HDMI dan DisplayPort: Pengantar Praktis
Sebelum satu piksel pun bergerak, sumber harus mengetahui bahwa ada layar dan apa yang dapat diterimanya. Percakapan itu berjalan pada dua kabel lambat, dan di sinilah sebagian besar masalah "tidak ada sinyal" dimulai.
Jawaban Singkat
- HDMI: tiga jalur data ditambah clock (TMDS), diferensial 100 Ω, ditambah DDC, HPD, dan +5 V.
- DisplayPort: 1–4 jalur, 100 Ω, digandeng AC dengan 100 nF, plus AUX dan HPD.
- EDIDadalah EEPROM I2C yang dibaca sumber melalui DDC (HDMI) atau AUX (DP). Tanpa EDID, tidak ada gambar.
- HPDmemberi tahu sumber bahwa layar terhubung; tanpanya, banyak sumber tidak pernah memulai.
1. HDMI: jalur TMDS
HDMI 2.0 membawa 6 Gb/s per lane (total 18 Gb/s) melalui TMDS, DC-coupled, diferensial 100 Ω. HDMI 2.1 beralih ke FRL: empat lane, hingga 12 Gb/s per lane, total 48 Gb/s, dengan coding berbeda dan AC coupling pada beberapa implementasi.
TMDS mengirim video sebagai aliran kontinu dengan lane clock khusus; FRL mem-paketkan data dan menyematkan clock. Itulah sebabnya board yang dirancang untuk TMDS tidak otomatis mendukung FRL pada laju penuh — PHY, konektor, dan layout semuanya harus memiliki rating untuk itu.
| Grup sinyal | Fungsinya | Gejala kegagalan |
|---|---|---|
| TMDS / FRL lanes | Video and audio | Sparkles, dropouts, no video |
| DDC (I2C) | EDID read, HDCP | Wrong resolution, black screen |
| HPD | "Display connected" | Source never wakes the link |
| +5 V | Powers the EDID EEPROM | No EDID, so no picture |
| CEC | Remote control passthrough | Remote does not control the source |
2. DisplayPort: lane dan kopling AC
DisplayPort menggunakan 1, 2, atau 4 lane main-link, diferensial 100 Ω, dengan kopling AC 100 nF secara seri pada setiap saluran. DP 1.4 menjalankan HBR3 pada 8.1 Gb/s per lane (total 32.4 Gb/s); DP 2.0 menambahkan laju UHBR dengan pengodean 128b/132b.
Link training adalah bagian yang tidak dimiliki HDMI: source dan sink menegosiasikan ayunan tegangan, pre-emphasis, dan jumlah lane hingga setiap lane bebas galat. Jika training gagal, link turun ke lane yang lebih sedikit atau laju yang lebih rendah — dan gejalanya adalah resolusi lebih rendah, bukan link mati.
| Aspek | HDMI 2.0 | DP 1.4 |
|---|---|---|
| Lanes | 3 data + clock | 1–4 |
| Rate per lane | 6 Gb/s | 8.1 Gb/s (HBR3) |
| Coupling | DC (TMDS) | AC, 100 nF |
| Discovery | DDC + HPD | AUX + HPD |
| Power pin | +5 V, 50 mA | 3.3 V, up to 500 mA |
3. Percakapan sebelum video
- Sink mengaktifkan HPD (berupa level, bukan pulsa pada beberapa perangkat).
- Sumber memberi daya pada bus DDC/AUX dan membaca EDID — blok 128 byte dengan jumlah ekstensi.
- Sumber mengurai daftar timing dan memilih mode yang diterima layar.
- Untuk HDMI, autentikasi HDCP menyusul; untuk DP, link training berjalan per lane.
Jika EDID hilang atau rusak, banyak sumber beralih ke mode aman atau tidak menampilkan apa pun. Penyebab yang umum secara mengejutkan adalah +5 V yang tidak dialiri daya pada HDMI: EEPROM ditenagai dari sumber, sehingga jalur yang putus menggagalkan pembacaan.
EDID berukuran 128 byte untuk blok dasar, dengan blok ekstensi opsional (CEA-861 untuk HDMI). Blok dasar berisi ID pabrikan, timing yang dipreferensikan, dan daftar timing yang telah ditetapkan; ekstensi membawa format video, audio, dan data khusus HDMI. Layar yang hanya mengumumkan 1080p tidak akan memberi Anda 4K, apa pun yang dapat dilakukan sumber.
