平板顯示接口知識(shí)大解析

圖1：VGA接口 本文引用地址：http://2s4d.com/article/201706/352225.htm

圖2：HDMI接口及連接電纜

HDMI(High Definition Multimedia Interface，高清晰度多媒體接口)是首個(gè)也是業(yè)界唯一支持的不壓縮全數(shù)字的音頻/視頻接口。HDMI通過在單線纜中傳輸高清晰、全數(shù)字的音頻和視頻內(nèi)容，極大簡(jiǎn)化了布線，為消費(fèi)者提供最高質(zhì)量的家庭影院體驗(yàn)。

HDMI接口的優(yōu)點(diǎn)：

1. HDMI規(guī)格的接口在保持高品質(zhì)的情況下能夠以數(shù)碼的形式傳輸未經(jīng)壓縮的高分辨率視頻和多聲道音頻的數(shù)據(jù)。 其卓越性能超越了以往所有的產(chǎn)品。
2. HDMI規(guī)格的連接器采用單線連接，并且沒有長(zhǎng)度限制，取代了產(chǎn)品背后的復(fù)雜的線纜。
3. HDMI規(guī)格可搭配寬帶數(shù)字內(nèi)容保護(hù)(HDCP)，以防止具有著作權(quán)的影音內(nèi)容遭到未經(jīng)授權(quán)的復(fù)制。

HDMI接口的發(fā)展歷史

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組織開始制定新的專用于數(shù)字視頻/音頻傳輸標(biāo)準(zhǔn)。Digital Content Protection, LLC (Intel的子公司)為HDMI提供高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護(hù)(HDCP)。 另外, 主要的動(dòng)態(tài)圖像制造商比如Fox, Universal, Warner Bros., 和Disney, 系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商DirecTV和EchoStar (Dish Network)以及CableLabs和Samsung等都支持HDMI.

2002年底，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)(一個(gè)1080p的視頻和一個(gè)8聲道的音頻信號(hào)需求少于4GB/s)并有很大余量。這允許它可以用一根電纜分別連接DVD播放器，接收器和PVR。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。

在HDMI LLC公布的HDMI的1.2版能更好地兼容PC系統(tǒng)，它增加了若干條非常重要的改進(jìn)，以方便PC連接和數(shù)字音頻流(SACD等)的傳輸。

于2006年6月公布的HDMI 1.3標(biāo)準(zhǔn)包括以下的新功能：

更快的速度： HDMI 1.3 將其單鏈接帶寬由165MHz(4.95Gbps)提高到340MHz(10.2 Gbps)以支持未來高清晰顯示設(shè)備的需要，例如更高的分辨率、深色和高幀率。

深色： HDMI 1.3 支持 30 位、36 位和 48 位(RGB 或 YCbCr)的色深，之前 HDMI 版本的色深最高為 24 位。

色空間更寬： HDMI 1.3 去除了所有色彩選擇的限制：下一代xvYCC色空間是現(xiàn)有 HDTV信號(hào)色彩的1.8倍；讓HDTV顯示色彩更加精確；使顯示器達(dá)到電影質(zhì)量的自然、逼真的色彩。

新型迷你接口： 隨著小型便攜式設(shè)備，例如HD攝錄一體機(jī)和數(shù)碼相機(jī)需要HDTV的無縫連通性，HDMI 1.3提供新型、更小的波形因數(shù)接口選項(xiàng)。

唇型同步： 因?yàn)橄M(fèi)性電子設(shè)備正在使用不斷提高復(fù)雜性的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，以增強(qiáng)畫面內(nèi)容的清晰度及細(xì)致度，要使用戶設(shè)備中的影音內(nèi)容同步成了一大挑戰(zhàn)，潛在地需要復(fù)雜的終端用戶調(diào)節(jié)。HDMI 1.3 加入了自動(dòng)視頻/音頻同步的功能，使設(shè)備能完全精確且自動(dòng)地執(zhí)行同步。

