1. Ciencia

BUSES, PUERTOS ESTÁNDAR Y
PERIFERICOS.
Arquitectura de Computadoras.
ATA
ESPECIFICACIONES
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ATA fue diseñado originalmente para, y trabajó sólo con discos duros y dispositivos que podrían
emularlos. La introducción de ATAPI (ATA Packet Interface) por un grupo llamado el comité de factor
de forma pequeño (SFF) permitió ATA a ser utilizado para una variedad de otros dispositivos que
requieren funciones más allá de los necesarios para los discos duros. Por ejemplo, cualquier dispositivo
de medios extraíbles necesita un comando "Expulsar medio", y una manera para que el host para
determinar si los medios de comunicación está presente, y estos no fueron proporcionados en el
protocolo ATA.
•
El comité de factor de forma pequeño se acercó a este problema mediante la definición de ATAPI, el
"ATA Packet Interface". ATAPI es en realidad un protocolo que permite la interfaz ATA para llevar SCSI
comandos y respuestas; Por lo tanto, todos los dispositivos ATAPI realmente están "hablando SCSI" que
no sea en la interfaz eléctrica. De hecho, algunos dispositivos ATAPI primeros eran simples dispositivos
SCSI con un ATA / ATAPI para convertidor de protocolo SCSI añadido sucesivamente. Los comandos
SCSI y las respuestas están incrustados en "paquetes" (de ahí "ATA Packet Interface") para la transmisión
en el cable ATA. Esto permite que cualquier clase de dispositivo para el que un conjunto de comandos
SCSI se ha definido para su interfaz a través de ATA / ATAPI.
SATA
ESPECIFICACIONES
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Revisión SATA 1,0 - 1,5 Gbit / s - 150 MB / s
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Revisión 1.0a fue lanzado el 7 de enero de 2003. interfaces SATA de primera generación, ahora conocido como SATA 1.5 Gbit / s,
se comunican a una velocidad de 1.5 Gbit / s, y no son compatibles con Native Command Queuing (NCQ). Tomando 8b / 10b
codificación sobrecarga en cuenta, tienen una velocidad de transferencia sin codificar real de 1,2 Gbit / s (150 MB / s). El
rendimiento teórico estallido de SATA 1.5 Gbit / s es similar a la de PATA / 133, pero los dispositivos SATA más recientes ofrecen
mejoras como NCQ, que mejoran el rendimiento en un entorno multitarea.
•
Durante el período inicial después de SATA 1.5 Gbit / s finalización, adaptador y conducir los fabricantes utilizan un "chip puente"
para convertir diseños PATA existente para su uso con la interfaz SATA. [ cita requerida ] en puente unidades tienen un conector
SATA, puede incluir uno o ambos tipos de conectores de alimentación, y, en general, realizan de forma idéntica a sus equivalentes
PATA. La mayoría carece de soporte para algunas características SATA-específicos como NCQ. Productos SATA nativos productos
puenteados eclipsados rápidamente con la introducción de la segunda generación de unidades SATA. [ cita requerida ]
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En abril de 2010 los más rápidos de 10.000 RPM SATA mecánicos unidades de disco duro pueden transferir datos a la máxima
(no media) tasas de hasta 157 MB / s, [ 8 ] que está más allá de las capacidades de la mayor PATA / especificación de 133 y
también supera un SATA 1.5 Gbit enlace / s.
ESPECIFICACIONES.
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Revisión SATA 2,0 a 3 Gbit / s - 300 MB / s
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Interfaces SATA de segunda generación funcionan con una velocidad de transferencia nativa de 3,0 Gbit
/ s, y tomando 8b / 10b codificación en cuenta, la tasa máxima de transferencia no codificado es de 2,4
Gbit / s (300 MB / s). El rendimiento teórico estallido de SATA 3.0 Gbit / s es el doble del de SATA
revisión 1.0.
