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DisplayPort接口技术解析---HDMI不是唯一

　　现在, HDMI凭借支持音视频输出、 提供足以播放1080p高清节目带宽等优势, 正向家电和PC领域展开猛烈进攻。不过, HDMI普及之路才开始, 一个功效更强、 带宽更大新型接口DisplayPort就向它发出了强有力挑战……

　　DisplayPort技术优势

　　5月, VESA(视频电子标准组织)正式公布了DisplayPort 1.0标准, 这是一个针对全部显示设备(包含内部和外部接口)开放标准。DisplayPort到底有何神奇之处?

　　1.高带宽
　　在高清楚视频立即流行之际, 没有高带宽显示接口是无法立足。DisplayPort 1.0规格问世之初, 就支持单通道、 单向、 四线路连接, 数据传输率高达10.8Gbps, 足以传送未经压缩视频和相关音频, 同时还支持1Mbps双向辅助通道, 供设备控制之用, 另外还支持8位和10位颜色。在数据传输上, DisplayPort使用了“micro-packetised”格式。要知道, HDMI 1.2a带宽仅为4.95Gb/s, 即便最新公布HDMI 1.3所提供带宽(10.2Gb/s)也稍逊于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)色深, 充足带宽确保了以后大尺寸显示设备对更高分辨率需求。

　　2.最大程度整合周围设备
　　和HDMI一样, DisplayPort也许可音频与视频信号共用一条线缆传输, 支持多个高质量数字音频。但比HDMI更优异是, DisplayPort在一条线缆上还可实现更多功效。在四条主传输通道之外, DisplayPort还提供了一条功效强大辅助通道。该辅助通道传输带宽为1Mbps, 最高延迟仅为500μs, 能够直接作为语音、 视频等低带宽数据传输通道, 另外也可用于无延迟游戏控制。可见, DisplayPort能够实现对周围设备最大程度整合、 控制。

　　3.内外接口通吃
　　现在DisplayPort外接型接头有两种:一个是标准型, 类似USB、 HDMI等接头;另一个是低矮型, 关键针对连接面积有限应用, 比如超薄笔记型电脑。两种接头最长外接距离都能够达成15米, 即使这个距离比HDMI要逊色部分, 不过接头和接线相关规格已为以后升级做好了准备, 即便未来DisplayPort采取新2X速率标准(21.6Gbps), 接头和接线也无须重新进行设计。

DisplayPort外接型接头
DisplayPort内接型接头

　　除实现设备与设备之间连接外, DisplayPort还可用作设备内部接口, 甚至是芯片与芯片之间数据接口。比如, DisplayPort就“图谋”替换LCD中液晶面板与驱动电路板之间主流接口——LVDS(Low Voltage Differential Signaling, 低压差分信号)接口位置。DisplayPort内接型接头仅有26.3mm宽、 1.1mm高, 比LVDS接口小30%, 但传输率却是LVDS3.8倍。

　　4.简化相关产品设计
　　HDMI(High Definition Multimedia Interface)是在DVI基础上发展而来, 它们都使用了TMDS(最小化传输差分信号)信号传输技术, 图像传输前数字信号必需经过TMDS电路转换为TMDS信号。而采取DisplayPort, 数字信号可直接输出, 不需要TMDS转换电路。不仅如此, DisplayPort一样可简化LCD内部设计。因为DVI、 HDMI不能直接驱动时序控制器, 所以VGA或TMDS信号输入LCD后, 必需转换成LVDS信号。相比之下, DisplayPort则实现了与面板集成, 可直接驱动面板进行显示, 精简了LVDS转换电路。

　　在平板电视领域, DisplayPort也有令人心动之处。为了传输DVI、 HDMI、 S端子等不一样信号, 现有平板电视电路结构要求主板和输入单元之间架设多条独立连接线。而使用DisplayPort后, 仅需一条连接线就能够把全部信号输入到主板视频处理器, 主板设计难度降低了, 成本也大为削减。

　　5.含有高度可扩展特征
　　尽管DisplayPort 1.0标准只支持一条音频流传输, 但DisplayPort含有高度可扩展特征, 要让它同时传输多条视频或音频流并不是一件困难事情。画中画、 分屏显示功效对于DisplayPort而言就是“小菜一碟”, 一条DisplayPort连接线最高可支持6条1080i或3条1080p视频流。

