الإشارات التفاضلية المُقلَّلة للانتقال

تُعد تقنية الإشارة التفاضلية ذات الحد الأدنى من الانتقال ( TMDS ) تقنية لنقل البيانات التسلسلية عالية السرعة المستخدمة بواسطة واجهات الفيديو DVI ^{[ 1 ]} و HDMI ، بالإضافة إلى واجهات الاتصال الرقمي الأخرى.

يشتمل جهاز الإرسال على خوارزمية ترميز تقلل من التداخل الكهرومغناطيسي عبر كابلات النحاس وتتيح استعادة قوية للساعة في جهاز الاستقبال لتحقيق تحمل عالٍ للانحراف لتشغيل الكابلات الأطول وكذلك الكابلات الأقصر منخفضة التكلفة.

تم تطوير TMDS بواسطة شركة Silicon Image Inc. كعضو في مجموعة عمل العرض الرقمي .

تُشبه تقنية TMDS تقنية الإشارة التفاضلية منخفضة الجهد (LVDS) في استخدامها للإشارة التفاضلية لتقليل التداخل الكهرومغناطيسي ، مما يسمح بنقل الإشارات بسرعة أكبر وبدقة أعلى. كما تستخدم TMDS زوجًا ملتويًا لتقليل التشويش، بدلًا من الكابلات المحورية التقليدية لنقل إشارات الفيديو. ومثل LVDS، تُنقل البيانات بشكل تسلسلي عبر وصلة البيانات. عند نقل بيانات الفيديو، كما هو الحال في HDMI، تُستخدم ثلاثة أزواج ملتوية من TMDS لنقل بيانات الفيديو. كل وصلة من هذه الوصلات الثلاث تُقابل مُكوّنًا مختلفًا من مُكوّنات RGB .

الطبقة الفيزيائية لتقنية TMDS هي منطق نمط التيار (CML)، ^{[ 2 ]} وهي موصولة بتيار مستمر ومُنهية عند 3.3 فولت. وبينما تكون البيانات متوازنة التيار المستمر (بواسطة خوارزمية التشفير)، فإن اقتران التيار المستمر جزء من المواصفات. يمكن تبديل أو تكرار إشارات TMDS بأي طريقة قابلة للتطبيق على إشارات CML.

تُعدّ هذه الطريقة شكلاً من أشكال ترميز 8 بت/10 بت، ولكنها تستخدم مجموعة رموز تختلف عن نموذج IBM الأصلي . تُحوّل عملية ثنائية المراحل مُدخلًا من 8 بتات إلى رمز من 10 بتات بخصائص مُحددة مرغوبة. في المرحلة الأولى، يبقى البت الأول دون تحويل، بينما يُجرى تحويل XOR أو XNOR على كل بت لاحق مُقارنةً بالبت السابق. يختار المُشفّر بين XOR وXNOR بناءً على تحديد أيّهما يُؤدي إلى أقل عدد من التحويلات؛ ويُشير البت التاسع إلى العملية المُستخدمة. في المرحلة الثانية، يُمكن عكس البتات الثمانية الأولى لموازنة توازن الأصفار والآحاد، وبالتالي الحفاظ على مُستوى التيار المُستمر المُعتدل ؛ ويُشير البت العاشر إلى ما إذا كان هذا العكس قد حدث.

يمكن لرمز TMDS ذي العشر بتات أن يُمثل إما قيمة بيانات من 8 بتات أثناء نقل البيانات العادي، أو بتين من إشارات التحكم أثناء إخفاء الشاشة. من بين 1024 تركيبة ممكنة للبتات العشرة المرسلة:

• يتم استخدام 460 تركيبة لتمثيل قيمة بيانات مكونة من 8 بت، حيث أن معظم القيم الـ 256 الممكنة لها متغيران مشفران (بعض القيم لها متغير واحد فقط).
• تُستخدم 4 تركيبات لتمثيل 2 بت من إشارات التحكم (C0 و C1 في الجدول أدناه)؛ على عكس رموز البيانات، فإن هذه التركيبات لها خصائص تجعل من الممكن التعرف عليها بشكل موثوق حتى في حالة فقدان التزامن، وبالتالي تُستخدم أيضًا لمزامنة جهاز فك التشفير.
• يتم استخدام مجموعتين كشريط حماية قبل بيانات HDMI،
• تم حجز 558 تركيبة متبقية وهي محظورة.

تُشفّر بيانات التحكم باستخدام القيم الواردة في الجدول أدناه. صُممت أحرف بيانات التحكم بحيث تحتوي على عدد كبير (7) من الانتقالات لمساعدة جهاز الاستقبال على مزامنة ساعته مع ساعة جهاز الإرسال.

في القناة 0، تقوم البتات C0 وC1 بتشفير إشارات التزامن الأفقي (HSync) والتزامن الرأسي (VSync). أما في القنوات الأخرى، فتقوم بتشفير إشارات CTL0 إلى CTL3، وهي إشارات غير مستخدمة في DVI، ولكنها تُستخدم في HDMI كمقدمة للإشارة إلى نوع البيانات المراد نقلها (بيانات الفيديو أو بيانات الجزيرة)، وحالة HDCP ، وما إلى ذلك.

• S/PDIF
• LVDS
• وحدة تحكم عرض الفيديو