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Todos los cables de datos SATA que cumplan la especificación SATA están clasificados para 3.0 Gbit / s
y manejar las unidades mecánicas actuales sin ninguna pérdida de rendimiento sostenido y reventar la
transferencia de datos. Sin embargo, las unidades flash de alto rendimiento pueden superar la velocidad
de transferencia de SATA 3 Gbit / s; esto se trata con el 6 Gbit / s SATA estándar de interoperabilidad.
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SATA 3 Gbit / s es compatible con SATA 1.5 Gbit / s.
ESPECIFICACIONES.
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Revisión SATA 3,0 a 6 Gbit / s - 600 MB / s
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Organización Internacional Serial ATA presentó el borrador de la especificación de SATA 6 Gbit / s capa física en julio de
2008, y ratificó su especificación de la capa física el 18 de agosto de 2008. La norma completa 3.0 fue lanzado el 27 de
mayo de 2009. Se ejecuta con una velocidad de transferencia nativa de 6,0 Gbit / s, y tomando 8b / 10b codificación en
cuenta, la tasa máxima de transferencia no codificado es de 4,8 Gbit / s (600 MB / s). El rendimiento teórico estallido de
SATA 6.0 Gbit / s es el doble del de SATA revisión 2.0. La especificación 3.0 contiene los siguientes cambios:
•
6 Gbit / s para un rendimiento escalable.
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Continúa la compatibilidad con SAS, incluyendo SAS 6 Gbit / s. "Un dominio de SAS puede soportar la unión y control
de los dispositivos SATA sin modificar directamente conectados al dominio SAS utilizando el Protocolo Serial ATA
canalizado (STP)" de la especificación SATA_Revision_3_0_Gold.Isochronous Native Command Queuing (NCQ) de
comandos para habilitar el streaming isócrono calidad de las transferencias de datos de servicio para aplicaciones de
streaming de contenido digital.
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Una característica de gestión NCQ que ayuda a optimizar el rendimiento al permitir el procesamiento y gestión de
excepcional NCQ comandos host.
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Capacidades de administración de energía mejorada.
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Una pequeña baja fuerza de inserción (LIF) conector para dispositivos de
almacenamiento de 1,8 pulgadas más compactos.
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Un conector diseñado para dar cabida a las unidades de disco ópticas de 7 mm para
los portátiles más delgados y ligeros.
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Alineación con la INCITS estándar ATA8-ACS.
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En general, las mejoras están destinadas a mejorar la calidad del servicio para el
streaming de vídeo y de alta prioridad interrupciones. Además, el estándar sigue
apoyando a distancias de hasta un metro. Las velocidades más nuevos pueden
requerir un mayor consumo de energía para apoyar a los chips, aunque la mejora de
tecnologías de procesos y técnicas de administración de energía pueden mitigar este.
La especificación posterior pueden utilizar cables SATA y conectores existentes, a
pesar de que se informó en 2008 de que algunos fabricantes de equipos originales
se esperaba que actualizar los conectores de acogida para las velocidades más altas
PCI Y PCIE
ESPECIFICACIONES
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PCI convencional , a menudo abreviado como PCI , es un local de bus de ordenador para conectar dispositivos de
hardware en un ordenador . PCI es la sigla para Interconexión de Componentes Periféricos y es parte de la norma
PCI bus local. El bus PCI es compatible con las funciones que se encuentran en un bus del procesador , pero en un
formato estandarizado que es independiente del bus nativo de cualquier procesador en particular. Los dispositivos
conectados al bus PCI parecen un maestro de bus para conectarse directamente a su propio bus y se asignan las
direcciones en el espacio de direcciones del procesador. Es un paralelo bus, síncrona a un solo bus reloj .
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Los dispositivos conectados pueden tomar ya sea la forma de un circuito integrado montado sobre la propia placa
madre (llamado un dispositivo planar en la especificación PCI) o una tarjeta de expansión que encaja en una ranura.