　　6.内容保护技术更可靠
　　DisplayPort也想把触角延伸到消费电子领域, 而这个领域对版权保护十分敏感, 假如没有对应内容保护技术, 即使其优势再大也极难取得影片供给商青睐。在这方面DisplayPor已经作好了准备, 但它并不像HDMI、 UDI那样采取HDCP, 而是使用Philips为DisplayPort制订一套内容防拷协议, 该技术基于128位高速加密引擎, 采取标准密钥交换方法, 支持标准RSA认证, 提供高达2048位密钥长度, 保护技术比HDMIHDCP愈加可靠。当然, DisplayPort架构更富弹性, 厂商也可依据需要选择其她内容保护协议。

　　7.DisplayPort兼容HDMI
致力于开发和推进开放显示与显示接口标准视频电子标准协会(VESA)宣告正式公布DisplayPort互操作性指南, 该文档为经过线缆适配器实现DisplayPort设备与DVI 1.0/HDMI设备间互操作性提供指导方案。

“VESA为主动响应显示行业对实现DisplayPort 1.1设备与DVI 1.0/HDMI兼容设备间互操作性爱好需要开发DisplayPort互操作性指南, ”VESA实施总裁Bill Lempesis介绍, “相关厂商现在能够为消费者提供经过一条线缆将DisplayPort视频源设备与DVI 1.0/HDMI终端设备（或者DVI 1.0/HDMI视频源设备与DisplayPort终端设备）相连接处理方案, 而无须再购置新设备。”

DisplayPort（图左）兼容HDMI（图右）

该文档描述了同时支持DisplayPort 1.1和DVI 1.0/HDMI操作模式（双模式设备）源设备和终端设备实现指南; 引出线, 连接器类型以及两端分别为DisplayPort连接器和DVI 1.0/HDMI A型/C型连接器终端线缆适配器; 双模式设备侦测线缆适配器方法。

VESA也为此设计了与DisplayPort图标一起使用双模式设备指示图标, 以表示某设备在支持DisplayPort同时还支持DVI 1.0或HDMI。

　　8.DisplayPort接口最大优势: 无偿

　　与HDMI相比DisplayPort接口最大优势就是“无偿”! DisplayPort接口不像HDMI接口那样, 需要每年支付一定量会员费, 也无须象HDMI接口那样每个含有HDMI接口产品都要交钱, 是真正意义上完全免版税。这也正是DisplayPort赢得众多业界巨头支持最大原因。

　　DisplayPort为何如此优异?

　　“不鸣则已, 一鸣惊人”, DisplayPort一出道便让全部显示接口黯然失色, 它秘密武器到底是什么? 实际上, DisplayPort一个很关键特色就在于采取了“Micro-Packet Architecture(微封包架构)”传输架构, 视频内容以封包方法传送, 这一点同DVI、 HDMI等视频传输技术有着显著区分。

　　不管是HDMI, 还是其“孪生弟兄”UDI(实质是去掉HDMI音频传输功效), 二者都继承了DVI关键技术TMDS, 从本质上来说仍然是DVI扩展。DVI、 HDMI、 UDI视频内容都以即时、 专线方法进行传输, 这能够确保视频流量大时不会发生堵塞现象。而DisplayPort使用是封包式传输, 它能确保传输即时性吗? 我们知道, Internet使用就是封包式传输技术, 网络因为带宽问题而发生堵塞现象屡见不鲜。更何况在封包式传输中, 封包内还要添加描述信息, 这为传输即时性带来了更严峻挑战!DisplayPort能胜任视频传输这一重担吗?

　　实际上, 封包式传输经过多年发展, 已被证实在确保充足带宽基础上, 配以适宜流量管理方法, 仍然能够满足即时性传输需要。大家平时上网欣赏影片之时, 假如服务器端带宽充足, 而且主机到服务器端连接顺畅, 我们就能够看到流畅影片。测试表明, 把封包式传输技术应用于设备与设备、 设备内部之间信息传输是完全可行。

　　与交换式传输相比, 微封包架构一大特色就是弹性大。前面我们已经提到, DisplayPort能够轻松实现分屏显示等功效, 原因是DisplayPort能够在同一组Lane/Link(通道/连线)内传输多组视频, 而这一切就是微封包架构给予力量。而使用交换式传输DVI、 HDMI等视频只能在一组Link内传输一组视频。

