Perkembangan Port USB dan Kemunculan Port HDMI

Bagian I

Apa itu USB ?

Universal Serial Bus (USB) adalah suatu perangkat spesifikasi konektifitas yang dikembangkan bersama-sama para pemimpin industri. Awal kemunculan di tahun 1995 di hanya 12 megabit per detik (Mbps), USB menghadirkan kemudahan, kecepatan transaksi data dari berbagai perangkat Peripheral ke PC yang dimiliki, dan sekali tertancap, maka akan melakukan konfigurasi secara terotomatis.

(intel.com)

PORT USB: Merupakan port multi fungsi yang dapat digunakan pada beberapa perangkat atau peripheral lainnya seperti mouse, keyboard, modem, card wireless, dan lain sebagainya. Port USB merupakan pengembangan dari port serial. Saat ini, port USB paling populer digunakan, misalnya untuk flash disk, harddisk eksternal, mouse, keyboard. Kelebihan dari port USB adalah kemudahannya dalam melakukan koneksi device ke komputer, sehingga banyak alat dapat dipasang secara plug and play.

USB ini dirancang tidak tergantung pada ekspansion slot, dan USB yang dipasang tidak perlu melakukan booting ulang komputer. Selain itu, USB juga mendukung arsitektur daisy-chain ganda, yaitu penggunaan USB hub. Sebuah USB hub dapat menampung banyak device USB. Jumlah tingkat atau level USB hub yang tersusun maksimal 5 tingkat, sedangkan jumlah USB device yang dapat terkoneksi ke sebuah kontroler USB maksimal 127 buah

(masters-digital.com)

Kolaborasi Perusahaan

Intel membentuk USB Implementers Forum (USB-IF) pada tahun 1995 sebagai sebuah perusahaan non-profit dengan pemain industri lain untuk mendukung dan mempercepat adopsi periferal USB-compliant.

Saat ini, USB-IF memiliki lebih dari 700 perusahaan anggota di seluruh dunia dan dewan direksi mencakup perwakilan dari:

Hewlett-Packard
Intel Corporation
LSI Corporation
Microsoft Corporation
Renesas Electronics Corporation
ST-Ericsson

Forum ini memfasilitasi pengembangan kualitas tinggi periferal USB yang kompatibel, dan mempromosikan manfaat dari produk USB yang telah lulus pengujian kepatuhan.

Versi USB

Standard USB telah berevolusi kebeberapa versi:

Pre-rilis

· USB 0.7: dirilis November 1994.

· USB 0.8: dirilis December 1994.

· USB 0.9: dirilis April 1995.

· USB 0.99: dirilis August 1995.

· USB 1.0 Release Candidate: dirilis November 1995.

Versi 1.1

USB 1.1 Tipe B Plug (Atas) & USB 1.1 Tipe A Plug (Bawah)

adalah Universal Serial Bus (USB) standar, dirilis pada bulan Agustus 1998. USB 1.1 ini kadang-kadang disebut Full Speed USB. bisa mencapai kecepatan transmisi maksimum 12 Mbps.

Versi 2.0

USB 2.0 adalah Universal Serial Bus (USB) standar, dirilis pada bulan April 2000. Hampir semua perangkat dengan sudah mampu menggunakan USB, dan saat ini perangkat didukung setidaknya USB 2.0.

Perangkat yang mematuhi standar USB 2.0 memiliki kemampuan untuk mengirimkan data pada kecepatan maksimum 480 Mbps. Hal ini lebih cepat dari yang lebih tua USB 1.1.

Namun pada prakteknya, jarang sekali kecepatan USB 2.0 bisa sampai di atas 300 Mbps. Selain itu, USB 2.0 memerlukan suplai maksimal daya sebesar 500mA. Sedangkan untuk pin steker pada USB 2.0 berjumlah 4 buah.

(Dari atas ke bawah) USB 2.0 Tipe Plug ; USB 2.0 Tipe B Plug; USB 2.0 Micro-B Plug; USB 2.0 Mini-B Plug

Versi 3.0

USB 3.0 adalah yang terbaru Universal Serial Bus (USB) standar, dirilis pada bulan November 2008. Sebagian besar komputer baru dan perangkat yang diproduksi saat ini dukungan USB 3.0.

USB 3.0 ini sering disebut sebagai SuperSpeed USB.

Perangkat yang mematuhi standar USB 3.0 secara teoritis dapat mengirimkan data pada tingkat maksimum 5 Gbps, atau 5.120 Mbps. Sebuah update untuk USB 3.0 direncanakan untuk akhir tahun 2013 yang akan meningkatkan kecepatan maksimum teoritis ini sampai 10 Gbps, atau 10,240 Mbps.

