DisplayPort™ 2.0 (简称 DP 2.0),在 2019 年6月VESA正式释出了DP 2.0的规范,其中导入了与以往DP 1.4不同的物理层使带宽提升3倍以外,更导入了 Panel Replay (简称 PR)让产品在高带宽的影音传输下能降低功率的消耗,并且搭载 Display Stream Compression (简称 DSC)让影音传输的能力更加提升。
对于 DP 2.0 产品而言,必须支持 DSC 影像压缩技术,而 DSC 必须在 Source 端和 Sink 端都支持的情况下,DSC 才能启用,如图(1)所示。由于 DSC 在 2019 下半年才制定了完整释出兼容测试规格Compliance Test Specification (CTS),所以对于 DP 2.0 产品可以更完整导入 DSC 技术的使用。DSC 影像压缩技术,是可以透过较低的带宽来满足高分辨率的需求,透过压缩影像,来降低频需求宽,而不影响视觉的感受,在影像压缩的过程中也不会导致影像延迟。
另外,DP 2.0 还导入了另一项主要的功能,Panel Replay (PR),此功能主要能够在高带宽 DP 影像传输时降低功率消耗,供货商能够决定是否要支持此功能,Panel Replay (PR)是根据早期的 Panel Self Refresh (PSR)技术的延伸,以往 PSR 只用于eDP的接口上,PR和PSR一样都是一种自我更新机制,可以透过DP Sink内部的Remote Frame Buffer (RFB)来存取影像,此时 Source 就可以停止讯号的传输,让 DP Sink 可以做自我更新,以达到Source端省电的功能,特别在 DP 2.0 支持高分辨率所需要的功率消耗是很重要的,此功能主要会用于移动式装置如笔记本电脑。由于功率的消耗及电量对于移动式装置格外重要,此时 PR 的功能对于此类型设备更加重要。
在 DP 2.0 中,影像实际的显示能力,可以透过下表来了解,在 DP 1.4 规格中透过影像压缩技术,最高可以支持到 8K (7680x4320)分辨率与 60Hz 的更新率,而 DP 2.0 透过影像压缩技术后,可以支持到16K(15360x8460)分辨率与 60Hz 的更新率,如表(1)所示。
表(1)由于 DP 2.0 有足够的带宽可以使用,因此也兼容 USB-C 接口中 DP alt mode 输出模式,当 DP 使用 USB-C的接口时,可以透 Power Devilry (PD)的沟通,同时使用 2 Lanes DP 和 1 Lane USB 3.2 的传输,此时对于 AR/VR 的装置更有发展的空间。
DP 2.0 导入了新的物理层,使用 128b/132b 的编码方式来提升带宽的使用效率,但在 DP 1.4 的规格中是使用8b/10b 的编码方式,但 DP 2.0 延续了DP 1.4 版本的设计,能够兼容 DP 1.4 的产品,所以架构中就会同时包含 8b/10b 的编码为DP 1.4使用和128b/132b的编码为 DP 2.0 使用。另外DSC 技术的导入,其架构如图(2)所示:
图(2)当 Source 端传送Video Stream时,会先透过DSC编码后,再由Aux channel判断当下所需的传输方式,之后会进行 High-Bandwidth Digital Content Protection (简称 HDCP),将影音信息进行加密,最后再透过 128b/132 的编码传输影音讯号到 Sink 端。Sink 端也是用同样的方式,做反向的译码,影音数据可以正确输出在 Sink 上。由于传输速度可以达到每条信道 20Gbps,针对均衡器(Equalizer)做了修正,以弥补高带宽传输时的讯号失真,在 DP 2.0 Transmitter 均衡器是使用 De-emphasis Level 及 Pre-shoot,Receiver 端使用 Continuous Time Linear Equalization(简 称 CTLE)及 Decision Feedback Equalization(DFE)改善讯号从 Source 到 Sink 的失真,以确保影音数据能完整传送至Sink 端,如图(3)所示。
图(3)DP 2.0 规格中的传输速率称为 Ultra High Bit Rate(简称 UHBR),分别有三种传输速率,10Gbps(UHBR10)、13.5Gbps (UHBR13.5)、20Gbps (UHBR20),其中 10Gbps 是必须要支持的,而 13.5Gbps 和 20Gbps 是可选的,可由厂商决定是否要支持。而 VESA 也针对这三种速率定义的可使用的线缆类型,如表(2):
表(2)由于 DP 2.0 的高带宽传输速率,目前 DP8K 及 USB-C Gen1 线缆只能支援 UHBR10,而 UHBR13.5 及 UHBR20 只能支持本身带线的产品,如 docking、dongle,如下图(4)所示,或是使用 0.8 公尺的 Thunderbolt 3 线缆。因为此限制,就会显得 DSC 技术更加重要,并且 VESA 也在积极制定标准 DP 的主动式线缆的测试规范,去扩展 DP 2.0 的使用范围,以达到市场及消费者的需求。
链结层在 DP 2.0 也扩展了 Aux 通道的使用,为了提升兼容性,在 DisplayPort Configuration Data(简称 DPCD) 增加属于 UHBRx 的缓存器地址,而 DPCD 只导入于 Sink 端,其地址用来做为 DP 2.0 的 Link Training,Link Training 主要用来设定及管理当下传输影音数据的条件,透过 Link Training 可以设定产品的传输方式及传输通道的数量,另外可以决定要使用的 EQ 参数,以确保讯号是用最佳的状况进行传输,避免影像失真。
