|
西虹网
西虹网 视频电子标准组织(VESA)不久前正式发布了DisplayPort标准的1.0版本。VESA对这个标准有着宏伟的蓝图,即一统纷繁复杂的数字多媒体接口标准领域。多媒体网络中控品牌http://www.lihongcctv.com/zhjy/znwlzk/力弘(HLEEHAM)品牌厂家主要生产智慧互动教室终端、录播主机、教学触控终端、多媒体网络中控、HDMI/VGA/DVI混合矩阵切换器、网络高清数字矩阵、视频矩阵、音视频管理中心主机、大屏拼接处理器、无缝拼接矩阵等。力弘(HLEEHAM)品牌产品线涵盖智慧教育、音视频控制系统、矩阵系统、网络中控系统等。咨询热线:13325912906! 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/258945.htm 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 在DisplayPort之前,数字多媒体接口标准经历了多次纷争,逐渐形成了外部连接(Box-to-Box)与内部连接(Chip-to-Chip)两块相互独立的阵地。在外部连接方面,PC已有DVI;而CE方面也有方兴未艾的HDMI;至于内部连接则是约定俗成的标准——LVDS。既然DisplayPort力求一统,那它究竟有哪些先进之处呢?下面,分别从链路层、物理层、内外部接头三方面来详细阐述DisplayPort的技术特点,最后结合PC和CE应用来论述它的优势。 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 DisplayPort概述 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 DisplayPort由三部分组成,分别为主链路、辅助通道和热插拔信号检测(HPD)。其中,主链路是一条单向、高带宽、低延时的传输链路,用于传输无压缩的时钟同步视频、音频流;辅助通道是一条双向通道,用于传输状态信息、控制命令等;热插拔信号则实现了终端设备(Sink Device)中断请求(如图1所示)。 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 1. 主链路的构成 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 主链路实际由4条线路(Lane)组成,每一条线路都是一对差分线。根据实际需要,DisplayPort可以分别使用1、2或4条线路。每一条线路都支持两种传输速率:2.7Gbps或1.62Gbps,4条线路则可以实现最高10.8Gbps的传输速率,在相同的线路数下DisplayPort比DVI快2.2倍。 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 在这种高带宽的支持下,DisplayPort可以满足各种多媒体、特别是视频应用的需求。任何色深(Color Depth)、解析度和画面刷新频率(Rate)都可以自由转换。例如,使用2.7Gbps的传输速率,DisplayPort可以支持最高视频分辨率如下: 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 1. 12bpc YCbCr 4:4:4(36bpp),1,920×1,080p@96Hz 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 2. 12bpc YCbCr 4:2:2(24bpp),1,920×1,080p@120Hz 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 3. 10bpc RGB(30bpp),2,560×1,536@60Hz 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 值得注意的是,每一条线路都是数据线,这意味着DisplayPort没有单独的时钟通道。实际上,DisplayPort在主链路上采用的是ANXI 8B/10B编码,时钟信号是从数据流中提取出来的。这个区别于DVI和HDMI的特点,大大降低了DisplayPort产品EMI设计的难度。同时,由于DisplayPort传输线路采用的是交流耦合,发送端和接收端有不同的共模电压,这使芯片可以拥有更小的特征尺寸(如65nm),也大大方便了DisplayPort与其它新兴高速数字接口(如PCI Express)连接、耦合。 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 图1:DisplayPort接口的传输层架构 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 2. 辅助通道 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 辅助通道由一对交流耦合差分线组成的双向、半双工通道。其中,源端设备为主、终端设备为从。所有的通信都必须由源端设备发起,终端设备也可以通过热插拔信号来提出通信请求。辅助通道在15米的传输距离上提供1Mbps的传输速率,同时对传输延时做了严格要求:通信必须在500us内完成。 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 3. 链路层 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 DisplayPort分层结构如图2所示。 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 图2:DisplayPort接口的分层结构 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 其中,终端设备传输层的DisplayPort配置数据(DPCD)描述了该设备的能力。同时,DPCD还存储了链路的相关信息,如链路是否同步等。 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 链路层主要实现两项功能:时钟同步数据流传输服务和链路与设备服务。其中,时钟同步数据流传输服务保证了视频、音频数据流通过一定的规则从主链路传输到终端,以使终端设备能够正确地恢复和识别原始数据和时钟信号;链路与设备服务通过读取终端设备DPCP和EDID,识别其工作能力和状态,分别在链路级和设备级配置和维护传输。DisplayPort的链路层的主要特点是微封包架构(Micro-Packet Architecture)传输。 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 4. 微封包架构传输 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 在DisplayPort的主链路上,所有的视频、音频数据流都被打包为微封包,这些微封包被称为传输单元。每一个传输单元都由64个码组成。如果被传输的数据流小于64个码,DisplayPort会自动将它补足为64个。使用微封包传输使数据完整性得到了大大的提高,这种微封包与传统的模拟、数字多媒体接口有很大不同。