Hal ini kontras dengan standar USB sebelumnya, seperti USB 2.0 , yang terbaik hanya dapat mengirimkan data pada 480 Mbps, atau USB 1.1 yang puncak pada 12 Mbps.

Kelebihan lain USB 3.0 dibandingan dengan USB 2.0 adalah sifatnya yang full duplex, artinya bahwa USB host dapat melakukan send and receive data secara terus menerus. Sedangkan untuk pin steker, USB 3.0 memiliki pin berjumlah 5 buah.

Standar baru ini merupakan peningkatan pertama dalam 8 tahun terakhir untuk USB di mana selain kecepatan, sistem ini juga menawarkan efisiensi daya yang jauh lebih baik serta kemampuan untuk digunakan pada berbagai macam alat yang lebih bervariasi. Hal ini bisa berarti juga sebagai titik kejatuhan dari standar kompetitor, Fire Wire.

Untuk menggambarkan peningkatan kecepatan ini, kita lihat saja perbandingannya dengan: waktu yang dibutuhkan untuk mentransfer video high-definition berukuran 27GB atau ukuran standar Blu-ray adalah 10 menit dengan standar USB 2.0. Dengan USB 3.0 hanya dibutuhkan waktu sekitar 1 menit saja. Menurut wakil presiden pemasaran AMD, Patrick Moorhead, “Apa yang pengguna akan rasakan adalah waktu respon yang jauh lebih cepat, waktu tunggu lebih sedikit, dan produktivitas lebih.”

Sebuah grup nirlaba yang didirikan oleh para perusahaan yang mendukung standarisasi USB yaitu Forum USB Implementers telah mengumumkan spesifikasi final USB 3.0 pada hari Senin yang memperjelas proses pengadopsian USB 3.0 oleh berbagai macam alat dan komponen. Menurut Brian O’ Rourke, seorang analis dari perusahaan riset In-Stat, USB 3.0 akan membawa USB 2.0 ke jenjang selanjutnya dalam hal performa dan akan lebih menginvasi berbagai macam alat dari pada sekarang.

Catatan: Perangkat USB yang lama, kabel, dan adaptor mungkin secara fisik kompatibel dengan USB 3.0 hardware tetapi jika Anda memerlukan tercepat kecepatan transmisi data, semua perangkat harus mendukung USB 3.0.

USB 3.0 Tipe A Plug (Atas); USB 3.0 Tipe B Plug (Tengah); USB 3.0 Micro-B Plug (Bawah)

Protokol USB

Persinyalan USB

USB adalah host-centric bus di mana host/terminal induk memulai semua transaksi. Paket pertama/penanda (token) awal dihasilkan oleh host untuk menjelaskan apakah paket yang mengikutinya akan dibaca atau ditulis dan apa tujuan dari perangkat dan titik akhir. Paket berikutnya adalah data paket yang diikuti oleh handshaking packet yang melaporkan apakah data atau penanda sudah diterima dengan baik atau pun titik akhir gagal menerima data dengan baik.

Setiap proses transaksi pada USB terdiri atas:

· Paket token/sinyal penanda (Header yang menjelaskan data yang mengikutinya)

· Pilihan paket data (termasuk tingkat muatan), dan

· Status paket (untuk acknowledge/pemberitahuan hasil transaksi dan untuk koreksi kesalahan)

Nomor kaki (dilihat pada soket):

Penetapan kaki
Kaki		Fungsi
	1	V_BUS (4.75–5.25 V)
	2	D−
	3	D+
	4	GND
	Shell	Shield

Paket data umum USB

Data di bus USB disalurkan dengan cara mendahulukan Least Significant Bit(LSB). Paket-paket USB terdiri dari data-data berikut ini:

· Sync

Semua paket harus diawali dengan data sync. Sync adalah data 8 bit untuk low dan full speed atau data 32 bit untuk high speed yang digunakan untuk mensinkronkan clock dari penerima dengan pemancar. Dua bit terakhir mengindikasikan dimana data PID dimulai.

· PID (Packet Identity/Identitas paket)

Adalah field untuk menandakan tipe dari paket yang sedang dikirim. Tabel dibawah ini menunjukkan nilai-nilai PID:

Group	Nilai PID	Identitas Paket
Token	0001	OUT Token
Token	1001	IN Token
Token	0101	SOF Token
Token	1101	SETUP Token
Data	0011	DATA0
Data	1011	DATA1
Data	0111	DATA2
Data	1111	MDATA
Handshake	0010	ACK Handshake
Handshake	1010	NAK Handshake
Handshake	1110	STALL Handshake
Handshake	0110	NYET (No Response Yet)
Special	1100	PREamble
Special	1100	ERR
Special	1000	Split
Special	0100	Ping

Ada 4 bit PID data, supaya yakin diterima dengan benar, 4 bit di komplementasikan dan diulang, menjadikan 8 bit data PID. Hasil dari pengaturan tersebut adalah sebagai berikut.

