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DisplayPort接口技術(shù)解析

作者: 時(shí)間:2008-08-10 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

HDMI 與 是有區(qū)別的! 目前,HDMI憑借支持音視頻輸出、提供足以播放1080p高清節(jié)目的帶寬等優(yōu)勢(shì),正向家電和PC領(lǐng)域展開猛烈的進(jìn)攻。不過,HDMI的普及之路才開始,一種功能更強(qiáng)、帶寬更大的新型就向它發(fā)出了強(qiáng)有力的挑戰(zhàn)……

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/202728.htm

  的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

  2006年5月,VESA(視頻電子標(biāo)準(zhǔn)組織)正式發(fā)布了DisplayPort 1.0標(biāo)準(zhǔn),這是一種針對(duì)所有顯示設(shè)備(包括內(nèi)部和外部)的開放標(biāo)準(zhǔn)。DisplayPort到底有何神奇之處?

  1.高帶寬

  在高清晰視頻即將流行之際,沒有高帶寬的顯示是無法立足的。DisplayPort問世之初,它可提供的帶寬就高達(dá)10.8Gb/s。要知道,HDMI 1.2a的帶寬僅為4.95Gb/s,即便最新發(fā)布的HDMI 1.3所提供的帶寬(10.2Gb/s)也稍遜于DisplayPort 1.0。DisplayPort可支持WQXGA+(2560×1600)、QXGA(2048×1536)等分辨率及30/36bit(每原色10/12bit)的色深,充足的帶寬保證了今后大尺寸顯示設(shè)備對(duì)更高分辨率的需求。

  2.最大程度整合周邊設(shè)備

  和HDMI一樣,DisplayPort也允許音頻與視頻信號(hào)共用一條線纜傳輸,支持多種高質(zhì)量數(shù)字音頻。但比HDMI更先進(jìn)的是,DisplayPort在一條線纜上還可實(shí)現(xiàn)更多的功能。在四條主傳輸通道之外,DisplayPort還提供了一條功能強(qiáng)大的輔助通道。該輔助通道的傳輸帶寬為1Mbps,最高延遲僅為500μs,可以直接作為語音、視頻等低帶寬數(shù)據(jù)的傳輸通道,另外也可用于無延遲的游戲控制??梢?,DisplayPort可以實(shí)現(xiàn)對(duì)周邊設(shè)備最大程度的整合、控制。

  3.內(nèi)外接口通吃

  目前DisplayPort的外接型接頭有兩種:一種是標(biāo)準(zhǔn)型,類似USB、HDMI等接頭;另一種是低矮型,主要針對(duì)連接面積有限的應(yīng)用,比如超薄筆記型電腦。兩種接頭的最長(zhǎng)外接距離都可以達(dá)到15米,雖然這個(gè)距離比HDMI要遜色一些,不過接頭和接線的相關(guān)規(guī)格已為日后升級(jí)做好了準(zhǔn)備,即便未來DisplayPort采用新的2X速率標(biāo)準(zhǔn)(21.6Gbps),接頭和接線也不必重新進(jìn)行

DisplayPort的內(nèi)接型接頭

除實(shí)現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備之間的連接外,DisplayPort還可用作設(shè)備內(nèi)部的接口,甚至是芯片與芯片之間的數(shù)據(jù)接口。比如,DisplayPort就“圖謀”取代LCD中液晶面板與驅(qū)動(dòng)電路板之間主流接口――LVDS(Low Voltage Differential Signaling,低壓差分信號(hào))接口的位置。DisplayPort的內(nèi)接型接頭僅有26.3mm寬、1.1mm高,比LVDS接口小30%,但傳輸率卻是LVDS的3.8倍。


4.簡(jiǎn)化相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)

  HDMI是在DVI的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,它們都使用了TMDS(最小化傳輸差分信號(hào))信號(hào)傳輸技術(shù),圖像傳輸前數(shù)字信號(hào)必須經(jīng)過TMDS電路轉(zhuǎn)換為TMDS信號(hào)。而采用DisplayPort,數(shù)字信號(hào)可直接輸出,不需要TMDS轉(zhuǎn)換電路。不僅如此,DisplayPort同樣可簡(jiǎn)化LCD內(nèi)部設(shè)計(jì)。因?yàn)镈VI、HDMI不能直接驅(qū)動(dòng)時(shí)序控制器,所以VGA或TMDS信號(hào)輸入LCD后,必須轉(zhuǎn)換成LVDS信號(hào)。相比之下,DisplayPort則實(shí)現(xiàn)了與面板的集成,可直接驅(qū)動(dòng)面板進(jìn)行顯示,精簡(jiǎn)了LVDS轉(zhuǎn)換電路。