Ketika sebuah desain gagal pada 4K tetapi berfungsi pada 1080p, baca EDID dan periksa dua hal: apakah timing 4K ada, dan apakah VSDB HDMI 2.0 (blok data khusus vendor) menyatakan dukungan untuk laju yang lebih tinggi.
4. Aturan routing
- Diferensial 100 Ω, dari stackup konektor, bukan dari perkiraan.
- Cocokkan dalam setiap pasangan; jaga pasangan tetap pendek dan hindari via.
- Ground kontinu di bawah pasangan; area konektor adalah tempat bidang dipotong.
- Jauhkan jalur DDC/AUX dan HPD dari pasangan berkecepatan tinggi, dan lindungi setiap pin yang terbuka dengan ESD.
- Periksa panjang trace maksimum PHY; pada 6–8 Gb/s anggarannya pendek.
4b. Jumlah lane versus resolusi
| Tautan | Penggunaan umum |
|---|---|
| DP 2 lanes, HBR2 | 1440p at 60 Hz, 1080p high refresh |
| DP 4 lanes, HBR3 | 4K at 60 Hz, dual 1440p |
| HDMI 2.0 | 4K at 60 Hz (4:2:0 or 4:2:2) |
| HDMI 2.1 FRL | 4K high refresh, 8K |
5. Kesalahan umum
| Kesalahan | Gejala | Perbaikan |
|---|---|---|
| HPD not connected | Source never detects the display | Wire it; verify the level |
| No +5 V on HDMI | EDID read fails | Check the source-side supply |
| EDID not programmed | Wrong mode or black screen | Program a valid 128-byte block |
| DP AC caps missing | Link training fails | 100 nF per line, close to TX |
| 90 Ω routing for 100 Ω pairs | Intermittent link at high rate | Re-route per stackup |
Untuk dasar-dasar pasangan yang berlaku untuk keduanya, lihatpanduan perutean pasangan USB 2.0; untuk penempatan perlindungan pada konektor,panduan tata letak ESD.
6. FAQ
Mengapa layar saya menampilkan "no signal" dengan kabel yang sudah terbukti berfungsi?
Periksa HPD dan EDID terlebih dahulu. Sebagian besar kasus "no signal" disebabkan oleh sideband, bukan lane berkecepatan tinggi.
Dapatkah saya mengonversi HDMI ke DisplayPort dengan kabel?
Hanya dengan konverter aktif. Protokol dan aturan kelistrikannya berbeda; kabel pasif tidak akan berfungsi.
Apakah HDMI 2.1 memerlukan kabel baru?
Untuk 48 Gb/s, ya: kabel Ultra High Speed yang tersertifikasi. Kabel lama mungkin hanya berfungsi pada laju yang lebih rendah.
Mengapa resolusinya salah?
Daftar timing EDID, atau mode fallback setelah pembacaan gagal. Baca EDID melalui DDC dan bandingkan dengan kemampuan layar.
Apa itu HDCP?
Perlindungan konten yang dinegosiasikan melalui DDC/AUX. Jika autentikasi gagal, sumber dapat menampilkan layar hitam dengan pesan.
Mengapa sink saya tidak membangunkan sumber?
HPD mungkin hilang, terbalik, atau tidak didorong ke level yang benar. Ukur di konektor sebelum mengubah apa pun.
Apakah DP lebih baik daripada HDMI?
Keduanya tidak secara universal lebih baik. DP umum pada monitor dan mendukung lebih banyak lane; HDMI umum di AV konsumen. Pilih berdasarkan ekosistem, bukan lembar spesifikasi.
7. Sumber
- HDMI Licensing Administrator,Spesifikasi dan kepatuhan HDMI.
- VESA,Standar DisplayPort.
- Texas Instruments,Panduan Tata Letak High-Speed(SLLA414).
- Datasheet PHY dan redriver vendor — persyaratan panjang jejak, ekualisasi, dan kopling AC.
Merancang port display?
Kirimkan jenis konektor, resolusi, dan panjang kabel. Kami akan memeriksa jumlah lane, rencana EDID, dan perutean pasangan sebelum Anda membangun.
