HDMI/DVI/Display Port接口詳細(xì)介紹
DVI 是由DDWG(Digital Display working Group，數(shù)字顯示工作組)發(fā)明的一種高速傳輸數(shù)字信號(hào)的技術(shù)，有DVI-D和DVI-I兩種不同的接口形式。DVI-D只有數(shù)字接口，DVI-I有數(shù)字和模擬接口，目前應(yīng)用主要以DVI-D為主。
DVI是基于S(Transition Minimized Differential Signaling，轉(zhuǎn)換最小差分信號(hào))技術(shù)來(lái)傳輸數(shù)字信號(hào)，S運(yùn)用先進(jìn)的編碼算法把8bit數(shù)據(jù)(R、G、B中的每路基色信號(hào))通過(guò)最小轉(zhuǎn)換編碼為10bit數(shù)據(jù)(包含行場(chǎng)同步信息、時(shí)鐘信息、數(shù)據(jù)DE、糾錯(cuò)等)，經(jīng)過(guò)DC平衡后，采用差分信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)，它和LVDS、TTL相比有較好的電磁兼容性能，可以用低成本的專(zhuān)用電纜實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離、高質(zhì)量的數(shù)字信號(hào)傳輸。S技術(shù)的連接傳輸結(jié)構(gòu)如圖1所示。
DVI數(shù)字信號(hào)傳輸有單連接(Single Link)和雙連接(Dual Link)兩種方式，對(duì)于單連接，僅用圖1所示的1/2、 9/10、17/18腳傳輸，它的傳輸速率可達(dá)4.9Gbps，雙連接可達(dá)9.9Gbps。
DVI接口在數(shù)字電視中的應(yīng)用
● 基本方案論證分析
數(shù)字電視機(jī)為達(dá)到高清晰度顯示要求，掃描一般采用1080i@60Hz格式(即隔行掃描，行頻33.75kHz，場(chǎng)頻60Hz，像素頻率 74.25MHz)，實(shí)際應(yīng)用中為減少行頻變換，所有的輸入視頻格式(如480P、576P、720P等)通過(guò)格式變換(Scale和De- interlace等)都統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為1080i@60Hz格式輸出，即多頻歸一。本文討論的DVI接口以上述數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)考慮應(yīng)用，基本原理框圖如圖2所示。
由原理圖看，數(shù)字電視增加DVI接口比較簡(jiǎn)單，從硬件電路考慮，一是在接口處增加DVI解碼部分，二是在后端提供一個(gè)數(shù)據(jù)通道，如果電視原有方案中具有 A/D轉(zhuǎn)換和相應(yīng)的后級(jí)數(shù)據(jù)處理通道，那么DVI接口解碼輸出的數(shù)據(jù)可以與它共用，因?yàn)樵跀?shù)字信號(hào)格式一定的情況下，其碼率、行頻、場(chǎng)頻、時(shí)鐘是一致的。
在實(shí)際研究開(kāi)發(fā)中，需要特別注意DVI解碼輸出數(shù)據(jù)信號(hào)、A/D轉(zhuǎn)換輸出數(shù)據(jù)信號(hào)的隔離和避免前端通道相互干擾。由于兩組通道的共用，相當(dāng)于延長(zhǎng)了數(shù)字輸出引腳的信號(hào)線(xiàn)長(zhǎng)度，因此對(duì)于長(zhǎng)距離的數(shù)字信號(hào)印制線(xiàn)，有必要在其特征阻抗處將其中斷，以避免數(shù)字信號(hào)的過(guò)沖、欠沖和振鈴，通常情況下在數(shù)據(jù)線(xiàn)上串聯(lián)幾十歐姆的電阻。同時(shí)對(duì)于輸出驅(qū)動(dòng)來(lái)說(shuō)，需要最大限度地減小數(shù)字輸出引腳的容性載荷，但是在信號(hào)布線(xiàn)階段，一般不能精確計(jì)算容性負(fù)載，為方便系統(tǒng)調(diào)試，應(yīng)考慮在數(shù)據(jù)信號(hào)線(xiàn)、行場(chǎng)同步信號(hào)線(xiàn)、時(shí)鐘信號(hào)線(xiàn)到地并聯(lián)電容，根據(jù)PCB材料、信號(hào)長(zhǎng)度不同，電容值一般在幾十pF即可，這樣就可達(dá)到通道負(fù)載平衡、數(shù)據(jù)上升沿、下降沿和相位的一致，減少數(shù)字噪聲干擾和抖動(dòng)。
數(shù)字電視DVI接口性能測(cè)試時(shí)，誤碼率指標(biāo)應(yīng)達(dá)到10-9，即10億bit允許出現(xiàn)一個(gè)誤碼，因此在性能測(cè)試時(shí)必須保證一定的測(cè)試時(shí)間，如 VGA@60Hz，25MHz時(shí)鐘頻率，測(cè)試時(shí)間應(yīng)大于40s，那么1080i@60Hz、74.25MHz像素頻率，測(cè)試時(shí)間應(yīng)大于14s，同時(shí)可通過(guò)主觀觀察圖像1分鐘以上，無(wú)明顯的像素噪聲以判斷接口性能的優(yōu)劣。
DVI接口中有+5V電壓，熱插拔檢測(cè)(HPD)電壓要求從此電壓獲取，HPD有效電平應(yīng)大于2.4V，因此接收設(shè)備的HPD串聯(lián)電阻一般應(yīng)小于 10kΩ。應(yīng)用中接收設(shè)備也可使用此電壓，用于系統(tǒng)供電，但負(fù)載電流不應(yīng)大于50mA，最好小于10mA，以保證HPD電平需要。為保證接口的正常啟動(dòng)，EDID存儲(chǔ)器供電最好也由發(fā)送端+5V產(chǎn)生。
為保證硬件電路設(shè)計(jì)的可行，還必須有軟件的支撐。優(yōu)化的軟件流程是保證DVI接口系統(tǒng)正常工作的關(guān)鍵，DVI接口工作流程如圖3所示。
對(duì)于DVI接口在數(shù)字電視、平板電視上的應(yīng)用研究，更為關(guān)鍵的是EDID(Extended Display Identification DATA，即擴(kuò)展顯示識(shí)別數(shù)據(jù))編程，HDCP(High-bandwidth Digital Content Protection)功能的實(shí)現(xiàn)。這些對(duì)于數(shù)字電視來(lái)說(shuō)都是全新應(yīng)用，只有EDID和HDCP在數(shù)字電視上實(shí)現(xiàn)后，DVI接口才是真正的數(shù)字電視接口。