新型無損音頻格式： 除 HDMI 支持高帶寬的未壓縮數(shù)字音頻和所有現(xiàn)有的壓縮格式(例如 Dolby Digital 和 DTS)的現(xiàn)有性能外，HDMI 1.3 還新增了對(duì)新型、無損壓縮數(shù)字音頻格式 Dolby TrueHD 和 DTS-HD Master Audio的支持。

HDMI技術(shù)細(xì)節(jié)

HDMI視頻格式： HDMI支持RGB信號(hào)、4:4:4采樣的YcbCr信號(hào)及4:2:2采樣的YCbCr.傳輸速率最高的24位/像素。對(duì)于640x480清晰度, R′G′B′通常的采用后數(shù)據(jù)范圍為0-255. 對(duì)于YcbCr及所有其它RGB清晰度，采樣后的數(shù)值范圍為16-235。
HDMI音頻數(shù)據(jù)格式：基于DVD音頻標(biāo)準(zhǔn)，HDMI支持1~8組非壓縮音頻傳輸，音頻支持48,96 or 192kHz等多種采樣率。根據(jù)視頻格式，HDMI可以傳輸不同數(shù)量的采樣率在192KHZ的壓縮音頻。支持最大8個(gè)音頻通道。

HDMI接口的特性：

1. 完全的數(shù)字信號(hào)接口，無壓縮，從信號(hào)源直接輸出的直接數(shù)字圖象及音頻。
2. 一根線纜滿足傳輸視音頻信號(hào)的需要，所有的HD信號(hào)及音頻信號(hào)在同一根線纜內(nèi)傳輸，包括5個(gè)視頻分量及多通道音頻。
3. HDMI接口還支持傳輸智能信息如寬高比及信號(hào)格式、控制信息等，為設(shè)備間的智能化控制提供可能。
4. 支持HDTV 1080P及更高清晰度信號(hào)的傳輸及顯示，適應(yīng)HDTV的應(yīng)用。

HDMI連接器

標(biāo)準(zhǔn)的Type A HDMI連接器有19個(gè)針腳，較高分辨率的版本稱為Type B，已經(jīng)被定義，雖然還沒有被廣泛采用。Type B有29個(gè)針腳,允許它去攜帶一個(gè)擴(kuò)展的視頻通道以支持高分辨率的顯示。Type-B被設(shè)計(jì)支持高過1080p的分辨率。

Type A HDMI向后兼容用在目前的計(jì)算機(jī)監(jiān)視器和圖像卡的單一連接的數(shù)字視頻接口(DVI). 這意味著一個(gè)DVI源通過一個(gè)合適的接口卡或電纜可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)HDMI監(jiān)視器,反之亦然,但是HDMI的音頻信號(hào)和遙控特性就不能得到支持了. 另外，不支持HDCP, 視頻質(zhì)量以及分辨率可能由信號(hào)源處被人為地降低以阻止最終用戶觀看尤其是復(fù)制被法律保護(hù)的內(nèi)容。Type B HDMI同樣地向后兼容雙連接的DVI.。

HDMI的應(yīng)用

2004年，消費(fèi)電子行業(yè)開始在DVD播放器、有線電視/衛(wèi)星電視機(jī)頂盒上添加HDMI接口，此外，HDMI接口還開始逐漸出現(xiàn)在數(shù)字電視及LCD/等離子顯示器上，2004年底，HDMI被廣泛采用在電視和顯示器上。

根據(jù)提供HDMI技術(shù)授權(quán)的HDMI Licensing公司的數(shù)據(jù)，截至2006年6月，全球超過 400 家消費(fèi)電子和 PC 產(chǎn)品制造商已采用 HDMI接口。市場(chǎng)調(diào)查機(jī)構(gòu)In-Stat 預(yù)計(jì)2006年會(huì)有6000萬采用HDMI的設(shè)備上市，包括機(jī)頂盒、DVD播放機(jī)和A/V接收器等。從全球來看，DVD拷貝控制協(xié)會(huì)已經(jīng)將具有防拷貝功能的HDMI指定用作CSS保護(hù)內(nèi)容的授權(quán)數(shù)字輸出接口。