以HDMI为代表的传统接口,都采用的是类似交换式传输方式,即视频以即时的方式传输。相比之下,虽然封包式传输较难保证传输流量与实时性,但只要有适当的带宽、流量管理配套,它能比交换式传输提供更多的功能和更广的上升空间。 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 由于采用微封包式传输,DisplayPort的传输数据完整性得到了很大的提高,达到了1E-12,这远远超过了HDMI标准的1E-9。同时,微封包架构相当弹性,可以在同一条线路内传输多组视频,反之交换式传输就得限定一条链路只能传输一组视频。此外,这种架构也能轻易地在既有传输中追加新的协定内容,特别是内容防拷协定。 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 微封包架构让DisplayPort跳脱单纯的视频、音频传输角色,进而提升成可汇聚、整合各种音视频应用的传输方式。此点也是DisplayPort大幅超越DVI、HDMI之处,即便DVI、HDMI在后续版本中进一步提升传输速率,但在无法改变其基础本质(TMDS传输)的情况下,依然难以在架构上超越DisplayPort。 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 5. 物理层 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 按照功能划分,DisplayPort的物理层分为两个子模块:逻辑子模块和电气子模块。这两个子模块在主链路、辅助通道和热插拔检测三部分中的功能如表1所示。 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 表1:逻辑子模块和电气子模块在主链路、辅助通道和热插拔检测三部分中的功能 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 6. 内外部接头 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 DisplayPort内部接头和外部接头具有不同的形态。内部接头仅宽26.3mm、高1.1mm,尺寸比LVDS小30%,但传输率却是LVDS的3.8倍,因为LVDS的每组对线仅有0.945Gbps的传输率。此外,内接的DisplayPort允许线路达610mm之长,这在设计大尺寸DTV时格外受用。 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 图3:DisplayPort接口的外部(左)和内部(右)连接插头。(资料来源:VESA) 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 而外部接头有两种,一种是标准型,类似USB、HDMI等接头,但多了一个可让接头反扣于连接处的牢固设计,用于防止意外冲撞致使接头掉落,使用者只要用拇指按压接头即可解除反扣。另一种则是低矮型(Low Profile),这是针对连接面积有限的应用制定的。这种应用以超薄笔记型电脑最为明显,同时也适用于其他方面,例如,同一部桌上型电脑要进行多组视频输出,在I/O面板面积有限的情况下也适合用低矮型的DisplayPort接头。 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 无论是标准型接头还是低矮型接头,其最长外接距离均为15m,而且接头的相关规格都已经为日后的速率升级做好准备。VESA预计在2008、2009年提出2x的新速率标准,届时Main Link将达21.6Gbps,AUX CH也有可能对应提升,然而这些提升都不需要再对接头、接线进行变更。 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 DisplayPort应用 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 DisplayPort拥有如此优异的技术特性,那么它在实际的PC和CE应用中,能带来哪些好处呢?下面通过将DisplayPort与传统接口在实际应用中的对比来详细论述。 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 1. 显示器应用 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 当今的显示器一般是通过VGA或者DVI接口与PC相连。但以由于显示面板的时序控制器(TCON)都是由LVDS驱动的,所以显示器主板的设计都非常复杂。与此形成鲜明对比的是DisplayPort可以直接驱动TCON,这就大大简化了显示器的内部设计(如图4所示)。 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 图4:在显示器中使用DVI与DisplayPort之间的比较。(资料来源:VESA.org) 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 2. 笔记本电脑应用 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 传统笔记本电脑的LCD面板是通过LVDS排线与显卡连接。使用DisplayPort可以以更少的线缆来实现同样分辨率的传输。例如:传输XGA分辨率需要的线数由16条减为2条,传输UXGA分辨率需要的线数由20条减为8条。这些节省出来的空间就为笔记本电脑的扩展应用提供了可能。 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 图5:DisplayPort在笔记本电脑中的应用。(资料来源:VESA) 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 3. 视频源端应用 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 如前文所述,DisplayPort采用了交流耦合,其信号电气特性与显示芯片组常用的PCI Express非常相似。使用DisplayPort将大大简化视频源端(如显卡)的设计。 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 图6:使用DisplayPort简化视频源端的设计。(资料来源:VESA) 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 从上述的技术特性和典型应用来看,DisplayPort无论是从传输速率、安全性还是可扩展性都远远超过了现有的数字多媒体接口,其特性很好地符合了PC和消费类电子领域对数字多媒体接口地需求。更为重要的是,DisplayPort是一个开放的标准,这非常有利于其推广与使用。毫无疑问,所有这些特点都将使DisplayPort在不远的将来一统数字多媒体接口标准。 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 作者:吴一亮 销售工程师 @analogixsemi.com">ywu@analogixsemi.com 西虹网
西虹网 西虹网
西虹网 硅谷数模半导体(中国)有限公司 |
|