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DisplayPort HDMI 接口
要点
.VESA（视频电子标准协会）于2007年4月完成了DisplayPort数字视频I/O规范，今年，芯片已出现在PC、LCD显示器和电缆组件，以及某些主板和图形卡中。
.采用DisplayPort的产品包括联想公司的ThinkPad、惠普公司的DreamColor LCD显示器、AMD公司的一些Ati图形卡、AMD公司的780G芯片组，以及英特尔公司针对Centrino 2的45 Express芯片组。
HDMI（高清晰多媒体接口）标准的采纳者已超过800家，2007年有HDMI功能的设备交货量达1.92亿台。
半导体分析家们对DisplayPort向PC系统市场的渗透能力持相对乐观态度，但它是否也能在CE（消费电子）设备市场留下自己的印记，尚有待观察。
DisplayPort芯片开始出现在PC、LCD显示器和图形卡上。但至少还需要五年时间，它才能价跌量升至能挑战消费电子产品中的HDMI。
DisplayPort支持者宣称这种数字视频I/O标准是无专利金、可缩放、可扩展的开放标准接口，它减少了连接器占用的面积和杂乱的电缆、降低了功耗与成本、消除了对某些电路的需求，并且统一了连接到家庭网络上的设备接口。VESA（视频电子标准协会）于2006年发布DisplayPort，去年批准了DisplayPort1.1a版。其芯片开始出现在PC、LCD显示器、电缆组件以及一些主板与图形卡上。PC制造商开发DisplayPort的最初目的是为了满足计算界的兴趣，替代PC和LCD显示器以及CE（消费电子）设备相互间的外接模拟VGA（视频图形阵列）接口，但也面向可在大多数CE系统上见到的外接DVI（数字视觉接口）连接器。它甚至声称能替代PC和CE设备中电路板与显示器之间的内置LVDS（低压差分信令）链接。
然而，在过去几年里，当VESA在讨论标准并做DisplayPort芯片与系统的运行与认证时，制造商则开始为只能外接使用的老式HDMI（高清晰多媒体接口）数字视频接口标准交付批量芯片。HDMI的设计者打算用它替代DVI，并且它继承了DVI传统的光栅扫描CRT架构。虽然HDMI接口有每年5000到10000美元的费用，以及单台设备4美分的专利金，不过现在已用于数亿台数字电视和其它有数字视频的CE设备，如游戏机、DVD播放机、蓝光播放机和数字机顶盒。也许对DisplayPort支持者更加重要的是HDMI也已开始出现于图形卡、PC和显示器上，使它们能够连接至HDTV（高清晰电视）。
据In-Stat首席分析师BrianO’Rourke称，尽管2008年制造商们只交付了数量有限的带有DisplayPort的产品，但到2012年这个数字将增加到超过6亿件。其中大多数将是PC和PC外设（图1）。O’Rourke表示：“我认为，今后五年内，DisplayPort不会在消费电子领域真正获得显著的市场份额。”在此期间，它将主导PC与PC外设世界，而HDMI将是消费电子业的主导力量。消费电子制造商巨头已经加入了HDMI阵营，并且他们倾向于比较保守。DisplayPort在PC领域的关键是你可以同时摆脱DVI控制器与VGA芯片。2007年，制造商生产的13%台式PC、28%的台式PC显示器、约16%的LCD笔记本电脑显示器以及所有零售市场上的图形卡都带有DVI接口。
HDMI增长如此之快的一个原因是PC显示器与TV机上端口密度的持续增加，持此观点的是iSuppli显示电子高级分析师RandyLawson。多功能PC显示器正越来越普及，通常都有两个端口，并且HDMI正在替代老式的DVI端口。Lawson表示：“有些PC平板显示器制造商特别青睐HDMI，尤其是在美国以外的地区，那里的人们经常将PC显示器用于视频显示。也许令人惊讶，这才是一个真正存在HDMI与DisplayPort之间竞争的场合。”事实上，iSuppli预计，2010年前，HDMI在PC显示器中的采用率超过DisplayPort，而到那时DisplayPort将居于台式与笔记本PC的支配地位。某种程度上，这种情况的出现也源于第一代DisplayPort芯片的较高初始成本。随着更多消费设备（如高清晰摄像机和视频游戏机）的设计者转而支持高清晰视频，HDMI的设备市场也会进一步扩张。
家庭中的数字音频/视频
这场竞争正愈演愈烈，因为数字视频与音频内容的增生与散播正在计算领域和CE领域同时推动产品的开发，另外也包括通信领域，而它们全都聚合在家庭网络上。另外还有高清晰视频与内容保护和DRM（数字版权管理）问题。