　　DisplayPort界面关键由两部分组成:Main Link(主连线)和Auxiliary Channel(辅助通道)。Main Link负责视频内容传输, 属于高速单向输出;Auxiliary Channel负责内容之外辅助信息传送, 比如状态信息、 操控命令、 音频等, 属低速双向通信, 能够用来整合部分低速周围设备。Main Link其实是由1至4组不等Lane组成, 每组Lane都由成对(即两条)线路所组成, 信号使用类似串行差分技术(即经过两条线路电压差值来表示二进制0或1), 每组Lane带宽可达2.7Gbps, 4组累计达成10.8Gbps。在未来DisplayPort版本计划中, VESA还准备将带宽提升一倍。

　　在编码技术上, DisplayPort使用了ANSI 8B/10B技术, 这种编码方案把一个8比特字节编码为两个10比特字符, 用于平衡高速传输比特流中1和0数量, 以确保传输正确性。因为时脉信号直接与视频资料信号共混传输, 如此就省去额外设置时脉线路需要, 而DVI、 HDMI仍然拥有一条独立时脉线路, 在EMI(电磁干扰)设计上难度较大。

　　DisplayPort为何如此优异?

　　“不鸣则已, 一鸣惊人”, DisplayPort一出道便让全部显示接口黯然失色 它秘密武器到底是什么? 实际上, DisplayPort一个很关键特色就在于采取了“Micro-Packet Architecture(微封包架构)”传输架构, 视频内容以封包方法传送, 这一点同DVI、 HDMI等视频传输技术有着显著区分。

　　不管是HDMI, 还是其“孪生弟兄”UDI(实质是去掉HDMI音频传输功效), 二者都继承了DVI关键技术TMDS, 从本质上来说仍然是DVI扩展。DVI、 HDMI、 UDI视频内容都以即时、 专线方法进行传输, 这能够确保视频流量大时不会发生堵塞现象。而DisplayPort使用是封包式传输, 它能确保传输即时性吗? 我们知道, Internet使用就是封包式传输技术, 网络因为带宽问题而发生堵塞现象屡见不鲜。更何况在封包式传输中, 封包内还要添加描述信息, 这为传输即时性带来了更严峻挑战!DisplayPort能胜任视频传输这一重担吗?

　　实际上, 封包式传输经过多年发展, 已被证实在确保充足带宽基础上, 配以适宜流量管理方法, 仍然能够满足即时性传输需要。大家平时上网欣赏影片之时, 假如服务器端带宽充足, 而且主机到服务器端连接顺畅, 我们就能够看到流畅影片。测试表明, 把封包式传输技术应用于设备与设备、 设备内部之间信息传输是完全可行。

　　与交换式传输相比, 微封包架构一大特色就是弹性大。前面我们已经提到, DisplayPort能够轻松实现分屏显示等功效, 原因是DisplayPort能够在同一组Lane/Link(通道/连线)内传输多组视频, 而这一切就是微封包架构给予力量。而使用交换式传输DVI、 HDMI等视频只能在一组Link内传输一组视频。

　　DisplayPort界面关键由两部分组成:Main Link(主连线)和Auxiliary Channel(辅助通道)。Main Link负责视频内容传输, 属于高速单向输出;Auxiliary Channel负责内容之外辅助信息传送, 比如状态信息、 操控命令、 音频等, 属低速双向通信, 能够用来整合部分低速周围设备。Main Link其实是由1至4组不等Lane组成, 每组Lane都由成对(即两条)线路所组成, 信号使用类似串行差分技术(即经过两条线路电压差值来表示二进制0或1), 每组Lane带宽可达2.7Gbps, 4组累计达成10.8Gbps。在未来DisplayPort版本计划中, VESA还准备将带宽提升一倍。

　　在编码技术上, DisplayPort使用了ANSI 8B/10B技术, 这种编码方案把一个8比特字节编码为两个10比特字符, 用于平衡高速传输比特流中1和0数量, 以确保传输正确性。因为时脉信号直接与视频资料信号共混传输, 如此就省去额外设置时脉线路需要, 而DVI、 HDMI仍然拥有一条独立时脉线路, 在EMI(电磁干扰)设计上难度较大。