  在平板電視領(lǐng)域,DisplayPort也有令人心動(dòng)之處。為了傳輸DVI、HDMI、S端子等不同信號(hào),現(xiàn)有平板電視的電路結(jié)構(gòu)要求主板和輸入單元之間架設(shè)多條獨(dú)立的連接線。而使用DisplayPort后,僅需一條連接線就可以把所有信號(hào)輸入到主板的視頻處理器,主板設(shè)計(jì)難度降低了,成本也大為削減。

  5.具備高度的可擴(kuò)展特性

  盡管DisplayPort 1.0標(biāo)準(zhǔn)只支持一條音頻流傳輸,但DisplayPort具備高度的可擴(kuò)展特性,要讓它同時(shí)傳輸多條視頻或音頻流并不是一件困難的事情。畫中畫、分屏顯示功能對(duì)于DisplayPort而言就是“小菜一碟”,一條DisplayPort連接線最高可支持6條1080i或3條1080p視頻流。

  6.內(nèi)容保護(hù)技術(shù)更可靠

  DisplayPort也想把觸角延伸到消費(fèi)電子領(lǐng)域,而這個(gè)領(lǐng)域?qū)Π鏅?quán)的保護(hù)十分敏感,如果沒有相應(yīng)的內(nèi)容保護(hù)技術(shù),即使其優(yōu)勢(shì)再大也很難獲得影片供應(yīng)商的青睞。在這方面DisplayPor已經(jīng)作好了準(zhǔn)備,但它并不像HDMI、UDI那樣采用HDCP,而是使用Philips為DisplayPort制訂的一套內(nèi)容防拷協(xié)議,該技術(shù)基于128位高速加密引擎,采用標(biāo)準(zhǔn)密鑰交換方法,支持標(biāo)準(zhǔn)的RSA認(rèn)證,提供高達(dá)2048位的密鑰長(zhǎng)度,保護(hù)技術(shù)比HDMI的HDCP更加可靠。當(dāng)然,DisplayPort的架構(gòu)更富彈性,廠商也可根據(jù)需要選擇其他內(nèi)容保護(hù)協(xié)議。

DisplayPort為何如此優(yōu)秀?

  “不鳴則已,一鳴驚人”,DisplayPort一出道便讓所有的顯示接口黯然失色,它的秘密武器究竟是什么?事實(shí)上,DisplayPort一個(gè)很重要的特色就在于采用了“Micro-Packet Architecture(微封包架構(gòu))”傳輸架構(gòu),視頻內(nèi)容以封包方式傳送,這一點(diǎn)同DVI、HDMI等視頻傳輸技術(shù)有著明顯區(qū)別。

  無論是HDMI,還是其“孿生兄弟”UDI(實(shí)質(zhì)是去掉HDMI的音頻傳輸功能),兩者都繼承了DVI的核心技術(shù)TMDS,從本質(zhì)上來說仍然是DVI的擴(kuò)展。DVI、HDMI、UDI的視頻內(nèi)容都以即時(shí)、專線方式進(jìn)行傳輸,這可以保證視頻流量大時(shí)不會(huì)發(fā)生堵塞的現(xiàn)象。而DisplayPort使用的是封包式傳輸,它能保證傳輸?shù)募磿r(shí)性嗎?我們知道,Internet使用的就是封包式傳輸技術(shù),網(wǎng)絡(luò)由于帶寬問題而發(fā)生堵塞的現(xiàn)象屢見不鮮。更何況在封包式傳輸中,封包內(nèi)還要添加描述信息,這為傳輸?shù)募磿r(shí)性帶來了更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)!DisplayPort能勝任視頻傳輸這一重任嗎?

