디스플레이의 ID 카드, EDID란 무엇인가요?

Granite River Labs, GRL
Peter Lee

EDID(Extended Display Identification Data, 확장 디스플레이 식별 데이터)는 VESA 협회에서 개발한 디스플레이용 표준 정보 형식입니다. 특히 EDID는 디스플레이 이름, 일련 번호, 지원 해상도, 오디오 형식 등 디스플레이에 대한 정보가 포함된 디스플레이 ID 카드입니다. 이는 디스플레이의 기능을 출력 측에 알리고 컴퓨터나 셋톱박스와 같은 오디오 및 비디오 출력 장치가 디스플레이에 연결될 때 해당 정보를 기반으로 올바른 오디오 및 비디오 형식을 출력할 수 있도록 하여 디스플레이가 표시되지 않거나 디스플레이 비율이 비정상적인 상황을 방지하고 소비자에게 더 나은 엔터테인먼트 경험을 제공하는 데 목적이 있습니다.

실제로 디스플레이에 앞서 언급한 EDID 정보를 수용하기 위해 일반적으로 ROM과 같은 저장 장치가 저장에 사용되며, HDMI 인터페이스에서 양방향 데이터 전송을 위해 I2C 인터페이스가 사용됩니다.

그림 1: EDID 전송 아키텍처
(VESA ENHANCED EXTENDED DISPLAY IDENTIFICATION DATA STANDARD, Version 1, Revision 4）

이 문서에서는 HDMI 인터페이스를 예로 들어 전체 EDID 통신 프로세스에 대해 설명합니다:

1. 출력이 디스플레이에 연결되면 디스플레이는 HPD 전압을 끌어올려 연결이 성공했음을 확인합니다.
2. 출력에서 HPD 전압 상태를 확인하면 SDA/SCL 데이터 라인을 통해 디스플레이에 EDID 정보를 요청합니다. HDMI 사양에 따라 디스플레이가 꺼져 있을 때 출력에서 공급되는 5V로 HPD를 끌어올릴 수 있도록 제품을 하드웨어적으로 설계할 수 있으므로 디스플레이가 꺼져 있어도 출력에서 EDID를 읽을 수 있다는 점에 유의해야 합니다.
3. 출력에서 EDID 포맷을 올바르게 읽을 수 있으면 양쪽의 기능에 따라 기본 오디오 및 비디오 출력이 이루어집니다. 그러나 EDID 형식이 올바르지 않거나 카드가 EDID 정보를 올바르게 이해하지 못하는 경우 카드 제조업체의 설계에 따라 컴퓨터가 화면을 Non-PNP로 인식하고 대부분의 디스플레이에서 지원하는 해상도(예: 60Hz에서 최소 HDMI 요구 사항인 640x480p)를 출력할 수 있습니다. 역 회색으로 표시되어 영상이 출력되지 않을 수 있습니다.

EDID 프레임워크 소개

EDID 표준은 아래 표에서 볼 수 있듯이 지난 20년간 EDID 1.0에서 E-EDID 1.4로, 그리고 최신 DisplayID 2.0 포맷으로 발전해 왔습니다. 이러한 변화는 기술이 발전하고 점점 더 많은 디스플레이 형식, 오디오 형식 및 전송 기술이 등장함에 따라 엔터테인먼트 산업의 호황에 따라 이루어졌으며, 이는 한편으로는 이러한 메시지를 저장할 수 있는 더 많은 용량을 의미하고 다른 한편으로는 이러한 새로운 기술을 설명하기 위한 형식 사양의 필요성을 의미합니다. EDID는 단일 128바이트 블록만 수용할 수 있었던 EDID 버전 1.0에서 확장 블록 형식을 사용하여 최대 256개 블록까지 EDID에 여러 블록을 수용할 수 있는 E-EDID 버전 1.4로 발전해 왔습니다.

협회는 레거시 제품과의 호환성을 보장하기 위해 여전히 E-EDID1.3 아키텍처를 사용하고 있기 때문에 최신 DisplayID 형식은 오늘날의 HDMI 인터페이스에서 사용되지 않습니다.

그림 1: EDID 버전 변경 내역
(https://en.wikipedia.org/wiki/Extended_Display_Identification_Data） 

1. EDID Block0

아래 다이어그램의 EDID는 그 예시입니다. 먼저 EDID의 베이스는 총 128바이트를 저장할 수 있는 블록0이라는 베이스 블록으로 구성되며, 각 바이트는 16진수 형식의 데이터로 채워져 있습니다.

