DisplayPort开始普及就从现在起
本文作者:admin
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2009-02-16 00:00
前言:
人类的天性总是抗拒改变。很少人会认为自己是科技的“先期使用者”,也就是会彻夜扎营排队,只为了在第一时间买到iPhone或是其他新玩意儿的人。相对地,大部分的人都会抗拒这种冲动,会一直等待价格下降,或是所有功能都臻于完善,才会下手购买。然而,一旦我们真的跑去买到了新玩意儿,可能是新的移动电话、PDA或是笔记本电脑,我们通常都会爱不释手,反倒会怪自己为何不早点买。
这样的情况同样会发生在PC连接接口领域中。多年来,消费者必需处理屏幕背后那些累赘的VGA连接器,即使屏幕现在变得比较薄了,情况还是一样。这个问题现在得以解决了,这是显示器的一大进展,而且早就已经出现了─这个解决方案称为DisplayPort。DisplayPort具有取代所有现存接口的潜力,然而产业界却裹足不前。少数的先期使用者已开始使用,而现在该是其他业者加入的时候了。
DisplayPort为视讯电子标准协会(Video Electronics Standards Association, VESA)制定的标准,为一全新的视讯接口,主要是要取代内部低电压差动信号(LVDS)视讯互连,以及VGA和数字视频接口(DVI)外部互连。DisplayPort采用现今通信技术广为使用的封包架构,例如以太网络等,且其实体链接是在1.62Gbps或2.7Gbps运作。DisplayPort可支持高分辨率数字内容保护(HDCP),并传输声音信号,实现真实的多媒体体验。
然而,像DisplayPort这样的新接口,并不会因为它比现有标准提供更高的效能,就会被广为使用。要达到此目标,从线缆供货商、芯片组制造业者、面板业者、PC OEM业者,一直到验证测试中心,整个产业生态系统都必需准备好去支持此新标准,并且获得重量级业者的背书与支持。最初的DisplayPort标准(DisplayPort 1.1) 发表于2006年12月,有足够的时间使其成熟。自其发表之日开始,有许多处于DisplayPort生态系统中的业者已发展出建构DisplayPort技术的扎实环节,从面板、芯片组,以至测试设备。DisplayPort已获得许多业界重要业者,包括IDT、Intel、AMD、Dell、HP、Lenovo、Samsung、LG和其他业者的全力支持。因此,现在正是由其他标准转换至DisplayPort的完美时机。
与其他接口标准的比较
表1提供DisplayPort和其他接口标准在效能、特性及可能节省的成本方面的比较。DisplayPort具有取代这些接口的潜力,并可提供业者长期发展的蓝图规划。
现在正是从VGA和DVI转换为DisplayPort的完美时机。在和其他接口标准进行比较后,可以发现DisplayPort提供诸多好处,且受益者不只是产业,还包括终端消费者。
DisplayPort的优点
关键特性
DisplayPort为一内部和外部链接接口标准,而其他现行标准,例如HDMI、DVI、 LVDS 和TMDS则仅是内部或外部连结标准。很显然地,如果某一连结标准能同时支持内部和外部,对业界而言就是比较有效率的标准,就长期来看,此整合能节省更多的成本。
由于采用封包架构,DisplayPort具有未来可扩充性。相较于旧有及现行视讯接口的传统扫描架构,DisplayPort的封包架构能为视讯接口标准提供更多的弹性,以支持新的特性,例如菊环式链结(daisy chaining)和多屏幕(指定一个用来显示的特定信道或特定地址),以及可以轻松升级以太网络带宽的路径方法。
不同于其他接口标准是由少数大型企业所控制,且已设定各种授权费用,DisplayPort是一毋需授权费用的开放标准。任何企业都可以免费加入VESA,共同参与DisplayPort的成长。对于视讯产业而言,开放的竞争有其正面帮助。
如前文所述,新标准若要普及,整个生态系统都必需做好支持此新标准的准备。就DisplayPort而言,在此价值链中的所有关键业者,从线缆供货商、芯片组业者、 面板业者、PC OEM业者到验证测试中心,都已准备好转换至DisplayPort。
市场区隔
谈及PC市场的显示技术,现阶段用户仅能采用古老的VGA连接器来提供模拟互连,以及独霸的DVI来提供纯数字互连。然而,DisplayPort是可提供纯数字体验的低成本替代方案。