盡管HDMI標(biāo)準(zhǔn)不斷獲得業(yè)界認(rèn)可，但目前只是將其作為一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，還沒有計(jì)劃將其向ITU或ISO等國際組織提交使其成為國際標(biāo)準(zhǔn)。 采用HDMI接口的新型設(shè)備不斷增多。除了DVD播放器、機(jī)頂盒、A/V接收器及音頻/視頻監(jiān)視器，HDMI接口還將應(yīng)用于個(gè)人電腦、藍(lán)光驅(qū)動(dòng)器、游戲控制器和便攜電子設(shè)備等。

中國采用HDMI接口的消費(fèi)電子廠商越來越多，康佳、長(zhǎng)虹、創(chuàng)維、TTE、廈華和海信等家電大廠都已經(jīng)采用HDMI作為接口。

于2005年11月21日在深圳HDMI授權(quán)測(cè)試中心和PanelLink Cinema測(cè)試中心，將為中國消費(fèi)電子廠商提供本土化的測(cè)試服務(wù)，極大地簡(jiǎn)化并加速中國消費(fèi)電子廠商HDMI產(chǎn)品投入市場(chǎng)的進(jìn)程。深圳HDMI測(cè)試中心是全球第四家HDMI授權(quán)測(cè)試認(rèn)證中心，其他三處分別位日本大阪(隸屬于日本松下)、法國Caen(隸屬于飛利浦)和美國加州(隸屬于Silicon Image)。此外，Silicon Image將于2006年年中以前在上海新成立一家HDMI測(cè)試中心。


UDI接口

UDI是用于臺(tái)式和筆記本電腦、工作站、PC顯示器的顯示接口標(biāo)準(zhǔn)。這一標(biāo)準(zhǔn)的推出主要是為了取代VGA模擬接口。UDI不但與DVI標(biāo)準(zhǔn)兼容，也計(jì)劃與HDMI標(biāo)準(zhǔn)兼容。

UDI和HDMI/DVI一樣，使用了高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護(hù)(High-bandwidth Digital Content Protection，HDCP)技術(shù)。HDCP是目前針對(duì)播放優(yōu)質(zhì)高清內(nèi)容進(jìn)行內(nèi)容保護(hù)而廣泛采用的技術(shù)。它使得兼容UDI的臺(tái)式和筆記本PC及工作站能夠播放最新的數(shù)字影像。

對(duì)用戶而言，UDI將為主機(jī)和顯示設(shè)備間提供一個(gè)通用的視頻連接，包括臺(tái)式和筆記本PC顯示器、HDTV和投影儀等。對(duì)于PC和顯示器生產(chǎn)商來說，UDI能方便地集成分立和集成的圖像控制，使生產(chǎn)主機(jī)平臺(tái)和LCD的OEM廠商能夠以更低的成本提供更方便的應(yīng)用和更高的帶寬。

推動(dòng)UDI標(biāo)準(zhǔn)的SIG(Special Interest Group)組織的主要成員包括Apple、Intel、LG Electronics、National Semiconductor、Samsung Electronics和Silicon Image。圖形處理芯片制造商N(yùn)VIDIA、半導(dǎo)體制造商THine Electronics以及線纜和連接器生產(chǎn)商FCI、Foxconn Electronics和JAE Electronics等也支持這一標(biāo)準(zhǔn)。

DisplayPort接口

圖3: DisplayPort接頭

視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(VESA)發(fā)布了DisplayPort顯示接口標(biāo)準(zhǔn)的最終版本：DisplayPort 1.0。作為DVI的繼任者，DisplayPort將在傳輸視頻信號(hào)的同時(shí)加入對(duì)高清音頻信號(hào)傳輸?shù)闹С郑瑫r(shí)支持更高的分辨率和刷新率。這種接口可以為PC、監(jiān)視器、顯示面板、投影儀、以及高分辨率內(nèi)容應(yīng)用提供多種不同的連接解決方案。為減少各種設(shè)備的復(fù)雜度，DisplayPort整合了內(nèi)外連接方式，并為交叉領(lǐng)域的應(yīng)用提供了關(guān)鍵的性能支持。此外，還為強(qiáng)化下一代顯示器的特性，如顏色深度、刷新率、分辨率以及其他先進(jìn)應(yīng)用提供了性能上的升級(jí)。