그림 2: EDID Block0

Block0의 처음 20바이트는 헤더라고 하며, 처음 8바이트는 고정 형식이며 00FFFFFFFFFFFF00으로 채워야 하고, 다음 10바이트는 제조사 이름, 생산 날짜 등 제조사 관련 정보로 채워야 합니다. 위에서 언급했듯이 HDMI는 현재 E-EDID 1.3 아키텍처를 사용하므로 이 필드는 0103으로만 입력할 수 있습니다. 0104 이상을 입력하면 HDMI 1.4b 적합성 테스트를 통과하지 못합니다.

그림 3: EDID Header 구조
(VESA ENHANCED EXTENDED DISPLAY IDENTIFICATION DATA STANDARD, Version 1, Revision 4）

디스플레이에서 지원하는 이미지 입력 형식(아날로그 또는 디지털), 디스플레이 크기 및 감마 값 설정을 설명하는 14시간~18시간입니다.

그림 4: 모니터 이미지 입력 포맷
(VESA ENHANCED EXTENDED DISPLAY IDENTIFICATION DATA STANDARD, Version 1, Revision 4）

19h至22h, 디스플레이에서 지원하는 색 영역의 범위를 설명합니다.

그림 5: 디스플레이 색 영역 설정
(VESA ENHANCED EXTENDED DISPLAY IDENTIFICATION DATA STANDARD, Version 1, Revision 4）

23 시간에서 25 시간은 디스플레이에서 지원하는 해상도를 채우는 설정 타이밍이며 각 비트는 특정 형식에 해당하며 형식은 주로 VSEA, IBM, APPLE 및 기타 소스에 대해 초기 디스플레이에서 지원하는 해상도입니다. 디스플레이는 HDMI 인터페이스에서 640x480p60Hz(VGA) 형식을 지원해야 하므로 이 해상도는 설정된 타이밍 I에서 지원하는 것이 좋습니다.

그림 6: Established timing I & II
(VESA ENHANCED EXTENDED DISPLAY IDENTIFICATION DATA STANDARD, Version 1, Revision 4）

26시간에서 35시간이 표준 타이밍이며, 디스플레이에 지원되는 해상도를 입력하고 최대 8개의 해상도를 사용할 수 있으며, 2바이트는 지원되는 해상도의 와이드 픽셀 값, 화면비 및 화면 업데이트 속도를 설명하는 데 사용됩니다. 여기에 지원되는 해상도를 입력할 필요가 없는 경우 남은 바이트를 01로 설정하면 됩니다.

그림 7: Standard timing
(VESA ENHANCED EXTENDED DISPLAY IDENTIFICATION DATA STANDARD, Version 1, Revision 4）

총 72바이트인 36시간에서 7DH는 디스플레이의 기능을 더욱 보완하도록 설계된 18바이트 디스크립터의 네 그룹으로 나눌 수 있습니다. 먼저 첫 번째 디스크립터는 HDMI 사양에 따른 세부 타이밍 디스크립터로, 지원되는 해상도를 채우는 데 사용되지만 앞서 언급한 설정 타이밍 및 표준 타이밍보다 더 많은 이미지 파라미터를 사용하여 이미지의 클럭 주파수, 길이 및 너비 등을 설명합니다. 이 기능으로 인해 이 디스크립터 그룹은 CEA-861 파일에 나열되지 않은 특수 해상도를 채우는 데 사용할 수 있습니다. HDMI 사양에 따라 나머지 세 개의 디스크립터에는 디스플레이와 제품 이름에서 각각 지원하는 수직 및 수평 업데이트 속도를 설명하는 모니터 범위 디스크립터와 모니터 이름 디스크립터가 하나 이상 포함되어야 합니다. 블록0의 마지막 2바이트인 7E는 블록0 이외의 확장 블록 수를 나타내며, 7F는 확인 값입니다.

블록 0은 제품 정보 및 지원 해상도와 같은 디스플레이의 기능에 대한 기본적인 설명을 제공하지만, 디스플레이가 색심도, 오디오 형식, 3D와 같은 추가 HDMI 고급 기능을 지원하려면 확장 블록이 필요합니다. 그러나 HDMI 사양에서 하나 이상의 CEA-EXT를 사용해야 하므로 다음 섹션에서는 이에 대해서만 집중적으로 설명하며 나머지 형식은 이 문서의 범위를 벗어납니다.