HDMI标准现在已是第四代，开发者最初将其设计用于数字电视的外接接口，尤其是HDTV。DisplayPort的开发者则针对计算设备的内、外显示器通用接口，是完全的从头设计。两个标准都是模拟视频信号的数字化，但方式不同（表1）。HDMI设计者是基于串行TMDS（最小过渡差分信令）协议的光栅扫描架构，它通过独立的数据通道发送各个颜色，还有专门的TMDS时钟通道。因此，它总是需要用到全部四个通道。音频信号在水平与垂直显示回扫周期内传输。HDMI还使用了两个附加通道：一个双向辅助控制/状态通道，一个高电平的设备控制通道。至于DRM，现在采用HDCP（大带宽数字内容保护）方法，现在是HDCP1.3。
与之相比，DisplayPort将音频、视频和控制数据组合成为分组数据，类似于数据网络。这种基于分组的架构可以采用1、2或4个数据通道，从而在屏幕分辨率、像素深度、帧速率和附加数据（如音频或DRM信息）上作出权衡。1Mbps的双向辅助通道提供链路管理与设备控制。DisplayPort的嵌入时钟无需外接电路，使已经可缩放的设计更加顺畅，未来设计者更容易增加数据速率。嵌入时钟亦有助于避免LVDS时钟与其它时钟源如射频的频率冲突。
尽管DisplayPort是通过DPCP（DisplayPort内容保护），采用HDCP方法提供内容保护加密协议，但标准并不需要它。PericomSemiconductor的交换与接口产品营销经理AbdullahRaouf说，它在一个HDCP1.3块内有效地加密了DisplayPort数据包和HDMI信号，Raouf也是VESA的DisplayPort工作小组的一名成员。VESA预计，DisplayPort的全部消费应用都将包含内容保护，它需要与DisplayPort不同的规格与许可协议。
DisplayPort工作组主席，同时也是戴尔公司高级技术研究专员的BruceMontag表示：“DisplayPort分组结构的主要优点是电缆中芯线的数量可变。”随着笔记本电脑越来越小，它们的显示分辨率和彩色深度却在增加，设计者还要在笔记本电脑的转轴中穿过天线，增加通信功能，因此减少导线数量就成为一个重要问题。DisplayPort能够实现更薄更小外形的显示器，因此可以用DisplayPort替代LVDS的端到端直驱结构，使信号直接从PC连接到显示器面板。另外，LVDS辅助通道是单向的，而DisplayPort双向通道能够提供更多的功能，如笔记本背光控制。
IDT（集成器件技术公司）数字显示运营副总裁兼总经理JiPark称，直驱显示器去掉了混合器中的定标器，可以从显示器总BOM（物料清单）中节省15%至20%的成本。它也意味着有一个将显示器时序控制器与DisplayPort接收器集成的机会。IDT已在自己的PanelPort时序控制器芯片中实现了这个方案，该芯片面向显示器、笔记本电脑和LCD-HDTV面板。
不过，iSuppli公司的Lawson称，尽管不会替代外接视频接口，DisplayPort仍有可能替代LCD面板内的嵌入式内置多针LVDS接口，这就拥有了该标准向市场渗透的一把开门钥匙，尤其是对笔记本PC和LCDTV。该公司预计，2008到2011年间，移动PC的交货量要超过6亿部，LCDTV超过5.5亿台。
DisplayPort芯片问题
随着工艺尺度的逐步缩小，DisplayPort芯片的集成与实现也先于HDMI。AlanKobayashi是意法半导体公司家庭娱乐与显示部DisplayPort/TV/显示器分部的研发总监，他在GenesisMicrochip公司（近期被意法半导体公司收购）供职期间编写了DisplayPort规格的原始草案。他说：“尽管LVDS获得了业界的广泛接纳，但随着半导体工艺线宽的缩小，它不再是最佳的技术。”对于要处理1920×1200像素分辨率和每种颜色8bit的LVDS，它需要10个高速差分信号线对，即20根线。对于相同的功能，DisplayPort将这一要求降到只有两对，即四根线。LVDS实现需要至少3.3V或2.5V电压，因此在45nm和更小工艺尺度下越来越困难。
由于DisplayPort采用交流耦合，而不是HDMI的直流耦合，因此有更低的电压摆幅，和一种不同的差分终结方法。Pericom公司的Raouf称，HDMI只能在接收机处终结，并将其拉高至3.3V。而DisplayPort则可以在源端与接收端同时终结，并且根据规格它可以永远不超过2V，这有助于降低功耗。随着工艺尺度缩小，HDMI的I/O电压幅度限制越来越成为一种约束因素，它增加了成本和芯片尺寸。DisplayPort的较低电压摆幅亦有助于减少EMI（电磁干扰）。
