DisplayPort 標準簡化了電腦顯示器接口

數(shù)字視頻的發(fā)展導致人們日益迫切地需要能夠提供更高的顯示器分辨率、畫質和刷新率的新標準。在向數(shù)字顯示器接口邁進的過程中，居主導地位的技術是HDMI（高分辨率數(shù)字多媒體接口）和DVI（數(shù)字視頻接口），這些標準已經(jīng)在眾多的消費電子應用中牢固地確立了自己的地位。然而，HDMI和DVI均基于轉換最小化差分信號（TMDS）技術，由于該技術在驅動監(jiān)視屏時需要標量和LVDS（低壓差分信號）驅動器，因此，當在臺式電腦和筆記本電腦的LCD監(jiān)視器和顯示屏中使用時，這兩種數(shù)字接口的效率和成本效益會受到限制。

PC和顯示器制造商正在朝著全面推廣新標準DisplayPort的方向邁進，此項標準是由視頻電子標準協(xié)會（VESA）提出的。發(fā)生這種轉變的主要原因是DisplayPort能夠以一種與傳統(tǒng)模擬監(jiān)視器相似的方式來直接驅動顯示屏。直接驅動免除了高成本的標量驅動器，在基于HDMI和DVI的監(jiān)視器和顯示器中，標量驅動器是系統(tǒng)成本的一個重要組成部分。此外，定標電路的免除還使得能夠生產(chǎn)出外形極為扁平（厚度僅1/2英寸）的監(jiān)視器，對于消費者來說，這是一個與眾不同的重要特點。

不過，DisplayPort接口的適用領域并非僅限于PC市場；預計在2010年之前，它將會進入消費產(chǎn)品市場，并逐漸為數(shù)字電視所采用。此外，由于具有高帶寬、低功耗和低引腳數(shù)目，DisplayPort成為實現(xiàn)內部互連以及設備至設備連接的絕佳選擇之一。

由內而外的采用

毫無疑問，由DisplayPort實現(xiàn)的成本節(jié)省和附加功能是監(jiān)視器制造商迫切希望為己所用的。同時，來自PC內部的需求也在推動著DisplayPort的應用普及。

目前，圖形芯片組制造公司采用是的尺寸較小的工藝技術，目的在于最大限度地縮減晶片尺寸、功耗和成本。不過，尺寸較小的工藝技術也會帶來其特有的局限性。例如，當采用45nm工藝時，標準晶體管僅能夠支持2.5V的最大擺幅，這就給HDMI和DVI強加了一項苛刻的設計制約條件，原因是它們需要 3.6V（用于高速信號）和高達5.25V（用于低速邊帶信號）的電壓。芯片設計師可以選擇采用專用和專有的設計方法來克服電壓擺幅限制問題，但這只能通過增加芯片的復雜性、尺寸和成本來實現(xiàn)。此外，這些方法還需要應用于整個晶片（包括主要的圖形電路），所以不僅增加了接口的成本，而且還導致整個芯片的成本上揚。因此，對于那些正逐步向45nm工藝過渡的架構而言，不管是HDMI還是DVI，都很難實現(xiàn)成本效益型集成。

另一方面，DisplayPort接口中所使用的高速電信號則絕對不會升至2V以上。三家主要的圖形芯片制造公司（Intel、AMD/ATI和nVidia）都在開發(fā)圖形芯片組，或者已經(jīng)向市場推出了配備本機DisplayPort接口的圖形芯片組。由于芯片組制造商和監(jiān)視器制造商都支持該標準，因此DisplayPort無疑將成為PC顯示器的未來接口。

填補TMDS和DisplayPort之間的空白

盡管得到了來自業(yè)界的廣泛支持，但是，電腦與顯示器的使用周期差異仍將使監(jiān)視器的本機DisplayPort支持出現(xiàn)一個滯后。因此，在向DisplayPort轉變的過程當中，系統(tǒng)制造商需要一種能夠使那些具有DisplayPort接口的PC和筆記本電腦與傳統(tǒng)HDMI和DVI型顯示器配套工作的簡單、低成本方法。為了在控制成本的同時最大限度地提升性能和品質，設計師必需考慮的要點是：在何處執(zhí)行接口之間信號的電轉換、如何保持信號完整性以及如何確保提供正確的ESD防護等級。

