DisplayPort接口技術(shù)解析

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

　　DisplayPort的技術(shù)優(yōu)勢

　　2006年5月，VESA(視頻電子標準組織)正式發(fā)布了DisplayPort 1.0標準，這是一種針對所有顯示設備(包括內部和外部接口)的開(kāi)放標準。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(méi)有高帶寬的顯示接口是無(wú)法立足的。DisplayPort問(wèn)世之初，它可提供的帶寬就高達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備對更高分辨率的需求。

　　2.最大程度整合周邊設備

　　和HDMI一樣，DisplayPort也允許音頻與視頻信號共用一條線(xiàn)纜傳輸，支持多種高質(zhì)量數字音頻。但比HDMI更先進(jìn)的是，DisplayPort在一條線(xiàn)纜上還可實(shí)現更多的功能。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(yǔ)音、視頻等低帶寬數據的傳輸通道，另外也可用于無(wú)延遲的游戲控制?？梢?jiàn)，DisplayPort可以實(shí)現對周邊設備最大程度的整合、控制。

　　3.內外接口通吃

　　目前DisplayPort的外接型接頭有兩種:一種是標準型，類(lèi)似USB、HDMI等接頭;另一種是低矮型，主要針對連接面積有限的應用，比如超薄筆記型電腦。兩種接頭的最長(cháng)外接距離都可以達到15米，雖然這個(gè)距離比HDMI要遜色一些，不過(guò)接頭和接線(xiàn)的相關(guān)規格已為日后升級做好了準備，即便未來(lái)DisplayPort采用新的2X速率標準(21.6Gbps)，接頭和接線(xiàn)也不必重新進(jìn)行

DisplayPort的內接型接頭

除實(shí)現設備與設備之間的連接外，DisplayPort還可用作設備內部的接口，甚至是芯片與芯片之間的數據接口。比如，DisplayPort就“圖謀”取代LCD中液晶面板與驅動(dòng)電路板之間主流接口――LVDS(Low Voltage Differential Signaling，低壓差分信號)接口的位置。DisplayPort的內接型接頭僅有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)品的設計

　　HDMI是在DVI的基礎上發(fā)展而來(lái)的，它們都使用了TMDS(最小化傳輸差分信號)信號傳輸技術(shù)，圖像傳輸前數字信號必須經(jīng)過(guò)TMDS電路轉換為T(mén)MDS信號。而采用DisplayPort，數字信號可直接輸出，不需要TMDS轉換電路。不僅如此，DisplayPort同樣可簡(jiǎn)化LCD內部設計。因為DVI、HDMI不能直接驅動(dòng)時(shí)序控制器，所以VGA或TMDS信號輸入LCD后，必須轉換成LVDS信號。相比之下，DisplayPort則實(shí)現了與面板的集成，可直接驅動(dòng)面板進(jìn)行顯示，精簡(jiǎn)了LVDS轉換電路。

　　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，現有平板電視的電路結構要求主板和輸入單元之間架設多條獨立的連接線(xiàn)。而使用DisplayPort后，僅需一條連接線(xiàn)就可以把所有信號輸入到主板的視頻處理器，主板設計難度降低了，成本也大為削減。

　　5.具備高度的可擴展特性

　　盡管DisplayPort 1.0標準只支持一條音頻流傳輸，但DisplayPort具備高度的可擴展特性，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(huà)中畫(huà)、分屏顯示功能對于DisplayPort而言就是“小菜一碟”，一條DisplayPort連接線(xiàn)最高可支持6條1080i或3條1080p視頻流。

　　6.內容保護技術(shù)更可靠

　　DisplayPort也想把觸角延伸到消費電子領(lǐng)域，而這個(gè)領(lǐng)域對版權的保護十分敏感，如果沒(méi)有相應的內容保護技術(shù)，即使其優(yōu)勢再大也很難獲得影片供應商的青睞。在這方面DisplayPor已經(jīng)作好了準備，但它并不像HDMI、UDI那樣采用HDCP，而是使用Philips為DisplayPort制訂的一套內容防拷協(xié)議，該技術(shù)基于128位高速加密引擎，采用標準密鑰交換方法，支持標準的RSA認證，提供高達2048位的密鑰長(cháng)度，保護技術(shù)比HDMI的HDCP更加可靠。當然，DisplayPort的架構更富彈性，廠(chǎng)商也可根據需要選擇其他內容保護協(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)”傳輸架構，視頻內容以封包方式傳送，這一點(diǎn)同DVI、HDMI等視頻傳輸技術(shù)有著(zhù)明顯區別。