El bus PCI local se implementó por primera vez en compatibles IBM PC , donde se desplazó a la combinación de
varios lentos ISA ranuras y una rápida VESA Local Bus ranura como la configuración del bus. Posteriormente, ha
sido adoptado por otros tipos de computadoras. Tarjetas PCI típicos usados en PCs incluyen: tarjetas de red ,
tarjetas de sonido , módems , puertos adicionales, tales como USB o serial , tarjetas sintonizadoras de TV y los
controladores de disco . PCI tarjetas de vídeo reemplazados ISA y VESA cartas hasta que los requisitos de ancho de
banda en crecimiento sobrepasaron las capacidades del PCI. La interfaz preferida para tarjetas de video y luego se
convirtió en AGP , en sí un superconjunto de PCI convencional, antes de dar paso a PCI Express
•
33.33 MHz de reloj con síncronos transferencias
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Velocidad de transferencia máxima de 133 MB / s (133 megabytes por segundo) para el ancho de bus
de 32 bits (33,33 MHz × 32 bits ÷ 8 bits / byte = 133 MB / s)
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32 bits Amplitud del bus
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32 o de espacio de direcciones de memoria de 64 bits (4 gigabytes o 16 exabytes )
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32-bit I / O espacio portuario
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256 byte (por dispositivo) espacio de configuración
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La señalización de 5 voltios
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Conmutación de la onda reflejada
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La especificación PCI también proporciona opciones para 3.3 V de señalización, de 64 bits Amplitud del
bus, y 66 MHz de reloj, pero estos no se encuentran comúnmente fuera del soporte para PCI-X en las
placas base de servidor.
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El árbitro de bus PCI realiza arbitraje de bus entre varios maestros en el bus PCI. Cualquier número de
maestros de bus puede residir en el bus PCI, así como las solicitudes para el autobús. Un par de
señales de solicitud y concesión de subvenciones se dedica a cada maestro de bus.
ESPECIFICACIONES
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PCI Express ( Peripheral Component Interconnect expreso ), oficialmente abreviado
como PCIe , es una alta velocidad de serie ordenador bus de expansión estándar
diseñado para reemplazar los antiguos PCI , PCI-X y AGP estándares de bus. PCIe
tiene numerosas mejoras con respecto a los estándares de bus antes mencionadas,
incluyendo un mayor rendimiento máximo del bus del sistema, menor I / O número
de pines y la huella física más pequeña, mejor rendimiento de escala para dispositivos
de bus, una detección de errores más detallada y el mecanismo de presentación de
informes (Informe de errores avanzada (AER ), y nativo de conexión en caliente
funcionalidad.
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Más recientes revisiones del hardware de soporte estándar PCIe
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PCI Express 1.0a
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En 2003, PCI-SIG introdujo 1.0a PCIe, con una tasa por carriles de datos de 250 MB / s y una velocidad de transferencia
de 2,5 gigatransfers por segundo (GT / s). La tasa de transferencia se expresa en las transferencias por segundo en lugar
de bits por segundo debido a que el número de transferencias incluye los bits de cabecera, que no proporcionan el
rendimiento adicional; 1.x PCIe utiliza una codificación 8b / 10b esquema, lo que resulta en un 20% (= 02.10) por
encima del ancho de banda del canal en bruto.
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PCI Express 1.1
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En 2005, el PCI-SIG introdujo PCIe 1.1. Esta especificación actualizada incluye aclaraciones y varias mejoras, pero es
totalmente compatible con PCI Express 1.0a. No se hicieron cambios a la velocidad de datos.
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PCI Express 2.0
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PCI-SIG anunció la disponibilidad de la especificación PCI Express Base 2.0 el 15 de enero de 2007. El estándar PCIe 2.0
duplica la velocidad de transferencia en comparación con PCIe 1,0-5 GT / s, y el rendimiento por carriles se eleva de 250
MB / s 500 MB / s. Esto significa un conector PCIe 32-lane (× 32) puede soportar un rendimiento de hasta 16 GB / s
agregado.