  事實(shí)上,封包式傳輸經(jīng)過多年的發(fā)展,已被證實(shí)在確保充足帶寬的基礎(chǔ)上,配以合適的流量管理措施,仍然可以滿足即時(shí)性傳輸?shù)男枰?。大家平時(shí)上網(wǎng)欣賞影片之時(shí),如果服務(wù)器端帶寬充足,并且主機(jī)到服務(wù)器端的連接順暢,我們就可以看到流暢的影片。測(cè)試表明,把封包式傳輸技術(shù)應(yīng)用于設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備內(nèi)部之間的信息傳遞是完全可行的。

  與交換式傳輸相比,微封包架構(gòu)的一大特色就是彈性大。前面我們已經(jīng)提到,DisplayPort可以輕松實(shí)現(xiàn)分屏顯示等功能,原因是DisplayPort可以在同一組Lane/Link(通道/連線)內(nèi)傳輸多組視頻,而這一切就是微封包架構(gòu)賦予的力量。而使用交換式傳輸?shù)腄VI、HDMI等視頻只能在一組Link內(nèi)傳輸一組視頻。

  DisplayPort的界面主要由兩部分構(gòu)成:Main Link(主連線)和Auxiliary Channel(輔助通道)。Main Link負(fù)責(zé)視頻內(nèi)容的傳輸,屬于高速的單向輸出;Auxiliary Channel負(fù)責(zé)內(nèi)容之外的輔助信息傳送,比如狀態(tài)信息、操控命令、音頻等,屬低速的雙向通信,可以用來整合一些低速的周邊設(shè)備。Main Link其實(shí)是由1至4組不等的Lane構(gòu)成的,每組Lane都由成對(duì)(即兩條)的線路所構(gòu)成,信號(hào)使用類似串行的差分技術(shù)(即通過兩條線路的電壓差值來表示二進(jìn)制0或1),每組Lane的帶寬可達(dá)2.7Gbps,4組合計(jì)達(dá)到10.8Gbps。在未來DisplayPort版本規(guī)劃中,VESA還準(zhǔn)備將帶寬提升一倍。

  在編碼技術(shù)上,DisplayPort使用了ANSI 8B/10B技術(shù),這種編碼方案把一個(gè)8比特字節(jié)編碼為兩個(gè)10比特字符,用于平衡高速傳輸?shù)谋忍亓髦?和0的數(shù)量,以確保傳輸?shù)木_性。由于時(shí)脈信號(hào)直接與視頻資料信號(hào)共混傳輸,如此就省去額外設(shè)置時(shí)脈線路的需要,而DVI、HDMI仍然擁有一條獨(dú)立的時(shí)脈線路,在EMI(電磁干擾)設(shè)計(jì)上難度較大。
DisplayPort強(qiáng)大的生命力

  從技術(shù)層面來說,DisplayPort占據(jù)了很大優(yōu)勢(shì),但技術(shù)優(yōu)勢(shì)能否轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌?chǎng)優(yōu)勢(shì)?經(jīng)過幾年的發(fā)展,HDMI擁有先入為主的優(yōu)勢(shì),到2005年底,全球已有250家HDMI注冊(cè)公司,設(shè)計(jì)制造出符合HDMI規(guī)范的產(chǎn)品超過400件。而DisplayPort剛問世不久,市場(chǎng)開拓需要一段時(shí)間。不過好在DisplayPort已經(jīng)獲得DELL、HP、ATI、NVIDIA、Samsung、PHILIPS、Genesis Microchip等重量級(jí)廠商的支持,無論是上游的視頻芯片、板卡,中游的接線、接頭,還是下游的PC、消費(fèi)電子產(chǎn)品,DisplayPort的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)形成。預(yù)計(jì)明年初首批DisplayPort產(chǎn)品將進(jìn)入市場(chǎng)。

  為了趁早“封殺”DisplayPort,HDMI也在加快發(fā)展步伐,這一年來不但版本更新迅速,而且其授權(quán)專利費(fèi)用也在逐漸下調(diào)。作為HDMI同胞兄弟的UDI(Unified Display Interface,統(tǒng)一視頻接口)也期待以更低的成本奪取PC市場(chǎng)。面對(duì)HDMI的圍堵行動(dòng),VESA打算把DisplayPort打造成一個(gè)開放性標(biāo)準(zhǔn)體系,該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)非VESA成員企業(yè)同樣開放,并且不限制使用領(lǐng)域,“開源”式標(biāo)準(zhǔn)將賦予DisplayPort更強(qiáng)大的生命力。

  雖然HDMI已經(jīng)在PC和家電市場(chǎng)獲得廣泛認(rèn)可,但DisplayPort憑借技術(shù)優(yōu)勢(shì)向前者發(fā)起挑戰(zhàn),兩者的“肉搏戰(zhàn)”已不可避免。不管最終結(jié)果如何,有一點(diǎn)我們必須明白,隨著高清時(shí)代的來臨,傳統(tǒng)視頻接口已無法滿足需要,PC和家電的音視頻接口的統(tǒng)一勢(shì)在必行。



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