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摘要: 「DisplayPort」目前由「視訊電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(VESA)」屬下的「顯示系統(tǒng)委員會(huì)」進(jìn)行研發(fā),是開(kāi)放式的全新產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)位顯示界面。其目的是提供一種適合跨領(lǐng)域的應(yīng)用程式,包括外接(盒對(duì)盒)與內(nèi)接(如筆記電腦的面版連接)的界面。本文概述此種建議標(biāo)準(zhǔn)的特色、基本技術(shù)細(xì)節(jié)、以及制定標(biāo)準(zhǔn)和VESA審核的時(shí)程
關(guān)鍵詞:顯示;界面;頻寬;產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn);LCD、LVDS、DVI、HDMI、PC、HDTV、VESA、CEA。
緣起
基於顯示裝置逐漸轉(zhuǎn)移到高性能的平面銀幕以及微電子技術(shù),業(yè)界很需要一種可擴(kuò)充、開(kāi)放產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)位界面,同時(shí)也可以把功能升級(jí)的解決方案。這種可升級(jí)的顯示界面,應(yīng)能滿足工商企業(yè)以及一般消費(fèi)者的各種需求。DisplayPort就是這種下一代的顯示界面,其設(shè)計(jì)可以作為個(gè)人電腦、監(jiān)視器、面板、投影機(jī)、以及高解析度內(nèi)容應(yīng)用方面,各種不同的連接解決方案。DisplayPort把內(nèi)外連接方式整合,減少各種設(shè)備的複雜度、並支援跨業(yè)界解決方式的基本功能、提供性能升級(jí),強(qiáng)化下一代顯示器的特色,如顏色深度、更新率、解析度以及高階應(yīng)用程式。
目前的顯示界面技術(shù)
今天的顯示功能,主要是根據(jù)顯示應(yīng)用類(lèi)別,而使用不同的連接方式。嵌入式裝置,例如筆記電腦或電視機(jī)的液晶面板,基本上是利用低壓差異訊號(hào)(LVDS)來(lái)接上顯示驅(qū)動(dòng)器。而目前在個(gè)人電腦外接監(jiān)視器方面,則使用傳統(tǒng)的視訊類(lèi)比卡(VGA)才能與PC連接。除了VGA 之外,有些高階監(jiān)視器也配備數(shù)位視訊界面(DVI),才能連上高階電腦。電視機(jī)使用類(lèi)比混合視訊,作為標(biāo)準(zhǔn)解析度的交錯(cuò)內(nèi)容,例如連接攝錄機(jī)或錄影機(jī);或從使用光碟機(jī)漸進(jìn)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)解析度的類(lèi)比視訊。而高畫(huà)質(zhì)電視機(jī)也逐漸轉(zhuǎn)為高解析度多媒體界面(HDMI),才能附加音響播放以及內(nèi)容保護(hù)的功能。
種種不同的顯示連接方式,讓PC設(shè)計(jì)更為複雜;而且每種技術(shù)也有一定的侷限。電腦廠商希望有一種顯示界面,可以簡(jiǎn)化數(shù)位顯示技術(shù)的設(shè)計(jì)難度,而且可以通過(guò)開(kāi)放擴(kuò)充的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)升級(jí),以滿足工商企業(yè)與消費(fèi)者的未來(lái)需求,
現(xiàn)有界面的限制
目前使用的顯示界面,往往有各種限制,無(wú)法應(yīng)付未來(lái)的擴(kuò)充性能需求。例如VGA能力有限,無(wú)法升級(jí)支援高畫(huà)質(zhì)、色度、更缺乏用戶要求的高解析度內(nèi)容保護(hù)裝置。而LVDS技術(shù)則只能適用於短距離、有時(shí)間限制、並需要增加插腳,把排線加寬才可以支援高畫(huà)質(zhì)與色度的傳送。最新型的筆記電腦,則有內(nèi)建收聽(tīng)電臺(tái)與多媒體的裝置,通過(guò)面板鉸鏈的連接線,足以與LVDS的功能相比。
DVI的技術(shù)也有限制,因?yàn)?/SPAN> DVI 1.0的規(guī)格基本上已經(jīng)不再研發(fā);因此不容易更新以支援更快的計(jì)時(shí)速度、色度、連接類(lèi)型或更新的功能。
DVI與VGA讓平面顯示器更為複雜。因?yàn)橛嵦?hào)必須在內(nèi)部轉(zhuǎn)換成LVDS,結(jié)果會(huì)增加監(jiān)視器的線路與成本。除此之外,DVI的3.3伏耗電量,也妨礙了下一代電腦中低電壓晶片的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。HDMI對(duì)於電視機(jī)的應(yīng)用相當(dāng)適合,但是HDMI在高性能的PC顯示則用途有限;因?yàn)槠渖?jí)功能受到侷限,而且當(dāng)初的發(fā)展,是針對(duì)消費(fèi)電子產(chǎn)品盒對(duì)盒的連接為主。