그림 8: EDID 확장 블록 형식
(VESA ENHANCED EXTENDED DISPLAY IDENTIFICATION DATA STANDARD, Version 1, Revision 4）

Block0 다음에 배치된 첫 번째 CEA-EXT를 Block1이라고 하며, 처음 두 바이트는 이 CEA-EXT와 사용된 CEA 버전(사용된 버전이 CEA-861B보다 늦은 경우 둘 다 03을 채웁니다. 세 번째 바이트는 DTD 오프셋을 나타내며, 이는 블록1에서 DTD가 나열되기 시작하는 위치를 설명합니다(예: 다음 그림51). 이 위치는 DTD가 시작되는 위치입니다. 네 번째 바이트는 디스플레이가 기본 오디오 출력과 Ycbcr 컬러 포맷을 지원하는지 여부를 나타냅니다.

2. EDID Block1

그림 9: EDID Block1

헤더 뒤에 CEA-EXT는 여러 데이터 블록을 사용하여 지원되는 기능을 설명합니다. CEA-861G 문서의 사양에 따르면 다음 데이터 블록만 사용할 수 있습니다:

그림 10: HDMI에 사용 가능한 데이터 블록 유형(CTA-861-G, 2016년 11월)

– Data Block 유형 :

1. Audio data block：디스플레이에서 지원하는 오디오 형식, 채널 수, 오디오 샘플링 레이트 및 오디오 비트 전송률을 포함하여 테스트 대상에서 지원하는 오디오 기능을 설명합니다. HDMI 디스플레이가 오디오 출력을 지원하는 경우 사양에 따라 LPCM 오디오를 지원해야 하며 오디오 샘플링 속도도 32kHz, 44.1kHz 및 48kHz를 지원해야 합니다.

그림 11: 오디오 데이터 블록 포맷(LPCM)(CTA-861-G, 2016년 11월)

2. Speaker allocation data block：디스플레이가 두 개 이상의 채널을 지원하는 경우 이 형식을 사용하여 다중 채널 지원 구성을 설명해야 합니다.

그림 12: 할당 데이터 블록 형식(CTA-861-G, 2016년 11월)

3. Video data block：VIC 코드를 사용하여 디스플레이에서 지원하는 해상도를 설명합니다. CEA의 해상도가 DTD에 나열되어 있는 경우 비디오 데이터 블록에도 나열되어 있어야 합니다.

4. Vendor specific data block：비디오 협회에서 사용하기 위해 제공되며, 사용되는 비디오 인터페이스에 따라 내용이 달라질 수 있습니다. 예를 들어, HDMI 협회에서는 HDMI 특정 기능을 설명하기 위해 HDMI VSDB 및 HDMI HF-VSDB의 두 가지 형식을 정의했습니다.

디스플레이가 HDMI 1.4b를 지원하는 경우 다음 형식의 HDMI VSDB를 포함해야 합니다. 바이트1에서 바이트3은 IEEE에서 HDMI에 대해 제공하는 값으로, 이는 디스플레이가 HDMI 장치임을 의미하며, 제품에 HDMI VSDB가 없는 경우 출력 측에서 DVI 장치로 판단됩니다. 디스플레이에 입력이 두 개 이상인 경우, 다른 입력의 주소는 2.0.0.0, 3.0.0.0 .... 으로 구분해야 합니다. 위의 내용은 HDMI VSDB에 채워야 하는 최소 콘텐츠이며, 총 5바이트입니다. 바이트 6 이후는 추가 콘텐츠로, 테스트할 대상이 다른 색심도, 3D 및 4K 해상도를 지원하는 경우에만 필요합니다.

그림 13: HDMI VSDB 형식（HDMI Specification Version 1.4b）

디스플레이가 최신 HDMI 2.1을 지원하는 경우, 다음 형식의 HDMI VSDB 외에 HDMI HF-VSDB도 포함되어야 합니다: 바이트1부터 바이트3까지는 IEEE에서 HDMI에 제공하는 것과 동일한 값이며, 바이트5 이후에는 디스플레이에서 지원하는 2.1 TMDS/FRL 기능(예: DSC, VRR, ALLM 등)을 채울 수 있습니다.

그림 14: HDMI HF-VSDB 형식（HDMI Specification Version 2.1）

5. Extended Tag：위의 데이터 블록에 언급되지 않은 HDMI 기능은 확장 태그 형식으로 정의되며, 아래에는 공통 데이터 블록만 설명되어 있습니다.

그림 15: HDMI에 사용할 수 있는 확장 태그 형식(CTA-861-G, 2016년 11월)

• Video capability data block：QY, QS는 디스플레이가 각각 Ycbcr 및 RGB 컬러 형식의 풀레인지 그레이스케일 모드를 지원하는지 여부를 나타내며, 바이트3의 비트 0~5는 PT/IT/CE 비디오 포맷 수신 시 디스플레이가 오버스캔인지 언더스캔인지를 나타냅니다.