DisplayPort™ 2.0 (简称 DP 2.0),在 2019 年6月VESA正式释出了DP 2.0的规范,其中导入了与以往DP 1.4不同的物理层使带宽提升3倍以外,更导入了 Panel Replay (简称 PR)让产品在高带宽的影音传输下能降低功率的消耗,并且搭载 Display Stream Compression (简称 DSC)让影音传输的能力更加提升。
对于 DP 2.0 产品而言,必须支持 DSC 影像压缩技术,而 DSC 必须在 Source 端和 Sink 端都支持的情况下,DSC 才能启用,如图(1)所示。由于 DSC 在 2019 下半年才制定了完整释出兼容测试规格Compliance Test Specification (CTS),所以对于 DP 2.0 产品可以更完整导入 DSC 技术的使用。DSC 影像压缩技术,是可以透过较低的带宽来满足高分辨率的需求,透过压缩影像,来降低频需求宽,而不影响视觉的感受,在影像压缩的过程中也不会导致影像延迟。
另外,DP 2.0 还导入了另一项主要的功能,Panel Replay (PR),此功能主要能够在高带宽 DP 影像传输时降低功率消耗,供货商能够决定是否要支持此功能,Panel Replay (PR)是根据早期的 Panel Self Refresh (PSR)技术的延伸,以往 PSR 只用于eDP的接口上,PR和PSR一样都是一种自我更新机制,可以透过DP Sink内部的Remote Frame Buffer (RFB)来存取影像,此时 Source 就可以停止讯号的传输,让 DP Sink 可以做自我更新,以达到Source端省电的功能,特别在 DP 2.0 支持高分辨率所需要的功率消耗是很重要的,此功能主要会用于移动式装置如笔记本电脑。由于功率的消耗及电量对于移动式装置格外重要,此时 PR 的功能对于此类型设备更加重要。
在 DP 2.0 中,影像实际的显示能力,可以透过下表来了解,在 DP 1.4 规格中透过影像压缩技术,最高可以支持到 8K (7680x4320)分辨率与 60Hz 的更新率,而 DP 2.0 透过影像压缩技术后,可以支持到16K(15360x8460)分辨率与 60Hz 的更新率,如表(1)所示。
表(1)由于 DP 2.0 有足够的带宽可以使用,因此也兼容 USB-C 接口中 DP alt mode 输出模式,当 DP 使用 USB-C的接口时,可以透 Power Devilry (PD)的沟通,同时使用 2 Lanes DP 和 1 Lane USB 3.2 的传输,此时对于 AR/VR 的装置更有发展的空间。
DP 2.0 导入了新的物理层,使用 128b/132b 的编码方式来提升带宽的使用效率,但在 DP 1.4 的规格中是使用8b/10b 的编码方式,但 DP 2.0 延续了DP 1.4 版本的设计,能够兼容 DP 1.4 的产品,所以架构中就会同时包含 8b/10b 的编码为DP 1.4使用和128b/132b的编码为 DP 2.0 使用。另外DSC 技术的导入,其架构如图(2)所示:
图(2)当 Source 端传送Video Stream时,会先透过DSC编码后,再由Aux channel判断当下所需的传输方式,之后会进行 High-Bandwidth Digital Content Protection (简称 HDCP),将影音信息进行加密,最后再透过 128b/132 的编码传输影音讯号到 Sink 端。Sink 端也是用同样的方式,做反向的译码,影音数据可以正确输出在 Sink 上。由于传输速度可以达到每条信道 20Gbps,针对均衡器(Equalizer)做了修正,以弥补高带宽传输时的讯号失真,在 DP 2.0 Transmitter 均衡器是使用 De-emphasis Level 及 Pre-shoot,Receiver 端使用 Continuous Time Linear Equalization(简 称 CTLE)及 Decision Feedback Equalization(DFE)改善讯号从 Source 到 Sink 的失真,以确保影音数据能完整传送至Sink 端,如图(3)所示。
图(3)DP 2.0 规格中的传输速率称为 Ultra High Bit Rate(简称 UHBR),分别有三种传输速率,10Gbps(UHBR10)、13.5Gbps (UHBR13.5)、20Gbps (UHBR20),其中 10Gbps 是必须要支持的,而 13.5Gbps 和 20Gbps 是可选的,可由厂商决定是否要支持。而 VESA 也针对这三种速率定义的可使用的线缆类型,如表(2):
表(2)由于 DP 2.0 的高带宽传输速率,目前 DP8K 及 USB-C Gen1 线缆只能支援 UHBR10,而 UHBR13.5 及 UHBR20 只能支持本身带线的产品,如 docking、dongle,如下图(4)所示,或是使用 0.8 公尺的 Thunderbolt 3 线缆。因为此限制,就会显得 DSC 技术更加重要,并且 VESA 也在积极制定标准 DP 的主动式线缆的测试规范,去扩展 DP 2.0 的使用范围,以达到市场及消费者的需求。
链结层在 DP 2.0 也扩展了 Aux 通道的使用,为了提升兼容性,在 DisplayPort Configuration Data(简称 DPCD) 增加属于 UHBRx 的缓存器地址,而 DPCD 只导入于 Sink 端,其地址用来做为 DP 2.0 的 Link Training,Link Training 主要用来设定及管理当下传输影音数据的条件,透过 Link Training 可以设定产品的传输方式及传输通道的数量,另外可以决定要使用的 EQ 参数,以确保讯号是用最佳的状况进行传输,避免影像失真。
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