PID0

PID1

PID2

PID3

nPID0

nPID1

nPID2

nPID3

· ADDR (address)

Bagian alamat dari peralatan dimana paket digunakan. Dengan lebar 7 bit, 127 peralatan dapat disambungkan. Alamat 0 tidak sah, peralatan yang belum terdaftar harus merespon paket yang dikirim ke alamat 0.

· ENDP (End point)

Titik akhir dari field yang terdiri dari 4 bit, menjadikan 16 kemungkinan titik akhir. Low speed devices, hanya dapat mempunyai 2 tambahan end point pada puncak dari pipe default. (maksimal 4 endpoints)

· CRC

Cyclic Redundancy Check dijalankan pada data di dalam paket yang dikirim. Semua penanda (token) paket mempunyai sebuah 5 bit CRC ketika paket data mempunyai sebuah 16 bit CRC.

· EOP (End of packet)

Akhir dari paket yang disinyalkan dengan satu angka akhir 0 (Single Ended Zero/SEO) untuk kira-kira 2 kali bit diikuti oleh sebuah J 1 kali.

Data yang dikirim dalam bus USB adalah salah satu dari 4 bentuk, yaitu control, interrupt, bulk, atau isochronous.

Bagian II

Apa itu HDMI ?

HDMI adalah singkatan dari High-Definition Multimedia Interface Yakni salah satu bentuk interface (antarmuka) untuk peralatan elektronik audio atau video digital tanpa kompresi (tanpa mengurangi kualitas gambar dan suara).

(wyn-suparno.blogspot.com)

High-Definition Multimedia Interface (HDMI) adalah salahsatu antarmuka (interface) peralatan audio/video digital tanpa kompresi yang didukung oleh industri. HDMI menyediakan antarmuka antara beberapa sumber audio/video digital yang cocok, saperti set-top box, pemutar DVD atau penerima AV serta audio digital dan/atau monitor video yang cocok, saperti televisi digital (DTV).

(id.wikipedia.org)

HDMI mendukung video standar, yang lebih tinggi, ataupun definisi tinggi, ditambah dengan audio digital multi kanal pada kabel tunggal. Hal ini tak tergantung pada standar DTV seperti ATSC, dan DVB(-T,-S,-C), karena semuanya merupakan enkapsulasi stream data MPEG, yang dilewatkan pada dekoder, dan keluar sebagai data video tak terkompresi, yang bisa jadi berdefinisi tinggi. Data video ini kemudian dikodekan menjadi TMDS untuk transmisi digital melalui HDMI. HDMI juga mendukung 8 kanal audio digital tak termampatkan. Dimulai dengan versi 1.2, saat ini HDMI mendukung hingga 8 kanal audio satu bit. Audio satu bit digunakan pada CD Super Audio.

Konektor HDMI Tipe A standar mempunyai 19 pin, sedangkan versi resolusi yang lebih tinggi yang disebut Tipe B telah didefinisikan, walaupun belum digunakan secara umum. Tipe B mempunyai 29 pin, yang mampu membawa kanal video expanded untuk digunakan dengan tampilan beresolusi tinggi. Tipe B dirancang untuk mendukung resolusi yang lebih tinggi dari 1080p.

HDMI Tipe A cocok juga dengan Digital Visual Interface (DVI-D) hubungan tunggal yang digunakan pada monitor komputer modern dan kartu grafik. Hal ini berarti bahwa sumber DVI dapat menggerakkan monitor HDMI, atau sebaliknya, dengan adapter atau kabel yang sesuai, akan tetapi fitur audio dan pengendalian jarak jauh HDMI-nya akan tidak tersedia. Sebagai tambahan, tanpa dukungan untuk High-Bandwidth Digital Content Protection (HDCP) pada kedua ujungnya, mutu dan resolusi video dapat diturunkan dengan sumber sinyalnya untuk mencegah pengguna dari melihat atau lebih khusus lagi merekam isi yang dilindungi. (Hampir semua hubungan HDMI mendukung HDCP, sedangkan beberapa hubungan DVI tidak.) HDMI Tipe B cocok dengan DVI hubungan ganda yang terdahulu.

Pendiri HDMI adalah pembuat elektronika konsumen yaitu Hitachi, Matsushita Electric Industrial (Panasonic/National/Quasar), Philips, Sony, Thomson (RCA), Toshiba, dan Silicon Image. Digital Content Protection, LLC (cabang Intel) menyediakan HDCP untuk HDMI. HDMI telah pula didukung oleh produser film besar Fox, Universal, Warner Bros., dan Disney, serta operator sistem DirecTV dan EchoStar (Dish Network) seperti halnya juga CableLabs dan Samsung.

Apa Kegunaan dan Keunggulan HDMI?

