HDMI 란?

HDMI는 고화질 영상과 음성을 하나의 케이블로 동시에 전달하는 디지털 연결 방식입니다. 영어로는 High-Definition Multimedia Interface의 약자이며, 우리말로는 고선명 멀티미디어 인터페이스라고 부른다.

개발 배경

기존의 아날로그 비디오 표준(컴포지트 비디오, S-Video, VGA 등)을 대체하기 위해 2002년 12월에 처음 설계되었다. DVI(Digital Visual Interface)와 전기적으로 호환되어 별도의 신호 변환 없이 어댑터만으로 상호 연결이 가능하다.

주요 프로토콜

신호의 무결성을 유지하기 위해 TMDS(Transition-Minimized Differential Signaling, 변화 최소화 차분 신호) 프로토콜을 사용한다.

지원 오디오 신호

• LPCM
• Dolby Digital
• DTS
• DVD-Audio
• Dolby TrueHD
• DTS-HD Master Audio

광범위한 다채널 디지털 음원을 압축 및 비압축 형태로 모두 전송할 수 있다.

Pin

기타 내장 데이터 채널

CEC

Consumer Electronics Control 라고 하며 단 하나의 리모컨으로 HDMI 연결 장치들을 제어하기 위해 설계된 기능이다. CENELEC 표준 AV.link 프로토콜을 기반으로 하는 단선 양방향 직렬 버스(Single-wire Bidirectional Serial Bus) 기술

주요기능

전원 및 재생 제어

• 원터치 재생
  외부 기기의 재생 버튼을 누르면 TV 전원이 자동으로 켜지며 해당 화면으로 전환
• 시스템 대기
  TV 전원을 끄면 HDMI로 연결된 모든 기기의 전원도 동시에 대기 상태로 전환

리모컨 및 메뉴 통합

• 리모컨 패스스루
  TV 리모컨으로 입력한 방향키나 확인 버튼 신호가 연결된 다른 기기로 그대로 전달
• 장치 메뉴 제어
  TV 화면의 UI를 통해 연결된 다른 기기의 설정 메뉴를 직접 조작

오디오 및 화면 출력 제어

• 시스템 오디오 제어
  TV 리모컨의 볼륨 버튼으로 연결된 사운드바나 AV 리시버의 음량 조절
• 루팅 컨트롤
  여러가지 기기가 켜져 있을 때, 현재 작동을 시작한 기기의 영상신호로 TV 입력 소스 자동 전환
• OSD 디스플레이
  연결된 기기가 TV 자체의 화면 표시 기능을 빌려 텍스트나 정보를 TV 화면에 띄울 수 있다.

정보 교환 및 시스템 관리

• 장치 OSD 이름 전송
  TV 외부 입력 목록에 "HDMI 1" 대신 기기의 실제 이름을 표시 할 수 있다.
• 장치 전원 상태 확인
  각 기기가 현재 켜져 있는지, 대기 상태인지 상호 모니터링
• 시스템 정보
  기기 간의 물리적 주소와 사용 언어 설정을 자동으로 조회하고 동기화

제조사별 명칭

• 삼성전자: Anynet+
• LG전자: SimpLink
• 소니(Sony): BRAVIA Sync
• 파나소닉(Panasonic): VIERA Link
• 필립스(Philips): EasyLink

DDC

Display Data Channel 이라고 하며 그래픽카드와 모니터 등 디스플레이 장치 가에 디지털 정보를 주고 받기 위해 VESA에서 제정한 I2C 기반의 통신 채널 규격 이다.

주요기능

EDID 전송

PC가 모니터의 최대 해상도, 색역, 오디오 지원 여부등을 자동으로 인식하도록 지원

DDC/CI

모니터 OSD 메뉴를 직접 누르지 않고 PC 소프트웨어를 통해서 모니터 설정을 제어할 수 있는 양방향 통신 기능

Plug and Play (PnP)

장치를 연결했을 때 별도의 수동 설정 없이 최적의 화면 출력을 돕는 기기간 통신 통로 제공

HEC

HDMI Ethernet Channel 이라고 하며 인터넷 데이터를 랜선(RJ45,SFP) 없이 HDMI 케이블 하나로 공유 할 수 있게 만든 기술이다. HDMI 1.4 규격에 도입되었으며 케이블 표면에 'with Ethernet'이라는 문구가 적혀있다.

작동 원리 및 스펙

통합 데이터 스트림

하나의 HDMI 케이블 내부에서 영상 신호, 오디오 신호와 함께 IP 기반의 양방향 이더넷 통신(최대 100 Mbps) 데이터를 동시에 전송한다.

물리적 핀 활용

HDMI A 타입 커넥터의 총 19개 핀 중 14번(Reserved)과 19번 핀(Hot Plug Detect)을 트위스트 페어 형태로 개선하여 전송 통로로 사용한다.

기획된 주요 목적

네트워크 공유 단순화

기기 하나가 인터넷에 연결되어 있다면 기기와 HDMI로 연결된 다른 기기들이 별도의 랜선이나 Wi-Fi 연결 없이 인터넷 신호를 공유 받아 인터넷을 사용할 수 있도록 설계 되었다.

기기 간 기가비트 홈 네트워크 구축

기기 간에 콘텐츠 데이터나 홈 네트워크 제어 신호를 주고 받는 통로로 쓰이고자 했다.

현실적 한계

현재 시장에서는 쓰이지 않는 기술

제조사의 하드웨어 미구현

제조사들이 HEC를 지원하기 위해 네트워크 전용 내부 칩셋을 기기에 탑재하지 않아 케이블은 데이터를 보낼 준비가 되어있지만 기기 자체에는 이를 지원할 하드웨어가 없다

속도의 한계

HEC의 최대 속도는 100Mbps인데 개발 직후 Wi-Fi 무선 네트워크 기술과 기가비트 랜선이 급격히 대중화 되면서 속도가 느리고 복잡한 HEC 기술을 굳이 기기에 넣을 매리트가 사라짐.

버전별 차이점

버전	출시 연도	최대 대역폭	최대 지원 해상도 및 주사율	주요 핵심 특징 및 추가 기능	공식 케이블 인증 명칭
HDMI 1.0~1.2	2002~2005	4.95 Gbps	1080p (FHD) @ 60Hz	초기 디지털 통합 규격, DVD Audio 지원	Standard (표준 고속)
HDMI 1.3	2006	10.2 Gbps	1440p (QHD) @ 60Hz / 1080p @ 120Hz	Deep Color(색 표현 확장), Dolby TrueHD 오디오 지원	High Speed (고속)
HDMI 1.4	2009	10.2 Gbps	4K (UHD) @ 30Hz / 1080p @ 144Hz	3D 영상, ARC(오디오 리턴 채널), 이더넷 채널(HEC) 추가	High Speed (고속)
HDMI 2.0	2013	18.0 Gbps	4K (UHD) @ 60Hz / 1440p @ 144Hz	정적 HDR(HDR10), 32채널 오디오, 21:9 비율 지원	Premium High Speed
HDMI 2.1	2017	48.0 Gbps	8K @ 60Hz / 4K @ 120Hz (최대 10K)	다이내믹 HDR, eARC, 변동주사율(VRR), ALLM(게임 최적화)	Ultra High Speed