DisplayPort 1.0規(guī)格支持單通道、單向、四線路連接，數(shù)據(jù)傳輸率10.8Gbps，足以傳送未經(jīng)壓縮的視頻和相關(guān)音頻，同時(shí)還支持1Mbps的雙向輔助通道，供設(shè)備控制之用，此外還支持8位和10位顏色。在數(shù)據(jù)傳輸上，DisplayPort使用了“micro-packetised”格式。

與消費(fèi)電子領(lǐng)域內(nèi)的HDCP類似，DisplayPort也可以通過128位AES加密實(shí)現(xiàn)對(duì)HD視頻數(shù)據(jù)的拷貝保護(hù)。

DisplayPort的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

以功能來說，DisplayPort 所提供的是前瞻性的驅(qū)動(dòng)信道，可擴(kuò)充為1~4條連接線路，并使用微型封裝架構(gòu)，支持各種色度、刷新率、以及顯示分辨率。其所定義的雙向回路，能夠讓微型封裝架構(gòu)具有靈活的傳輸控制與狀況信息顯示。這種微型封裝架構(gòu)，對(duì)增加內(nèi)容種類與相關(guān)應(yīng)用具有良好的擴(kuò)展能力，而不會(huì)受限于使用光柵掃描的數(shù)據(jù)。DisplayPort的配置當(dāng)中，也含有機(jī)械規(guī)格，用來規(guī)范一種簡(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)線纜連接更為牢固。這種連接器共有四條前向通道，以最佳方式連接超薄型筆記本電腦，圖形卡上最多可以帶有4個(gè)連接器。此外，在機(jī)械規(guī)格部分，還定義了標(biāo)準(zhǔn)的面板連接器，作為內(nèi)部連接。

DisplayPort其它重要技術(shù)特色包括:

1. 提供高帶寬前向傳輸連接通道，以及雙向輔助通道能力(可達(dá)1 Mbps，最大緩沖為200ms)。
2. 提供應(yīng)用支持功能，最高可達(dá)10Gbps單向連接通道處理能力，從而可滿足計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)期需求，支持大于QXGA 分辨率以及超過24位的顏色深度。
3. 支持不同色度的傳輸(分別為6、8、10、12、16 位)。
4. 現(xiàn)有VESA以及CEA標(biāo)準(zhǔn)均可適用。
5. 連接DisplayPort器件時(shí)，可兼容以前的傳輸系統(tǒng)(如 DVI、 VGA、以及 LVDS)。
6. 支持熱插拔、插頭拔出顯示以及連接狀態(tài)失敗監(jiān)測(cè)功能。
7. 通過3米的線纜，以直接驅(qū)動(dòng)方式支持全帶寬信息傳輸。通過15米的線纜，以直接驅(qū)動(dòng)方式支持壓縮帶寬傳輸。DisplayPort 通過15米長(zhǎng)的線纜，在4通道24bpp和50/60 Hz下，可支持1080p的最低分辨率。

DisplayPort與現(xiàn)有設(shè)備的互通性：

DisplayPort 可與現(xiàn)有接口共存，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)彼此互通：