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PCIe 2.0 ranuras de la placa base son totalmente compatible con tarjetas v1.x. PCIe. PCIe 2.0 tarjetas son también en
general compatible con las placas PCIe 1.x, utilizando el ancho de banda disponible de PCI Express 1.1. En general, las
tarjetas gráficas o placas base diseñadas para v2.0 trabajarán con la otra v1.1 o v1.0a ser.
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El PCI-SIG también dijo que PCIe 2.0 incluye diversas mejoras en el protocolo de punto a punto de transferencia de
datos y su interfaz.
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PCI Express 3.x
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PCI Express 3.0 Base Revisión de la especificación 3.0 estuvo disponible en noviembre de 2010, después de varios
retrasos. En agosto de 2007, PCI-SIG anunció que PCI Express 3.0 llevaría a una velocidad de bits de 8 gigatransfers
por segundo (GT / s), y que sería compatible con las implementaciones existentes PCI Express. En ese momento,
también se anunció que la especificación final para PCI Express 3.0 se retrasaría hasta 2011. [ 31 ] Las nuevas
características de la especificación PCI Express 3.0 incluyen una serie de optimizaciones para mejorar la señalización
y la integridad de los datos, incluyendo el transmisor y el receptor de ecualización , PLL mejoras, recuperación de
datos de reloj, y mejoras de canal para topologías soportadas actualmente.
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Después de un análisis técnico de seis meses de la factibilidad de ampliar el ancho de banda de interconexión PCI
Express, el análisis de PCI-SIG encontró que 8 gigatransfers por segundo se pueden fabricar en la corriente
principal tecnología de proceso de silicio, y se pueden implementar con materiales de bajo costo y la infraestructura
existentes, mientras mantiene la compatibilidad completa (con un impacto insignificante) a la pila de protocolo PCI
Express.
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PCI Express 3.0 actualiza el esquema de codificación de 128b / 130 B de la anterior 8b / 10b codificación , lo que
reduce la sobrecarga del ancho de banda del 20% de PCI Express 2.0 a aproximadamente el 1,54% (= 2/130). Esto
se logra mediante una técnica llamada "aleatorización" que se aplica un polinomio binario conocido a un flujo de
datos en una topología de realimentación. Debido a que el polinomio de cifrado se conoce, los datos pueden ser
recuperados mediante la ejecución a través de una topología de realimentación utilizando el polinomio inverso. PCI
Express velocidad de bits / s 8 GT de 3.0 ofrece efectivamente 985 MB / s por carril, prácticamente duplicando el
ancho de banda de carril en relación con PCI Express 2.0.
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El 18 de noviembre de 2010, el Grupo de Interés Especial PCI publicó
oficialmente el finalizado PCI Express 3.0 especificación de sus miembros
para construir dispositivos basados en esta nueva versión de PCI Express.
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En septiembre de 2013, la especificación PCI Express 3.1 fue anunciado
para ser lanzado a finales de 2013 o principios de 2014, la consolidación
de diversas mejoras en el publicado especificaciones de PCI Express 3.1
en tres áreas. Administración de energía, rendimiento y funcionalidad Sin
embargo, como de septiembre 2014 no ha sido liberado todavía.
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PCI Express 4.0
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El 29 de noviembre de 2011, PCI-SIG anunció PCI Express 4.0 con 16 GT
/ s, todavía basados en la tecnología de cobre. Además, las optimizaciones
de energía activos y ociosos deben ser investigados. Se espera que las
especificaciones finales para ser lanzado en 2014 o 2015.
PUERTO SERIAL
ESPECIFICACIONES.