据VESA的Montag说，所有较新北桥芯片组的集成图形部分中都有DisplayPort发射器，包括图形卡上的独立GPU（图形处理单元）。他说：“较老的GPU采用分立的DisplayPort发射芯片，但对它的需求在缩小。”虽然AnalogixSemiconductor公司和意法半导体公司等供应商将在2008年提供独立的DisplayPort芯片，但In-Stat的O’Rourke表示：“市场正快速转向在北桥中集成DisplayPortIP（知识产权），或独立的图形方案。”
英特尔公司和AMD公司都已宣布，在它们支持最新处理器的芯片组中同时支持DisplayPort和HDMI，它们是英特尔公司支持Centrino2的45Express芯片组，和AMD公司的780G芯片组。DevangSachdev是Nvidia公司技术营销经理和VESA董事会成员，他表示：“我们的下一代独立GPU以及主板GPU都将支持大量连接选项，包括HDMI、DVI、VGA，当然还有DisplayPort。这样能给我们的合作伙伴和客户提供最大的灵活性。”
两个标准，两种市场
HDMI在笔记本计算机与TV和其它CE设备中的现身，意味着HDMI正在快速成为融合性方法。虽然消费者可能会在自己的家庭网络中实现PC与CE设备的融合，但很多制造商仍将两者看作独立的市场。由于HDMI在CE中领先，而DisplayPort在PC中领先，DisplayPort支持者正在讨论共存问题（见附文《互操作与反向兼容问题》）。而在规格开发的早期阶段，讨论曾更加激烈。尤其是一些面向CE市场（特别是大型数字电视OEM）的HDMI芯片供应商认为DisplayPort没有价值。
AnalogDevices公司先进TV部战略营销经理DougBartow曾参与DisplayPort标准的开发，他认为新的消费功能应能将DisplayPort与HDMI区别开来。他说：“我们的观点是，现在DisplayPort中不存在区别于HDMI的消费特性。作为一名工程师，我认为DisplayPort是一种结构良好的显示标准，并且，如果它能早出现3到4年，我们大家都会使用它。但HDMI已先出现，它对DisplayPort有明显的市场先入优势。”AnalogDevices公司为最大20家电视制造商提供DVI、VGA和HDMI芯片。Barstow补充说，虽然该公司已完成了DisplayPort芯片，但发现没有足够的客户需求来支持芯片的发展。
对于能提供数字内容的系统与芯片的需求甚至正在超出传统的家庭网络，至少是在CE这一部分。SiliconImage公司全球营销副总裁DaleZimmerman称：“在数字内容提供方式上已有一个巨大的转变。”该公司协助建立HDMI规范，制造HDMI芯片，并通过其全资拥有的子公司HDMILicensing发放HDMI内核许可。他表示，这种激增有很多原因。尤其是现在存在着多种多样的数字视频内容来源，以及越来越广阔的分配渠道，例如，最新的内容源之一就是手机，拥有此类设备的人数远远超过PC。
CE的市场规模是PC市场的数倍，这里有更多设备种类，也有更多的人拥有它们。继续增加的移动设备可能会使这个市场规模再翻一倍。Zimmerman称：“CE制造商们对其它标准或电视机背后的其它连接器没有兴趣。”SiliconImage公司已宣布针对移动高清晰链接芯片的产品开发，用于PDA（个人数字助理）和手机。但VESA尚未完成用于DisplayPort显示器与手机和其它便携设备外部连接的移动显示数字接口标准。
In-Stat的O’Rourke认为，尽管DisplayPort在CE市场的未来潜能不及PC市场，但在替代多脚数连接器方面还有一些机会，这些连接器用于将数字电视板连接到电视内的面板上。他表示：“这并不意味着这些电视的外面也会有DisplayPort接口。然而，这对DisplayPort来说就是迈出了第一步，成为一个特洛伊木马。如果进入了数字电视，就进入了起居室的中心。”In-Stat预计，到2009年，数字电视将开始采纳DisplayPort为内部的功能，从而会在以后现身为一些外接端口，尤其是在较高端的数字电视机上。然后，DisplayPort端口就能够迁移到其它数字CE产品中，包括蓝光播放机、录像机和机顶盒。
参考文献
1. “DisplayPort2008:TheDVIKillerArrives:ExecutiveSummary,”In-Stat,May,2008,www.in-stat.com/Abstract.asp?ID=161&SKU=IN0804098MI.