圖1A

圖1B

如上所述，圖形芯片組制造商將無法在其下一代45nm器件中全面支持HDMI或DVI。在圖1a所示的架構中，“只DisplayPort”接口在圖形芯片組上實現(xiàn)，其后是一個全橋接器，負責對傳輸至HDMI或DVI的信號的電氣分量和協(xié)議分量進行轉換。然而，由于必須對電信號和協(xié)議實施處理和轉換，因此全橋接器顯著地增加了系統(tǒng)成本。

不過，數(shù)字接口兼具邏輯/協(xié)議和物理/電氣這兩個方面。由于邏輯/協(xié)議處理不需要使用高電壓晶體管，因此，在圖形芯片組中能夠、并將支持HDMI和DVI協(xié)議，而不會對總體架構或所用的工藝技術有所限制。通過采用一個多路復用器（見圖1b），圖形芯片組視頻驅動器將能夠生成適合DVI、HDMI和DisplayPort的協(xié)議。然而，電信號在每種場合中都將遵循DisplayPort規(guī)范。

這種方法極大地簡化了整個信號通路，并且提供了更大的靈活性。如果圖形芯片組用于驅動本機DisplayPort監(jiān)視器，那么電信號和協(xié)議都是正確的。如果DVI或HDMI被要求驅動一個傳統(tǒng)監(jiān)視器，則在監(jiān)視器之前設置一個部分橋接器能夠把傳輸HDMI/DVI協(xié)議的DisplayPort信號轉換為適當?shù)腍DMI/DVI信號。這種架構支持所有的顯示器接口，而無須改動PC或顯示器設計。

該部分橋接器的實現(xiàn)方式可以有幾種。它可在PC主板上實現(xiàn)，以直接從PC提供一個TMDS連接器。這種架構的可靠性最高，但它會對系統(tǒng)產(chǎn)生限制，使其只支持HDMI或DVI。利用電纜適配器實現(xiàn)的橋接可提供最大的靈活性，從而使得筆記本電腦和臺式電腦用戶能夠與現(xiàn)有的HDMI和DVI型監(jiān)視器以及基于DisplayPort的監(jiān)視器（當它面市時）相連。橋接也可以在電腦塢中進行，不過，考慮到該市場所擁有的長使用壽命特點，電纜適配器很可能是一種更富吸引力的選擇方案。

性能和保護

采用部分橋接器的一個性能優(yōu)勢是不必轉換接口協(xié)議，從而最大限度地減少了延遲和抖動。該橋接器還能夠利用眾所周知的信號增強技術來改善信號質量，并提供較高的眼圖裕度。例如，由于圖形芯片組與橋接器之間的距離而產(chǎn)生的抖動可以通過均衡處理予以消除，并能夠對信號增加預加重處理，以通過較長的距離和額外的連接器來驅動監(jiān)視器。

橋接器的使用或許會給人這樣的第一印象：在信號鏈路中增加了一個元件，并由此產(chǎn)生了額外的噪聲和信號質量的損失，但是實際情況并非如此。應該考慮到的是，必須對所有的裸露接口提供靜電放電（ESD）保護。按照HDMI Rev 1.3規(guī)格的要求，顯示器在接口連接器處必需提供8000V的ESD防護水平。由于內含ESD電路的芯片有可能會受到潛在的損壞，所以人們不希望在某個很難更換（甚至根本無法更換）的元件（如圖形芯片組）當中實現(xiàn)ESD保護功能電路。為此，ESD電路通常作為一個單獨的元件來實現(xiàn)，或者與某個更容易拆卸的元件相集成?，F(xiàn)有的解決方案，如Pericom公司的接口IC把橋接器與ESD電路組合在一起，從而既提供了必要的保護功能，又沒有增加信號通路中的元件數(shù)量。

隨著時間的推移，當本機DisplayPort監(jiān)視器被市場所廣泛接受時，與傳統(tǒng)HDMI和DVI型監(jiān)視器相連的必要性將有所下降。在過渡期間，采用外部橋接器進行電轉換的方法最為經(jīng)濟劃算，它能夠在無須重新設計架構的情況下對所有的顯示器接口提供支持，同時仍然具有較小尺寸工藝技術所擁有的成本和性能優(yōu)勢。