DisplayPort 克服了這些限制,提出開(kāi)放式的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn),把內(nèi)外顯示訊號(hào)整合;因而可以隨時(shí)配合功能升級(jí),適用於全新的顯示規(guī)範(fàn)與應(yīng)用方式。
DisplayPort的特色
DisplayPort的規(guī)格內(nèi)含可選擇影音保護(hù)功能,把數(shù)位顯示界面升級(jí),制定工商企業(yè)以及個(gè)人應(yīng)用的多用途規(guī)格。其界面的設(shè)計(jì),可支援內(nèi)建晶片連接、或外接硬體(盒對(duì)盒)數(shù)位顯示連接器。內(nèi)建晶片連接的發(fā)展方向,包括如筆記電腦圖形卡的螢?zāi)或?qū)動(dòng)、從監(jiān)視器或電視內(nèi)建顯示卡直接驅(qū)動(dòng)顯示組件。而DisplayPort的外接硬體,則包含了電腦、顯示器、以及投影機(jī)的顯示連接裝置。使用內(nèi)外部的訊號(hào)整合方式,可研發(fā)「直接驅(qū)動(dòng)」的數(shù)位銀幕,讓廠商能夠提供消費(fèi)者最佳效能的平面顯示技術(shù)。
DisplayPort 也適合高畫(huà)質(zhì)內(nèi)容應(yīng)用的連接裝置,例如光碟機(jī)、行動(dòng)電話、個(gè)人攝錄機(jī)、以及電視機(jī)等。
DisplayPort 除了滿足各種需求外,更提供新一代電腦簡(jiǎn)易可靠的顯示界面。由於Blu-ray光碟將成為電腦的主流特色,這種能夠保護(hù)內(nèi)容資源的顯示功能,也越來(lái)越關(guān)鍵。
業(yè)界對(duì)DisplayPort的關(guān)鍵需求
DisplayPort 可滿足各產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵需求,擬定電子協(xié)定規(guī)格,可輕易應(yīng)用於面板的計(jì)時(shí)控制器、圖形卡、媒體處裡器、以及顯示卡等。足以讓DisplayPort符合這些關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)的需求,包括了:
1) 通過(guò)開(kāi)放式可擴(kuò)充的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn),確保各種產(chǎn)業(yè)皆可採(cǎi)用。
2) 使用數(shù)位顯示連接時(shí),適用各種應(yīng)用與重新使用數(shù)位技術(shù),降低相關(guān)的裝置成本。
3) 不論內(nèi)外顯示連接,都可以使用共同的訊號(hào)方式,以簡(jiǎn)化設(shè)備並可量產(chǎn)。
4) 促成可擴(kuò)充架構(gòu),支援選擇性內(nèi)容保護(hù)功能,符合產(chǎn)權(quán)主的保護(hù)條件,甚至形成經(jīng)濟(jì)效益。
5) 提升選擇性高品質(zhì)數(shù)位音響傳送能力。
6) 加強(qiáng)高階晶片整合與創(chuàng)新設(shè)計(jì),使顯示裝置化繁為簡(jiǎn)、數(shù)位界面得以量產(chǎn)、把電腦架構(gòu)轉(zhuǎn)型為低耗電的組件。這種DisplayPort的功能整合,包括了圖形或顯示卡傳送裝置的功能整合、以及面板計(jì)時(shí)控制器的接收功能整合。
7) 大量減少數(shù)位顯示裝置當(dāng)中的內(nèi)外部連接電線。
8) 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的性能考量,使用更少的電線提供更高的頻寬。
9) 提供性能擴(kuò)充,以支援各類(lèi)不同的線道,與聯(lián)接作業(yè)頻率的升級(jí)。
10) 適用於嵌入式計(jì)時(shí)架構(gòu),以減少EMI磁化率和實(shí)體電線數(shù)量。
11) 提供小型外接插頭,可以憑感覺(jué)插入。插頭的設(shè)計(jì),能把四個(gè)連接器插入標(biāo)準(zhǔn)的PCI卡插槽。
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DisplayPort的技術(shù)特色
以功能來(lái)說(shuō),DisplayPort 所提供的,是前瞻性的驅(qū)動(dòng)通道,可擴(kuò)充為1-4條連接線道;並使用微型封包架構(gòu),支援各種色度、更新率、以及顯示解析度。其所定義的雙向往返通道,更能夠讓微型封包架構(gòu)具有靈活的傳輸控制與狀況資訊顯示。這種微型封包架構(gòu),對(duì)增加內(nèi)容種類(lèi)與相關(guān)應(yīng)用,具有未來(lái)的延展能力,而不會(huì)受限於使用光柵掃描的數(shù)據(jù)。DisplayPort的配置當(dāng)中,也含有機(jī)械規(guī)格,用來(lái)規(guī)範(fàn)一種簡(jiǎn)單易用的微型外接器,上面附有可選擇的卡鎖插頭,與超長(zhǎng)電線連接更為牢固。這種連接器共有四條單向往前的通道,以最佳方式連接超薄型筆記電腦,最多可以在圖形卡上有四個(gè)連接點(diǎn)。此外,在機(jī)械規(guī)格部分,也附有標(biāo)準(zhǔn)的銀幕連接點(diǎn),作為內(nèi)部連接。