2.Lawson,Randy,“HoggingtheSpotlight:HDMIGrowthContinuesinSpiteofDisplayPort,”iSuppli,Q22008,www.isuppli.com/catalog/detail.asp?id=9669.
3. “DisplayPortOverview,”VESA,www.displayport.org/white-papers ... erview_English.pdf.
4. “DisplayPortTechnicalOverview,”VESA,www.displayport.org/whitepapers/ ... verview_English.pdf
附文：互操作与反向兼容问题
为确保采用外置DisplayPort接口的各家供应商之间的设备互操作性，VESA（视频电子标准协会）制定了一个DisplayPort符合性、测试与认证计划。现在你可以通过适配器（也叫dongles），将有DisplayPort功能、并符合多模式DisplayPort的机器连接到新老电视和其它PC或CE（消费电子）设备上（图A）。VESA在2007年公布了《VESADisplayPort互操作性指南》，用于DisplayPort至DVI（数字视频接口）和DisplayPort至HDMI（高清晰多媒体接口）的适配器。VESA正在作其它类型适配器的工作，如DisplayPort至VGA（视频图形阵列），并正在评估实现嵌入式规范认证的需求。
Nvidia公司技术营销经理兼VESA董事会成员DevangSachdev表示：“DisplayPort在设计时已注意了反向兼容问题。VGA与DVI已有大批的装机量，这些接口还将继续存在相当一段时间。这就是DisplayPort要采用适配器，在DisplayPort设备与DVI/HDMI设备之间实现互操作性的原因。”
VESA的DisplayPort工作小组主席，戴尔公司高级技术研究员BruceMontag称，DVI与HDMI适配器包括一个用于电平转换的芯片，但不做从DisplayPort向DVI或HDMI的格式变换。适配器不需要作格式变换的原因是，多模式DisplayPortGPU（图形处理单元，该GPU亦支持DVI/HDMI信号）可检测这些适配卡的存在，并将信号转换为兼容所连接显示器的格式。这种能力是很多系统的关键，如超薄笔记本计算机，它只有足够容纳一种显示连接器的空间，但却要连接多种显示器。
电平转换芯片是从DisplayPort连接器的电源脚上获取电能，现在Percom半导体公司等供应商已出货。Pericom公司的芯片提供一个电气桥接功能，将低摆幅的交流DisplayPort信号转换为HDMI和DVI使用的直流耦合TMDS（最小过渡差分信令）。Pericom公司交换与接口营销经理AbdullahRaouf称，它们还带有一个消除抖动（抖动会随传输速度而增加）的电路。
DisplayPort亦支持比今天DVI或HDMI更长的电缆，源与显示器两端都符合DisplayPort时电缆可长达15m。这种能力在许多用途下很重要，如数字投影机。连接器可锁，以避免自重较大电缆出现脱落情况。虽然DisplayPort工作在5类电缆上，但HDMI需要更贵的2类电缆。不过，一些其它选择（包括带有Gennum公司的ActiveConnect接收芯片的电缆）可以使HDMI或DisplayPort实现100m距离上的最大带宽。
IDT（集成器件技术）公司数字显示运营副总裁兼总经理JiPark表示，HDMI的一个主要缺点是无法通过单根HDMI连接级联多个显示器，这是TMDS协议的缺陷。他说，因此多台显示器就需要多块显示卡。“然而，DisplayPort的可扩展架构使您能为每台显示器分配某个地址或某个通道，因此能通过一个源设备支持多台显示器。”
参考文献
DisplayPortcomplianceprogramoverview.www.displayport.org/compliance-s ... ogram-Overview.htm.
http://article.ednchina.com/Other/200811291152523.htm
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