高清时代未到 接口标准之争HDMI遇强敌

    前面大概介绍了下DisplayPort的主要特点，下面将对DisplayPort的组成结构及性能做个剖析，相信读者看完之后会对DisplayPort有更深入的了解。

    一、组成结构

    我们在前面讲到，DisplayPort的数据传输由主通道和辅助通道组成，此外再加上一条叫做HPD（热插拔检测Hot Plug Detect）的信号线就构成了DisplayPort的数据通道主体。

图10. DisplayPort数据传输通道

    在外观上，外部用的接口共有20个引脚，形状类似于USB和HDMI接头，但是DisplayPort提供了一种可让接头反扣于连接处的牢固设计（见下图中的红圈处），可防止意外冲撞或线材自身重量导致的接头脱落现象。用户可根据自己的需要来决定是否购买带卡勾的DisplayPort线材。

图11. DisplayPort外部接口

    内部用的接口接头引脚数为26，仅有26.3mm宽、1.1mm高，比LVDS接口小30%，但传输率却是LVDS的3.8倍（LVDS的每组线对仅有0.945Gb/s的传输率）。此外，内接DisplayPort允许的线路长度达610mm，这在设计大尺寸HDTV时非常有用。
 

图12. DisplayPort内部接口

    内外部的接口接头之间除了物理特性（即形状、大小、顺序、引脚数量）不同外，其余电气性能完全一致。这有点类似于USB的设计，但不可否认的是，这种设计可以让生产厂商节约很多时间和成本，同时也降低了设计难度。

    1.主连接通道

    DisplayPort的主连接通道可由1，2，4对传输线组成，是单向、高带宽、低延时通道，负责传输音视频内容，可根据信号内容选择主通道所需线对数，每对线称为一个Lane。单个Lane可支持2.7Gb/s（全带宽）或者1.62Gb/s的传输率，所以最高的传输率为2.7Gb/s*4=10.8Gb/s。Lane的传输率是2.7Gb/s还是1.62Gb/s由发送设备和接收设备的容量以及通道的质量（多数情况下指线材）来共同决定。在这种高频宽的支持下，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)、分辨率和画面刷新频率(Rate)都可以自由转换。例如，使用4条lane 10.8Gb/s的传输速率，DisplayPort可以支持最高视频分辨率如下：

    12-bpc YCbCr 4:4:4(36bpp)，1920×1080p@96Hz
    12-bpc YCbCr 4:2:2(24bpp)，1920×1080p@120Hz
    10-bpc RGB(30bpp)，2560×1536@60Hz
    注：bpc——bits per color，bpp——bits per pixel，数字越大代表色彩数越多。

    值得注意的是，每一条lane都是数据线，这意味着DisplayPort没有单独的时钟通道。实际上，DisplayPort在主通道上采用的是ANXI 8B/10B编码，时钟信号是从数据串流中撷取出来的。这个有别于HDMI的特点，大幅降低了DisplayPort产品EMC（电磁兼容）设计难度。（时钟信号会导致EMI（电磁干扰）增大，时钟频率越高，EMI越糟，这点设计过电子产品的工程师都有体会。）同时，由于DisplayPort传输线路采用交流耦合（AC-coupled），允许发送端和接收端具有不同的共模电压，这有什么好处呢？这样我们可以在发送端采用最新工艺如65nm制造的芯片，以拥有更小的尺寸来满足各种便携设备日益缩小的体积，而在接收端（越来越大的显示设备）上采用体积大但成本低下的0.35μm工艺的CMOS芯片。

    2.辅助通道

    DisplayPort的辅助通道AUX channel采用双向、半双工通信的工作方式，由一对差分信号线构成。发送设备为主设备。接收设备为从设备。也用交流耦合的传输方式，传输速率为1MHz。通道数据编码采用Manchester II编码规则。起的作用主要是连接管理和设备控制，比如可用来传递包含接收端性能配置数据的DPCD（DisplayPort Configuration Data）到发送源，也可以让发送源读取到接收端包含显示设备特征的数据EDID（Extended Display Identification Data）。接收端还可以通过HPD信号通报设备连接状态的变化，必要时由辅助通道向源端发出中断请求。此外，无论主连接通道或辅助通道都在传输上有严格的延迟控制，如辅助通道规定从源端发出的信号，必须在500μs内到达接收端并完成接收。这一点相对于HDMI对于信号延迟时间没有明确定义是个进步，举个实际使用的例子：我们在DisplayPort连接的PC上观看一部外挂字幕的电影时，再也不必忍受CPU处理能力低下导致的字幕和对白对不上的尴尬场景了。