Kabel HDMI (High-Definition Multimedia Interface) berguna untuk menyampaikan data audio dan video secara digital, sesuai untuk ditampilkan pada layar berkualitas HD (High-Definition).

Keunggulan HDMI dari kabel Component / RCA adalah kualitas tinggi pada hasil konversi audio dan video yang melalui kabel HDMI tersebut.

Selain itu HDMI juga hanya menggunakan satu port, sedang pada kabel Component membutuhkan tiga port untuk mengkonversikan audio dan video.

Apa Saja Tipe dari Kabel HDMI?

- Kabel HDMI Standar

Dirancang untuk menangani aplikasi biasa yang lebih sering digunakan di rumah.

Sudah handal untuk Video beresolusi 1080i atau 720p-HD yang berhubungan dengan Televisi, Siaran beresolusi HD dan pemutar DVD berskala tinggi.

- Kabel HDMI dengan Ethernet

Semua fitur yang ada sama dengan Kabel HDMI Standar, namun dengan tambahan Saluran Khusus Data yang dikenal sebagai HDMI Ethernet Channel.

Jaringan perangkat ini dapat digunakan diantara 2 perangkat yang sudah mengaktifkan HDMI Ethernal Channel-nya terlebih dahulu.

- Kabel HDMI Automative

Dirancang sebagai kabel internal kendaraan yang dilengkapi dengan Sistem Video HD onboard.

Daya tahannya telah teruji untuk menahan tekanan saat berada pada getaran dan suhu yang ekstrem.

- Kabel High Speed HDMI

Kabel HDMI ini dirancang untuk teknologi tampilan yang canggih seperti 4K, 3D dan Deep Color.

Disarankan bagi pengguna Blu-Ray.

- High Speed HDMI Cable with Ethernet

Sama dengan Kabel High Speed HDMI , namun dengan tambahan Saluran Khusus Data yang dikenal sebagai HDMI Ethernet Channel.

Jaringan perangkat ini dapat digunakan diantara 2 perangkat yang sudah mengaktifkan HDMI Ethernal Channel-nya terlebih dahulu.

Kategori Kabel HDMI

Kabel HDMI terbagi atas 2:

- Kategori 1

· Dapat digunakan hingga 74,5MHz (720p dan 1080i).

· Dipasarkan dengan kualitas "Standar".

- Kategori 2

· Dapat digunakan hingga 340MHz (1080p dan 2160p).

· Dipasarkan dengan kualitas "High-Speed".

Revolusi Versi dan Fungsi Kabel HDMI

1. HDMI 1.0

Muncul pada bulan Desember 2002.

Bit rate maksimum 4.9Gbps.

Bisa melakukan pemutaran video hingga 165 Mp/sec (1080p60/UXGA) dan untuk audio sampai dengan 192kHz.

2. HDMI 1.1

Diluncurkan pada bulan Mei 2004.

Fungsinya masih sama dengan versi 1.0, hanya penambahan fungsi perlindungan audio untuk DVD.

3. HDMI 1.2

Dirilis pada bulan Agustus 2005.

- Penambahan Satu Bit Audio,sehingga CD Audio Super bisa mencapai 8 kanal.

- Ketersediaan Kabel HDMI Tipe A untuk Konektor untuk PC.

- Kemampuan yang bersumber dari PC untuk menggunakan Native RGB bersamaan dengan ruang YCbCr warna.

- Bertegangan lebih rendah (Dan akan tersedia pada versi selanjutnya).

4. HDMI 1.3

Dirilis Bulan Juni 2006.

- Meningkatkan bandwith hingga 340MHz/10.2Gbps.

- Peningkatan ketajaman warna 24bit dari versi sebelumnya.

- Menggabungkan Sinkronisasi Audio (Lip Sync) secara otomatis.

- Mendukung output Dolby TrueHD dan DTS-HD Master Audio Stream untuk eksternal decoding dari Receiver AV.

(True HD dan DTS-HD adalah format Codec Loseless Audio yang digunakan pada DVD HD dan Blu-Ray).

- Penambahan konektor baru untuk mendukung perangkat Camcorder.

5. HDMI 1.3a

Dirilis pada Bulan November 2006.

- Pengaturan pada Cabel and Sink untuk Tipe C.

- Penambahan fungsi Source Termination (fungsi yang akan secara otomatis mengingatkan anda saat sumber yang digunakan memiliki masalah pada port-nya).

- Batas kapasitas CEC yang berubah.

- Klarifikasi kisaran RGB Video.

- Penambahan fitur Kontrol Audio.

- Telah dilengkapi dengan Test Specification.

6. HDMI 1.4

Dirilis pada Bulan Juni 2009.

- HDMI Ethernet Channel

- Audio Return Channel

- 3D Support

- 4K Support

- Content Type

- Additional Color Spaces