 HDMI：HDMI的英文全稱(chēng)是“High Definition Multimedia”，中文的意思是高清晰度多媒體接口。HDMI接口可以提供高達(dá)5Gbps的數(shù)據(jù)傳輸帶寬，可以傳送無(wú)壓縮的音頻信號(hào)及高分辨率視頻信號(hào)。同時(shí)無(wú)需在信號(hào)傳送前進(jìn)行數(shù)/?；蛘吣?數(shù)轉(zhuǎn)換，可以保證最高質(zhì)量的影音信號(hào)傳送。HDMI在針腳上和DVI兼容，只是采用了不同的封裝。與DVI 相比，HDMI可以傳輸數(shù)字音頻信號(hào)，并增加了對(duì)HDCP的支持，同時(shí)提供了更好的DDC可選功能。HDMI支持5Gbps的數(shù)據(jù)傳輸率，最遠(yuǎn)可傳輸15 米，足以應(yīng)付一個(gè)1080p的視頻和一個(gè)8聲道的音頻信號(hào)。而因?yàn)橐粋€(gè)1080p的視頻和一個(gè)8聲道的音頻信號(hào)需求少于4GB/s，因此HDMI還有很大余量。這允許它可以用一個(gè)電纜分別連接DVD播放器，接收器和PRR。此外HDMI支持EDID，DDC2B，因此具有HDMI的設(shè)備具有“即插即用”的特點(diǎn)，信號(hào)源和顯示設(shè)備之間會(huì)自動(dòng)進(jìn)行“協(xié)商”，自動(dòng)選擇最合適的視頻/音頻格式。應(yīng)用HDMI的好處是：只需要一條HDMI線(xiàn)，便可以同時(shí)傳送影音信號(hào)，而不像現(xiàn)在需要多條線(xiàn)材來(lái)連接；同時(shí)，由于無(wú)線(xiàn)進(jìn)行數(shù)/?；蛘吣?數(shù)轉(zhuǎn)換，能取得更高的音頻和視頻傳輸質(zhì)量。對(duì)消費(fèi)者而言，HDMI技術(shù)不僅能提供清晰的畫(huà)質(zhì)，而且由于音頻/視頻采用同一電纜，大大簡(jiǎn)化了家庭影院系統(tǒng)的安裝。2002年的4月，日立、松下、飛利浦、Silicon Image、索尼、湯姆遜、東芝共7家公司成立了HDMI組織開(kāi)始制定新的專(zhuān)用于數(shù)字視頻/音頻傳輸標(biāo)準(zhǔn)。2002年歲末，高清晰數(shù)字多媒體接口 (High-definition Digital Multimedia Interface)HDMI 1.0標(biāo)準(zhǔn)頒布。HDMI在針腳上和DVI兼容，只是采用了不同的封裝。與DVI相比，HDMI可以傳輸數(shù)字音頻信號(hào)，并增加了對(duì)HDCP的支持，同時(shí)提供了更好的DDC可選功能。HDMI支持5Gbps的數(shù)據(jù)傳輸率，最遠(yuǎn)可傳輸15米，足以應(yīng)付一個(gè)1080p的視頻和一個(gè)8聲道的音頻信號(hào)。而因?yàn)橐粋€(gè) 1080p的視頻和一個(gè)8聲道的音頻信號(hào)需求少于4GB/s，因此HDMI還有很大余量。這允許它可以用一個(gè)電纜分別連接DVD播放器，接收器和PRR。此外HDMI支持EDID、DDC2B，因此具有HDMI的設(shè)備具有“即插即用”的特點(diǎn)，信號(hào)源和顯示設(shè)備之間會(huì)自動(dòng)進(jìn)行“協(xié)商”，自動(dòng)選擇最合適的視頻 /音頻格式。 |
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(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(qiáng)、帶寬更大的新型接口DisplayPort就向它發(fā)出了強(qiáng)有力的挑戰(zhàn)……DisplayPort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)部和外部接口)的開(kāi)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(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(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(xiàn)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(xiàn)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(yǔ)音、視頻等低帶寬數(shù)據(jù)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(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(lèi)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(guò)接頭和接線(xiàn)的相關(guān)規(guī)格已為日后升級(jí)做好了準(zhǔn)備，即便未來(lái) DisplayPort采用新的2X速率標(biāo)準(zhǔn)(21.6Gbps)，接頭和接線(xiàn)也不必重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。
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(lái)的，它們都使用了S(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(guò)S電路轉(zhuǎn)換為 S信號(hào)。而采用DisplayPort，數(shù)字信號(hào)可直接輸出，不需要S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S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(xiàn)。而使用DisplayPort后，僅需一條連接線(xiàn)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(huà)中畫(huà)、分屏顯示功能對(duì)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(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(méi)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 #p#page_title#e#