在消费性电子市场中,HDMI是现行主要标准,且其地位应该还会持续一阵子。然而,在此市场中,HDMI将会和DisplayPort并存,特别是大尺寸HDTV现在多具备HDMI和VGA/DVI。随着具备DisplayPort接口的PC开始在PC市场占有一席之地,此现象将变得更为普及。
技术进展
与LVDS相较,DisplayPort可以省下超过一半以上的接脚和电线,且能提供较双LVDS多出25%甚至更多的带宽。相较于DVI,DisplayPort约可减少40%的接脚和电线,并大幅缩小体积。藉由DisplayPort所能提供的带宽,其数据传输速率比起任何其他的显示接口都来得更有效率。
DisplayPort可直接驱动显示屏幕,此有助于外部屏幕能更为轻薄,所以,现在的外接屏幕没有理由不能像笔记本电脑屏幕一般轻薄,这是同样的概念,笔记本电脑显示屏幕本来就是直接驱动的显示屏幕。此显示屏幕不具备影像缩放处理器(scalar processor),其缩放是由PC绘图芯片的绘图引擎所完成。藉由除掉整个缩放控制器板子,外部显示屏幕可以像现在的笔记本电脑屏幕一样轻薄,甚至更薄。
DisplayPort同时也让显示屏幕能加入更具效率的技术。由于DisplayPort以封包为基础,一些像是音讯传送的特性都能被加入,因为次要数据能被储存在封包数据中。这在传统RGB连续性视讯数据串流接口,例如LVDS中是很不容易达到的。
另一个可以轻松实现的可扩充特性,则是透过菊环式状链结,连接来自单一来源的多个屏幕,并显示不同的独立视讯串流的能力。由于DisplayPort提供可扩充的封包式架构,因此这是可以实现的。
DisplayPort在高速SerDes连结中拥有嵌入式频率。此连结能提供展频技术,大幅减少数字显示屏幕的电磁干扰(EMI)。传统标准必需拥有专属的高速频率,且必需使用特别的EMI系统电路才得以符合政府规范。
降低功耗和成本
用于DisplayPort的关键技术之一为SerDes技术。相较于现有的视讯接口技术,此SerDes模拟前端能提供最低功耗、最高的每位数据传输效率。SerDes是现今被广泛使用的知名通信接口协议,此技术存在已久且已臻完善。其原始数据传输能力,以及达成此能力的低功耗,使其成为极理想的传输媒介。经由长期耕耘通信互连市场的业者的发展,此技术已臻于完善。采用SerDes让DisplayPort能以最低功耗提供最高可用带宽。
再者,由于DisplayPort使用高速SerDes技术做为通信媒介,因此相较于支持LVDS和DVI的接口协议,DisplayPort达到同等级带宽所需的接脚数要少得多。藉由减少接脚数和体积,设计者得以降低成本。
旧有接口,例如VGA,设计工程师无法将其和低电压次微米半导体制程整合。VGA仍然需要较高的电压,这让它几乎不可能跟上半导体制程的趋势,朝向90nm、 65nm, 45nm及更微缩制程发展。因为需要额外的电力,所以使用这些较高电压的接口,让整合成为不可能的任务。再者,就LVDS而言,当试着要压榨出RGB连续性数据串流的每一个位时,其带宽限制便成为最大的瓶颈。此解决方案为纯粹的低电压CMOS,这让DisplayPort成为理想的视讯接口。
现有的屏幕架构具有控制板,板上包括昂贵的影像缩放处理器(scalar processor)和周边组件,以及频率控制板。藉由使用DisplayPort和直接驱动的屏幕,全新的纯数字显示屏幕可减少20%的印刷电路板尺寸,以及电子组件的成本。
相较于之前的标准,利用DisplayPort进行通道升级似乎较为可行。HDMI并非PC的数位互连机制。事实上,要支持今日较高的分辨率,屏幕需要比一般具有 225Mhz 像素频率的HDMI 1.3更大的带宽,即便HDMI可达到340Mhz像素频率以支持10Gbps。当遇到有关成本的考虑,以及现有系统面临以高速运作频率的挑战时,DisplayPort便自然而然浮出台面。
DisplayPort以低于旧有VGA或DVI基础屏幕的成本架构,提供纯数字显示效能。LVDS已是昨日的技术,因为DisplaPort能以更低的功耗和更大的带宽,以及更少数目的实体接脚提供更佳的效能。这些理由终将让LVDS成为明日黄花。
结论
变迁无可避免,特别是就科技而言。随着技术的进展和使用者需求的改变,昨日创新的产品很快就落伍了。数字产品的制造者必需跟上消费者需求的改变,或是另辟战场。在显示领域中,今日的消费者希望他们的屏幕能更轻薄并更省电。DisplayPort提供必要的接口技术,让终端消费者能以更低的价格得到他们真正追求的效能。再者,整个产业生态系统已经准备好了,让显示产业能顺利地进行转换。
作者简介
Ji Park为IDT副总裁暨视讯和显示事业群总经理,并拥有达拉斯大学的企管硕士(MBA)及奥斯汀德州大学的电机电子学士(BSEE)学位。