DisplayPort其他重大技術(shù)特色包括:
1) 提供高頻寬單向傳輸連接頻道,以及雙向輔助頻道性能。
2) 提供應(yīng)用支援功能,最高可達(dá)10 Gbps單向連接頻道處理能力,從而滿足電腦產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)期需求,支援大於QXGA 解析度以及超過(guò)24 bit的顏色深度。
3) 提供最高可達(dá)1 Mbps的輔助頻道處理應(yīng)用支援,最大緩衝為200微秒。
4) 支援不同色度的傳輸(每種組件分別為6、8、10、12、16 bits)。
5) 支援EMI,符合FCCB標(biāo)準(zhǔn),差距為6db。
6) 現(xiàn)有VESA以及消費(fèi)電子協(xié)會(huì)(CEA) 標(biāo)準(zhǔn)均可適用。
7) 連接DisplayPort組件時(shí),可兼容老舊的傳輸系統(tǒng)(如 DVI、 VGA、以及 LVDS)。
8) 支援熱插拔、插頭拔出顯示以及連接狀態(tài)失敗偵測(cè)。
9) 通過(guò)三公尺長(zhǎng)的電線,以直接驅(qū)動(dòng)方式支援全頻寬資訊傳輸。
10) 通過(guò)15公尺長(zhǎng)的電線,以直接驅(qū)動(dòng)方式支援降頻寬傳輸。DisplayPort 通過(guò)15公尺長(zhǎng)的電線,使用四線道的24bpp和50/60 Hz功率,可支援1080p的最低解析度。
11) 可支援少於1ms的音頻偏差。
12) 可支援每一條頻道中,原始傳輸10-9的bit誤差率;以及ECC編碼/解碼後音響與控制數(shù)據(jù)中,10-12音響符號(hào)誤差率。
13) 可支援65次奈米處理技術(shù),以整合來(lái)源裝置,並支援音響減弱設(shè)備整合中,0.25微米的處理技術(shù)。
舊型設(shè)備互通性
DisplayPort 將可與舊型界面共存,因?yàn)榕c現(xiàn)有的各種界面彼此互通,對(duì)需要使用DisplayPort源頭設(shè)備的客戶(例如個(gè)人電腦),用來(lái)連接老舊設(shè)備,如現(xiàn)有的界面(例如監(jiān)視器或電視)將很重要?紤]到這些需求,DisplayPort 也將納入傳統(tǒng)光柵掃描數(shù)據(jù)以及控制訊號(hào)的協(xié)定規(guī)範(fàn),並支援符合CEA無(wú)壓縮DTV傳輸組態(tài),CEA-861B的聯(lián)接協(xié)定。雖然從規(guī)格層次來(lái)說(shuō),DisplayPort無(wú)法提供舊型設(shè)備互通的技術(shù)規(guī)範(fàn),但是從產(chǎn)品的應(yīng)用層面是可以達(dá)到互通的功能。DisplayPort的規(guī)格,包含了以下支援現(xiàn)有產(chǎn)品界面的互通特色:
1) 提供與資料顯示同時(shí)播放的音效選擇特色。
2) 支援影音資料同步顯示,時(shí)差約+/- 1ms 。
3) 提供支援架構(gòu),用作選擇性內(nèi)容保全功能,符合產(chǎn)權(quán)主的保護(hù)條件,甚至達(dá)成經(jīng)濟(jì)效益。
4) 提出功能定義特色,在CEA-861B 架構(gòu)中,可支援CEA-861-B 高品質(zhì)無(wú)壓縮影音內(nèi)容,以及CEA-931-B在內(nèi)建(sink)設(shè)備和源頭設(shè)備之間的遙控輸送。
5) 支援各類(lèi)音響格式、音頻編碼、標(biāo)準(zhǔn)頻率(sample frequencies)、標(biāo)準(zhǔn)尺寸(sample sizes)、以及音頻組態(tài)等。其格式可支援最多達(dá)八個(gè)頻道,192 kHZ,24bit標(biāo)準(zhǔn)尺寸的LPCM編碼音響。
6) 根據(jù)不同時(shí)態(tài)與解析度、支援各種影像格式以及支援VESA和CVT計(jì)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)合更新率。
7) 只要打開(kāi)顯示裝置,就算是AC的微電流,也能支援EDID顯示器上面的讀數(shù)。
8) 如果監(jiān)視器裝有顯示控制器,則可支援DDC/CI 以及MCCS 的傳輸指令。
9) 支援消費(fèi)電子產(chǎn)品,包括RGB與YCbCr. 4:2:2和YCbCr 4:4:4.在比色規(guī)格方面的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。
