Mobile High-Definition Link ( MHL ) — это промышленный стандарт для мобильного аудио / видео интерфейса, который позволяет подключать смартфоны , планшеты и другие портативные устройства бытовой электроники к телевизорам высокой четкости (HDTV), аудиоприемникам и проекторам. Стандарт был разработан для совместного использования существующих разъемов мобильных устройств, таких как Micro-USB , в избегании необходимости добавления дополнительных видеоразъемов на устройствах с ограниченным пространством для них.
MHL подключается к устройствам отображения либо напрямую через специальные входы HDMI с поддержкой MHL, либо косвенно через стандартные входы HDMI с использованием адаптеров MHL-to-HDMI. MHL был разработан консорциумом пяти компаний: Nokia , Samsung , Silicon Image , Sony и Toshiba.
Цифровой разъем аудио/видео/данных
История
Компания Silicon Image, одна из основателей стандарта HDMI , изначально продемонстрировала мобильное соединение на январской выставке Consumer Electronics Show (CES) в январе 2008 года на основе технологии дифференцированных сигналов с минимальной передачей (TMDS). Этот интерфейс был назван «Mobile High Definition Link» во время демонстрации и является прямым предшественником реализации, объявленной консорциумом MHL.
Рабочая группа была объявлена в сентябре 2009 года, и Консорциум MHL, основанный в апреле 2010 года компаниями Nokia , Samsung , Silicon Image , Sony и Toshiba . Спецификация MHL версии 1.0 была выпущена в июне 2010 года, а спецификация тестирования соответствия (CTS) была выпущена в декабре 2010 года. В мае 2011 года была отмечена первая розничная доступность продуктов с поддержкой MHL.
Первым мобильным устройством, оснащающим стандарт MHL, был Samsung Galaxy S II , объявленный на Всемирном конгрессе Mobile World 2011. MHL объявила в 2014 году, что с момента создания стандарта было отправлено более полумиллиарда продуктов, совместимых с MHL.
Назначение контактов для Micro-USB на HDMI с поддержкой MHL. Данные MHL PDMS витая пара (фиолетовый и зеленый) используется как дифференциальная пара, присутствующая в обоих USB 2.0 (данные− и данные+) и HDMI (интерфейсы data0 PDMS− интерфейсы data0+). Шина управления MHL перепрофилирует USB On-The-Go ID (pin 4) и HDMI Hot Plug Detect (pin 19), в то время как контакты для питания и заземления соответствуют их первоначальному назначению для обоих.
Обзор
MHL — это адаптация HDMI, предназначенная для мобильных устройств, таких как смартфоны и планшеты. В отличие от DVI , совместимого с HDMI с использованием только пассивных кабелей и адаптеров, MHL требует, чтобы разъем HDMI был включен MHL, иначе для преобразования сигнала в HDMI требуется активный адаптер (или ключ ). Он имеет несколько аспектов, общих с HDMI, таких как возможность несжатого HDCP- зашифрованного видео высокой четкости, восьмиканального объемного звука и управления удаленными устройствами с помощью системы Consumer Electronics Control (CEC).
Не все порты micro USB 2.0 идентичны. Сравните Разъемы для оригинальной Galaxy Note с Note II.
В MHL используется пять контактов, а не 19, используемых в HDMI, а именно: дифференциальная пара для данных, двунаправленный канал управления (CBUS), питание зарядки и земля. Это позволяет использовать гораздо более легкий кабель и гораздо меньший разъем на мобильном устройстве, так как типичный источник MHL будет использоваться совместно с USB 2.0 на стандартной 5-контактной розетке Micro-USB . (Хотя порты MHL могут быть предназначены только для MHL, стандарт предназначен для совместного использования портов с наиболее часто используемыми портами.) USB-порт переключается с USB на MHL, когда он распознает MHL-квалифицированный приемник (т. Е. Телевизор ), обнаруженных на контрольном проводе.
Типичный приемник MHL будет использоваться совместно с HDMI на стандартном 19-контактном гнезде HDMI.
Поскольку один и тот же пятиконтактный порт Micro-USB также обычно используется для зарядки устройства, приемник требуется для обеспечения питания для поддержания состояния заряда (или даже перезарядки) во время его использования (хотя это зависит от мощности что MHL 2 и 3 обеспечивают минимум 4,5 Вт / 900 мА, а SuperMHL — до 40 Вт). Использование линии электропитания таким образом отличается от HDMI, который ожидает, что источник обеспечит 55 мА для считывания EDID дисплея.