1. 提供數(shù)字音頻與顯示數(shù)據(jù)同時(shí)播放的可選功能。
2. 支持音視頻數(shù)據(jù)同步顯示，時(shí)差約為±1ms。
3. 為選擇內(nèi)容保護(hù)功能提供架構(gòu)支持。
4. 支持CEA-861-B高質(zhì)量無壓縮音視頻內(nèi)容，以及CEA-931-B對(duì)接收設(shè)備和源設(shè)備之間的遙控傳輸要求。
5. 支持各類音頻格式、音頻編碼、采樣頻率、采樣精度、以及音頻通道組合等。可支持最多達(dá)八個(gè)通道、192 kHz，24位采樣精度的LPCM編碼音頻。
6. 根據(jù)不同顯示比例與分辨率、支持各種影像格式，同時(shí)根據(jù)VESADMT和CVT時(shí)序標(biāo)準(zhǔn)支持各種更新組合(refresh combinations)。
7. 只要接通電源，即使只有微弱的直流電流，也能支持EDID的顯示。
8. 如果監(jiān)視器帶有顯示控制器，則可支持DDC/CI 以及MCCS 的傳輸指令。
9. 支持RGB、YCbCr. 4:2:2和YCbCr 4:4:4等針對(duì)消費(fèi)電子的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

DisplayPort的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

DisplayPort 通過定義電子協(xié)議規(guī)格，可輕易應(yīng)用于面板時(shí)序控制器、圖形處理器、媒體處理器、以及顯示控制器等，滿足多種領(lǐng)域的不同關(guān)鍵需求。其優(yōu)勢(shì)主要包括：

1. 不論內(nèi)外顯示連接，都可以使用共同的信號(hào)方式，從而簡(jiǎn)化了設(shè)備的復(fù)雜度并可促進(jìn)量產(chǎn)。大量減少了數(shù)字顯示設(shè)備當(dāng)中的內(nèi)外部連接線。
2. 通過提供可擴(kuò)充架構(gòu)，支持選擇性內(nèi)容保護(hù)功能，符合內(nèi)容提供商的保護(hù)需求，為形成經(jīng)濟(jì)效益提供了可能。
3. 提升了選擇性高質(zhì)量數(shù)字音頻內(nèi)容的傳送能力。
4. 加強(qiáng)了高級(jí)芯片的整合與創(chuàng)新設(shè)計(jì)，使顯示設(shè)備化繁為簡(jiǎn)，并使數(shù)字接口作為計(jì)算機(jī)架構(gòu)向低耗電轉(zhuǎn)型的器件得以量產(chǎn)。這種DisplayPort的功能整合，包括了圖形或顯示卡傳輸設(shè)備的功能整合、以及面板時(shí)序控制器的接收功能整合。
5. 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的性能考慮，使用更少的電線提供了更高的頻寬。
6. 提供了性能擴(kuò)充，以支持各類不同的線路和工作頻率的升級(jí)。
7. 適用于嵌入式時(shí)鐘架構(gòu)，以減少EMI和物理連線數(shù)量。
8. 提供小型外接連接器，并允許把四個(gè)連接器插入標(biāo)準(zhǔn)的PCI卡插槽。

DisplayPort接口支持廠商

目前支持DisplayPort技術(shù)的廠商主要有ATI Technologies、Dell、Intel、 LG、Lenovo、National Semiconductor、Genesis Microchip、HP和Molex Incorporated、NVIDIA、Philips Electronics、Samsung Electronics和Tyco Electronics。

開放的DisplayPort標(biāo)準(zhǔn)可以給消費(fèi)者帶來不再受應(yīng)用領(lǐng)域和性能局限的創(chuàng)新產(chǎn)品，Genesis Microchip將推出包含DisplayPort接口的產(chǎn)品以領(lǐng)導(dǎo)市場(chǎng)。Molex也宣布開發(fā)符合DisplayPort 1.0標(biāo)準(zhǔn)所有需求的外部DisplayPort互連系統(tǒng)，以支持更高的音頻和顯示分辨率。0.50mm間距的SMT連接器系統(tǒng)采用金屬屏蔽以提供全面的EMI/RFI保護(hù)。這種連接器比DVI連接器小許多，卻能提供更高的性能。和連接器一樣，3m(短)和15m(長(zhǎng))兩種規(guī)格的線纜裝置也將在2006年第三季度上市。