•
A través de este tipo de puerto la comunicación se establece usando un protocolo de transmisión
asíncrono. En este caso, se envía en primer lugar una señal inicial anterior al primer bit de cada byte, carácter
o palabra codificada. Una vez enviado el código correspondiente, se envía inmediatamente una señal de stop
después de cada palabra codificada.
•
La señal de inicio (start) sirve para preparar al mecanismo de recepción o receptor, la llegada y registro de
un símbolo, mientras que la señal de stop sirve para predisponer al mecanismo de recepción para que tome
un descanso y se prepare para la recepción del nuevo símbolo.
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La típica transmisión start-stop es la que se usa en la transmisión de códigos ASCII a través del puerto
RS-232, como la que se establece en las operaciones con teletipos.
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El puerto serie RS-232 (también conocido como COM) es del tipo asincrónico, utiliza cableado simple
desde 3 hilos hasta 25 y conecta computadoras o microcontroladores a todo tipo de periféricos, desde
terminales a impresoras y módems pasando por mouses.
INTERFAZ.
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La interfaz entre el RS-232 y el microprocesador generalmente se realiza mediante el
chip UART 8250 (computadoras de 8 y 16 bits, PC XT) o el 16550 (IBM Personal
Computer/AT y posteriores).
•
El RS-232 original tenía un conector tipo DB-25, sin embargo la mayoría de dichos
pines no se utilizaban, por lo que IBM estandarizó con su gama IBM Personal System/2
el uso del conector DB-9 (ya introducido en el AT) que se usaba, de manera
mayoritaria en computadoras. Sin embargo, a excepción del mouse, el resto de
periféricos solían presentar el DB-25
•
La norma RS-422, similar al RS-232, es un estándar utilizado en el ámbito industrial.
VGA
ESPECIFICACIONES
•
Video Graphics Array (VGA), Adaptador Gráfico de Video se utiliza para denominar: a una
pantalla de computadora analógica estándar; a la resolución 640 × 480 píxeles; al conector
VGA de 15 contactos D subminiatura; a la tarjeta gráfica que comercializó IBM por primera
vez en 1988.
•
VGA fue el último estándar de gráficos introducido por IBM al que se atuvieron la mayoría de
los fabricantes de computadoras compatibles IBM, convirtiéndolo en el mínimo que todo el
hardware gráfico soporta antes de cargar un dispositivo específico. Por ejemplo, la pantalla de
Microsoft Windows aparece mientras la máquina sigue funcionando en modo VGA, razón por
la que esta pantalla aparecerá siempre con reducción de la resolución y profundidad de color.
•
La norma VGA fue oficialmente reemplazada por Extended Graphics Array de IBM, pero en
realidad ha sido sustituida por numerosas extensiones clónicas ligeramente distintas a VGA
realizadas por los fabricantes y que llegaron a ser conocidas en conjunto como Super VGA.
ESPECIFICACIONES.
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Modos de imagen con paletas de 16 y 256 colores
•
Paleta global de 262144 colores (6 bits y por tanto 64 bits para cada uno de los canales rojo, verde y azul
mediante el RAMDAC)
•
Reloj maestro seleccionable de 25,2 MHz o 28,3
•
Máximo de 800 píxeles horizontales
•
Máximo de 600 líneas
•
Tasa de refresco de hasta 70 Hz
•
Interrupción de blanqueo vertical (No todas las tarjetas lo soportan)
•
Modo plano: máximo de 16 colores
•
Modo píxel empaquetado: en modo 256 colores (Modo 13h)
DVI
ESPECIFICACIONES
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Digital
•
Frecuencia mínima de reloj: 21 Hz
•
Frecuencia máxima de reloj para enlace único: 165 MHz
•
Frecuencia máxima de reloj para doble enlace: limitada sólo por el cable
•
Píxeles por ciclo de reloj: (enlace único) o 2 (doble enlace)
•
Bits por píxel: 24
•
Ejemplos de modos de pantalla (enlace único):
•
HDTV (1920 × 1080) a 60 Hz con 5% de borrado LCD (131 MHz)
•
1920 x 1200 a 60 Hz (154 MHz)
•
UXGA (1600 × 1200) a 60 Hz con borrado GTF (161 MHz)
•
SXGA (1280 × 1024) a 85 Hz con borrado GTF (159 MHz)
•
Ejemplos de modos de pantalla (doble enlace):
•
QXGA (2048 × 1536) a 75 Hz con borrado GTF (2×170 MHz)
•
HDTV (1920 × 1080) a 85 Hz con borrado GTF (2×126 MHz)
•
2560 × 1600 (en pantallas LCD de 30 pulgadas)
•
GTF: ("Generalized Timing Formula", Fórmula de Sincronización Generalizada) es un estándar
VESA.