Из-за низкого количества контактов MHL и HDMI функции, которые выполняются отдельными выделенными контактами на HDMI, а именно: канал данных дисплея (DDC) (контакты 15 и 16) и CEC (контакт 13), вместо этого переносятся на bi -направленная управляющая шина (CBUS). CBUS также эмулирует функцию шины DDC, а также поддерживает канал боковой полосы MHL (MSC), который эмулирует функцию шины CEC и позволяет удаленному телевизору управлять медиаплеером на телефоне с помощью протокола удаленного управления (RCP).
Полоса пропускания
MHL использует для передачи видео, аудио и вспомогательные данные ту же самую дифференциальную сигнализацию (TMDS) с минимизацией перехода . Однако MHL отличается от HDMI тем, что есть только одна дифференциальная пара для переноса полосы данных TMDS по сравнению с четырьмя HDMI (три полосы данных плюс часы). Следовательно, эти три канала логических данных вместо этого мультиплексируются с временным разделением в единую физическую полосу данных MHL (то есть с последовательными логическими каналами), а тактовый сигнал передается как сигнал общей моды этой пары. Начиная с MHL 3, метод переноса тактового сигнала был заменен отдельно на булавке MHL CBUS.
MXL альтернативный Тип-с USB режима отображения
Обычный (24-битный) режим работает со скоростью 2,25 Гбит / с и мультиплексирует один и тот же трехканальный 24-битный цветной сигнал в качестве HDMI, с тактовой частотой пикселей до 75 МГц, достаточный для 1080i и 720p при 60 Гц. Один период MHL-часов равен одному периоду пиксельных часов, и каждый период MHL-часов передает три 10-битных символа TMDS (то есть 24-битный пиксель, где каждый 10-разрядный символ TMDS представляет кодированный байт-8 -bits).
MHL также может работать в режиме PackedPixel со скоростью 3 Гбит / с с питанием 1080p , в этом случае только два канала мультиплексируются, так как цветовой сигнал изменяется на пару с дискретизированной по цветности (YCbCr 4: 2: 2) соседней 16-разрядной пикселей (т. е. когда два соседних пикселя имеют общие значения цветности и представлены только 36 бит), а тактовые частоты пикселей удваиваются до 150 МГц. В этом режиме один такт часов MHL-часов теперь равен двум периодам пиксельных часов, поэтому каждый период MHL-часов передает в два раза больше количества каналов, т. Е. Четыре 10-битных символа TMDS (пара 16-разрядных пикселей).
Версии
Все спецификации MHL обратно совместимы с предыдущими версиями стандарта. MHL является агностиком соединения (т. Е. Не привязан к конкретному типу аппаратного разъема). В первых реализациях использовался 5-контактный разъем MHL-USB, описанный ниже, и все они поддерживаются в альтернативном режиме USB Type-C MHL. Также допускаются другие проприетарные и пользовательские подключения.
MHL 1
Версия 1.0 была представлена в июне 2010 года, поддерживая несжатое HD-видео до 720p / 1080i 60 Гц (с кодировкой RGB и YCbCr 4: 2: 2/4: 4: 4 пикселя). Поддержка версии 1080p 60 Гц (YCbCr 4: 2: 2) была представлена в версии 1.3. Спецификация поддерживает стандартные цветовые пространства SD ( Rec 601 ) и HD ( Rec 709 ), а также те, что представлены в HDMI 1.3 и 1.4 ( xvYCC , sYCC601, Adobe RGB и AdobeYCC601). Другие функции включают в себя 24-битный 24-битный LPCM аудиосигнал объемного звука LPCM 192 КГц, защиту содержимого HDCP 1.4 и минимум 2,5 Вт (500 мА) между раковиной (например, телевизором) и источником (например, мобильным телефоном) для зарядки. Канал боковой полосы MHL (MSC) включает в себя встроенную функцию протокола удаленного управления (RCP), позволяющую удаленному управлению телевизором управлять мобильным устройством MHL через функцию управления потребительской электроникой телевизора (CEC) или разрешать мобильному устройству управлять воспроизведения его содержимого на телевизоре.
MHL 2
Версия 2.0 была введена в апреле 2012 года и повысила минимальную зарядку до 4,5 Вт (900 мА) с максимальным допустимым максимальным объемом 7,5 Вт (1,5 А). Также была представлена поддержка 3D-видео, позволяющая режимы 3D-видео 720p / 1080i 60 Гц и 1080p 24 Гц. Спецификация также включала дополнительные команды MHL-канала боковой полосы (MSC).
