mit dem Dezimalwert 255 (IIIIIIIII) erge-
dass er dieses Wort einfach kopieren kann. Wie bereits erwähnt, ist es die Aufgabe ben sich 7-Wort-Zyklen mit 35-mal „0“
Obwohl das Codierergebnis nun zehn- statt des zweiten Schritts, die Differenz zwi- und 35-mal „I“. Die Zyklen sind durch die
achtstellig ist, hat die Zahl der Übergänge schen der Gesamtzahl an „0“-Bits und „I“- Parität von Nullen und Einsen also „ausge-
im Wort und zwischen den Wörtern abge- Bits (und damit den mittleren Gleichanteil) wogen“.
nommen, wie man an einigen Zahlenbei- klein zu halten. Am „Worst Case“-Bei- Eine exakte Beschreibung des Codier-
spielen überprüfen kann. spiel einer längeren Folge von „Null“- oder algorithmus findet sich in der Spezifika-
Der Codieralgorithmus soll an einigen „I“-Bytes kann man ersehen, wie sich Er- tion „Digital Visual Interface – DVI“
8-Bit-Datenwörtern demonstriert werden. gebniswortzyklen ergeben, deren Gleich- Rev. 1.0 vom April 1999 der Digital Dis-
Zuerst wird geprüft, wie viele „0“- oder anteil null ist. play Working Group (www.ddwg.org).
„I“-Bits im Wort vorkommen. 00000000, 00000000, 00000000, Als Nachteil muss man dieser TMDS-
Es gibt nun drei mögliche Ergebnisse: 00000000, … → Codierung anrechnen, dass sie unabhängig
Mehr „0“-Bits: Codiert wird nach der (0I00000000, IIIIIIIIII, 0I00000000, von den Eigenschaften des übertragenen
Vorschrift e8=I (XOR), ei = ei-1 XOR di für IIIIIIIIII, 0I00000000, IIIIIIIIII, Bildes arbeitet. Berücksichtigt man die
1 ≤ i ≤ 7 und e0 = d0. Beispiel: I000I00I → 0I00000000, IIIIIIIIII, 0I00000000), Ähnlichkeiten benachbarter Pixel inner-
II0000III, d. h. aus vier Übergängen sind (0I00000000, IIIIIIIIII, 0I00000000, halb eines Bildes in Bezug auf ihre Signal-
zwei geworden. IIIIIIIIII, 0I00000000, IIIIIIIIII, werte (tonal locality), lassen sich die Pixel-
Mehr „I“-Bits: Codiert wird nach der 0I00000000, IIIIIIIIII, 0I00000000), … daten auf noch weniger Pegelübergänge
Vorschrift e8=0 (XNOR), ei = ei-1 XNOR di IIIIIIII, IIIIIIII, IIIIIIII, IIIIIIII, umcodieren. Das Verfahren dazu heißt
für 1 ≤ i ≤ 7 und und e0 = d0. Beispiel: IIIIIIII, … → „Chromatische Codierung“. Sie kann die
I0III0II → 0II0000II, aus vier Übergängen (000000000I, IIIIIIII00, IIIIIIII00, Zahl der 0→1- und 1→0-Übergänge um
sind drei geworden. 000000000I, IIIIIIII00, 000000000I, bis zu 70 % reduzieren (vergl. Cheng, Wei-
IIIIIIII00), Chung: „Chromatic Encoding: Chromati-
(000000000I, IIIIIIII00, IIIIIIII00, cally Transition Minimized Differential
000000000I, IIIIIIII00, 000000000I, Signaling“, Dept. of EE Systems, Univer-
IIIIIIII00), … sity of Southern California, 2004).
Bild 19: Durch sukzessive Verknüpfung
entsteht aus dem Datenwort D das Bild 20: Je nachdem, ob Nullen oder Einsen im Datenwort überwiegen, wird mit
encodierte Wort E. XOR oder XNOR verknüpft.
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