그림 16: 비디오 기능 데이터 블록 형식(CTA-861-G, 2016년 11월)

• Ycbcr420 Video data block：특정 해상도가 Ycbcr420만 지원하고 Ycbcr444 및 RGB 색상 형식은 지원하지 않는 경우, 이 데이터 블록에 해당 해상도에 대한 VIC 값을 나열합니다.

그림 17: Ycbcr 4:2:0 비디오 데이터 블록 형식(CTA-861-G, 2016년 11월)

• Ycbcr420 Capability map data block：이 형식은 VDB에서 Ycbcr420을 지원하는 추가 해상도를 나열하므로, Ycbcr420 CMAB를 사용하면 앞서 언급한 Ycbcr420 VDB 사용법과 달리 해당 해상도가 Ycbcr444와 RGB를 모두 지원한다는 의미입니다.

그림 18: Ycbcr 4:2:0 기능 맵 데이터 블록 형식(CTA-861-G, 2016년 11월)

EDID 자주 묻는 질문

마지막으로 GRL은 고객을 위해 다음과 같이 일반적인 HDMI EDID 문제들을 정리해보았습니다.

1. 내 디스플레이 제품은 HDMI 2.1 TMDS 모드만 지원하며 최대 6Gps의 전송 속도를 지원하는데, 해당 해상도에 필요한 전송 속도가 6Gps 미만인데도 EDID에서 YCbCr420 컬러 형식의 4K120/4K100을 지원할 수 없는 이유는 무엇인가요?

HDMI 2.1 사양 오류 번호 E3에 따르면 싱크가 4K120 비디오 포맷을 지원하려면 다음 포맷 중 하나도 지원해야 합니다: 1. 비압축 YCbCr420 4K120 10비트 해상도 2. 압축 YCbCr444 4K120 10비트 해상도. 이 두 가지 해상도 모두 HDMI 2.1 TMDS 모드의 속도 제한을 초과하는 6Gps보다 크므로 4K120 입력을 지원하려면 제품이 더 빠른 속도의 HDMI 2.1 FRL 모드를 지원해야 하며 4K100에도 동일하게 적용됩니다.

2. EDID에 VRR 정보를 어떻게 입력하나요?

VRRmin과 VRRmax는 제품의 성능에 따라 입력하되, VRRmax는 EDID에 기록된 해상도의 최대 업데이트 속도와 일치해야 한다는 점에 유의하세요. 예를 들어, DTD에 3840x2160p120Hz를 기록하는 경우 VRRmax는 120보다 큰 값으로 입력할 수 없습니다.

3. HF-SCDB란 무엇이며 일반적인 HF-VSDB 포맷과 어떻게 다른가요?

HF-SCDB는 HF-VSDB의 대체 형식입니다. 두 형식은 거의 동일하며, Sink에서 지원하는 HDMI 2.1 기능을 설명하기 위해 Byte4 뒤에 SCDS가 배치됩니다. 유일한 차이점은 처음 4바이트에서 HF-SCDB는 확장 태그를 사용하는 반면 HF-VSDB는 공급업체별 데이터 블록 형식을 사용한다는 점입니다.

4. 새로운 HF-EEODB 형식의 데이터 블록의 내용은 무엇인가요?

새로운 데이터 블록 형식인 HF-EEODB는 일반적으로 블록1의 바이트4~바이트6에 배치되며, 콘텐츠는 블록 맵 작성의 대안으로 EDID의 EXT-Block 수를 나타내는 데 사용됩니다. 형식은 3바이트로 구성되며, 바이트1~바이트2는 고정 파라미터로 HF-EEODB를 나타내고, 바이트3은 EDID의 EXT-Block 개수입니다. HF-EEODB는 EXT-Block의 개수만 기술할 수 있지만, 블록 맵은 개수 외에 사용된 EXT-Block의 유형도 기술할 수 있습니다.

 References

• VESA ENHANCED EXTENDED DISPLAY. IDENTIFICATION DATA STANDARD. (Defines EDID Structure Version 1, Revision 4)
• CTA-861-G
  
  

Author
GRL Taiwan, Peter Lee

국립 청쿵 대학교에서 재료학 석사 학위를 취득했습니다. HDMI2.1 및 HDCP 기술 테스트에 전문입니다. GRL 기술 기사의 저자 및 강사 입니다.

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Release Date 2021/12/16 AN-211216-TW