MHL 3
Версия 3.0 была введена в августе 2013 года и добавлена поддержка видеоролика 4K Ultra HD (3840 x 2160) 30 Гц, что увеличивает максимальную пропускную способность от 3 Гбит / с до 6 Гбит / с. Также было введено дополнительное кодирование YCbCr 4: 2: 0 для разрешения 4K, в то время как максимальная зарядка была увеличена до 10 Вт (2 A). Поддержка сжатых аудиоформатов без потерь была добавлена с поддержкой Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio.
Спецификация увеличила скорость двунаправленного канала данных с 1 Мбит / с до 75 Мбит / с, чтобы обеспечить одновременную поддержку 4K видео и интерфейса пользователя (HID), таких как мыши, клавиатуры, сенсорные экраны и игровые контроллеры. Другие функции включают поддержку одновременных множественных дисплеев, улучшенный протокол удаленного управления (RCP) с новыми командами и защиту содержимого HDCP 2.2.
SuperMHL 1.0 был представлен в январе 2015 года, поддерживая 8K Ultra HD (7680 x 4320) 120 Гц видео с высоким динамическим диапазоном (HDR) с широкой цветовой гаммой ( Rec. 2020 ) и 48-битным цветом. Добавлена поддержка объектных аудиоформатов, таких как Dolby Atmos и DTS: X , с режимом только для аудио. Протокол удаленного управления (RCP) также был расширен, чтобы связать несколько устройств MHL вместе (например, телевизор, AVR, проигрыватель дисков Blu-ray) и управлять ими через один пульт.
Спецификация представляет собой обратимый 32-контактный разъем SuperMHL, который (наряду с USB Type-C) поддерживает более высокую зарядную мощность до 40 Вт (20 В / 2 А) и предназначен для расширения полосы пропускания в будущем. Увеличение полосы пропускания по сравнению с предыдущими версиями MHL достигается за счет использования нескольких A / V-полос, каждый из которых работает со скоростью 6 Гбит / с, с поддержкой максимум шести линий A / V в зависимости от типа устройства и разъема. Например, Micro-USB и HDMI Type-A поддерживают одну A / V полосу, USB Type-C поддерживает до четырех линий A / V, а разъем SuperMHL поддерживает до шести линий A / V (36 Гбит / с).
Помимо поддержки переменного количества полос, спецификация поддерживает VESA Display Stream Compression (DSC) 1.1, стандарт визуального сжатия без видимых потерь (но с математической потерей). В тех случаях, когда пропускная способность доступной полосы (линий) не может соответствовать скорости несжатого видеопотока, экономия полосы пропускания до 3: 1 может быть достигнута при степени сжатия DSC 3,0. Например, 4K 60 Гц возможно с использованием одной полосы (например, Micro-USB / HDMI Type-A) со скоростью DSC 3,0.
SuperMHL может использовать различные разъемы источника и приемника с определенными ограничениями: микро-USB или проприетарные разъемы могут использоваться только для источника, тип HDMI-A только для приемника, в то время как USB Type-C и разъемы SuperMHL может использоваться и для источника и для приемника.
В обычных реализациях MHL Alt Mode на мобильных / планшетах / ноутбуках видео с графического процессора будет преобразовано в сигнал MHL с использованием микросхемы передатчика MHL. Микросхемы передатчика часто принимают видео в формате MIPI ( DSI / DPI ) или HDMI и скрывают его в формате MHL. Контроллер порта USB Type-C функционирует как переключатель / мультиплексор, проходящий через сигнал MHL на внешние устройства. Устройства док-станции могут использовать мостовую микросхему MHL для скрытия сигнала MHL в формате сигнала HDMI.
SuperMHL (32-pin)
В связи с выпуском спецификации SuperMHL в январе 2015 года MHL представила обратимый 32-контактный разъем SuperMHL. Разъем может нести шесть линий A / V по шести дифференциальным парам, обеспечивая полную пропускную способность 36 Гбит / с, доступную по стандарту SuperMHL. Соединитель также обеспечивает 40 Вт зарядной мощности при более высоком напряжении и токе.
Сравнение с SlimPort / Mobility DisplayPort (MyDP)
SlimPort является запатентованной альтернативой MHL, основанной на стандарте DisplayPort, интегрированном в общие порты microUSB, и поддерживает до 1080p60 или 1080p30 с 3D-контентом через HDMI 1.4 (до 5,4 Гбит / с полосы пропускания), в дополнение к поддержке DVI, VGA (до 1920 x 1080 при 60 Гц) и DisplayPort. Исполнители SlimPort могут обладать лицензией на патентный пул MPEG-LA для DisplayPort. 5 марта 2015 года MPEG LA объявила о своей лицензии DisplayPort, которая составляет 0,20 доллара США за продукт DisplayPort.