•
Analógico
•
Ancho de banda RGB: 400 MHz a –3 dB
HDMI
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS.
•
Canal TMDS
•
Lleva audio, vídeo y datos auxiliares.
•
Método de señalización: de acuerdo a las especificaciones DVI 1.0, enlace simple (HDMI tipo A) o
enlace doble (HDMI tipo B).
•
Frecuencia de píxeles de vídeo: de 25 MHz a 165 MHz (tipo A) o a 330 MHz (tipo B). Formatos de
vídeo por debajo de 25MHz (ej.: 13.5MHz para el 480i/NTSC) son transmitidos usando un esquema de
repetición de píxeles. Se pueden transmitir hasta 24 bits por píxel, independientemente de la frecuencia.
•
Codificación de los píxeles: RGB 4:4:4, YCbCr 4:2:2, YCbCr 4:4:4.
•
Frecuencias de muestreo del audio: 32 kHz, 44,1 kHz, 48 kHz, 88,2 kHz, 96kHz, 176,4 kHz, 192 kHz.
•
Canales de audio: hasta 8.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS.
•
HDMI 1.0
•
Presentado en diciembre de 2002. Su interfaz física es un cable único de conexión digital audio/vídeo con tasa de transferencia
máxima de 4,9 Gbit/s. Soporte hasta 165 Mpíxeles/s en modo vídeo (1080p 60Hz o UXGA) y 8-canales/192 kHz/24-bit audio.
•
HDMI 1.2
•
Presentado en agosto de 2005. Añadido soporte para One Bit Audio, usado en Super Audio CD, hasta 8 canales. Disponibilidad
HDMI Tipo A para conectores de PC. Otras características.
•
HDMI 1.3
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Presentado el 22 de junio de 2006. En esta versión fue incrementado el ancho de banda a 340 MHz, equivalentes a una tasa de
datos de 10,2 Gbit/s. Fue añadido soporte para Dolby TrueHD y DTS-HD, que son formatos de audio de bajas pérdidas usados
en HD-DVD y Blu-ray Disc. Disponibilidad de un nuevo formato de miniconector para videocámaras.
•
Las versiones superiores de la norma HDMI son completamente compatibles con las anteriores, aunque de momento no se
puede actualizar a versiones superiores de la norma HDMI, pues las actualizaciones actuales requieren tanto modificaciones
hardware como de firmware. De momento no demasiados equipos requieren de HDMI 1.3 para funcionar perfectamente,
aunque ya existen algunos tales como la Playstation 3 (la primera en acogerse al HDMI 1.3), la Xbox 360 o algunos reproductores
multimedia.
•
HDCP
•
La conexión HDMI está diseñada para que no se puedan realizar copias
(permitidas o no) del contenido de audio y vídeo transmitido, de acuerdo con
las especificaciones HDCP 1.10.
•
Para ello, todo fabricante de equipos con HDMI debe solicitar al consorcio un
código de autorización, el cual, en caso de fabricar equipos que permitieran la
copia, le sería retirado e incluido en una "lista negra" para que en adelante los
equipos HDMI de otros fabricantes no les transmitan contenido de audio-vídeo.