　　無(wú)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(lái)說(shuō)仍然是DVI的擴展。DVI、HDMI、UDI的視頻內容都以即時(shí)、專(zhuān)線(xiàn)方式進(jìn)行傳輸，這可以保證視頻流量大時(shí)不會(huì )發(fā)生堵塞的現象。而DisplayPort使用的是封包式傳輸，它能保證傳輸的即時(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(wèn)題而發(fā)生堵塞的現象屢見(jiàn)不鮮。更何況在封包式傳輸中，封包內還要添加描述信息，這為傳輸的即時(shí)性帶來(lái)了更嚴峻的挑戰!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(guò)多年的發(fā)展，已被證實(shí)在確保充足帶寬的基礎上，配以合適的流量管理措施，仍然可以滿(mǎn)足即時(shí)性傳輸的需要。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，并且主機到服務(wù)器端的連接順暢，我們就可以看到流暢的影片。測試表明，把封包式傳輸技術(shù)應用于設備與設備、設備內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)現分屏顯示等功能，原因是DisplayPort可以在同一組Lane/Link(通道/連線(xiàn))內傳輸多組視頻，而這一切就是微封包架構賦予的力量。而使用交換式傳輸的DVI、HDMI等視頻只能在一組Link內傳輸一組視頻。

　　DisplayPort的界面主要由兩部分構成:Main Link(主連線(xiàn))和Auxiliary Channel(輔助通道)。Main Link負責視頻內容的傳輸，屬于高速的單向輸出;Auxiliary Channel負責內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(lái)整合一些低速的周邊設備。Main Link其實(shí)是由1至4組不等的Lane構成的，每組Lane都由成對(即兩條)的線(xiàn)路所構成，信號使用類(lèi)似串行的差分技術(shù)(即通過(guò)兩條線(xiàn)路的電壓差值來(lái)表示二進(jìn)制0或1)，每組Lane的帶寬可達2.7Gbps，4組合計達到10.8Gbps。在未來(lái)DisplayPort版本規劃中，VESA還準備將帶寬提升一倍。

　　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比特字節編碼為兩個(gè)10比特字符，用于平衡高速傳輸的比特流中1和0的數量，以確保傳輸的精確性。由于時(shí)脈信號直接與視頻資料信號共混傳輸，如此就省去額外設置時(shí)脈線(xiàn)路的需要，而DVI、HDMI仍然擁有一條獨立的時(shí)脈線(xiàn)路，在EMI(電磁干擾)設計上難度較大。
DisplayPort強大的生命力

　　從技術(shù)層面來(lái)說(shuō)，DisplayPort占據了很大優(yōu)勢，但技術(shù)優(yōu)勢能否轉變?yōu)槭袌?chǎng)優(yōu)勢?經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，HDMI擁有先入為主的優(yōu)勢，到2005年底，全球已有250家HDMI注冊公司，設計制造出符合HDMI規范的產(chǎn)品超過(guò)400件。而DisplayPort剛問(wèn)世不久，市場(chǎng)開(kāi)拓需要一段時(shí)間。不過(guò)好在DisplayPort已經(jīng)獲得DELL、HP、ATI、NVIDIA、Samsung、PHILIPS、Genesis Microchip等重量級廠(chǎng)商的支持，無(wú)論是上游的視頻芯片、板卡，中游的接線(xiàn)、接頭，還是下游的PC、消費電子產(chǎn)品，DisplayPort的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)形成。預計明年初首批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(lái)不但版本更新迅速，而且其授權專(zhuān)利費用也在逐漸下調。作為HDMI同胞兄弟的UDI(Unified Display Interface，統一視頻接口)也期待以更低的成本奪取PC市場(chǎng)。面對HDMI的圍堵行動(dòng)，VESA打算把DisplayPort打造成一個(gè)開(kāi)放性標準體系，該標準對非VESA成員企業(yè)同樣開(kāi)放，并且不限制使用領(lǐng)域，“開(kāi)源”式標準將賦予DisplayPort更強大的生命力。

　　雖然HDMI已經(jīng)在PC和家電市場(chǎng)獲得廣泛認可，但DisplayPort憑借技術(shù)優(yōu)勢向前者發(fā)起挑戰，兩者的“肉搏戰”已不可避免。不管最終結果如何，有一點(diǎn)我們必須明白，隨著(zhù)高清時(shí)代的來(lái)臨，傳統視頻接口已無(wú)法滿(mǎn)足需要，PC和家電的音視頻接口的統一勢在必行。