HDMI和DisplayPort兩種接口技術(shù)分析

　當(dāng)前主要的顯示接口技術(shù)

　　在嵌入式系統(tǒng)中，例如筆記本電腦或電視的液晶顯示器，基本上是利用低壓差分信號(hào)(LVDS)來(lái)連接顯示驅(qū)動(dòng)器。而目前在個(gè)人電腦外接監(jiān)視器方面，則使用傳統(tǒng)的VGA接口與PC連接。有些高級(jí)監(jiān)視器也配備數(shù)字視頻接口(DVI)，以便連接高端PC。對(duì)于連接攝像機(jī)或錄像機(jī)，電視機(jī)使用模擬復(fù)合視頻信號(hào);而對(duì)于來(lái)自DVD播放器的標(biāo)清逐行掃描內(nèi)容則采用模擬分量視頻信號(hào)。同時(shí)，高清電視也逐漸轉(zhuǎn)為高清多媒體接口(HDMI)，以便增加音頻傳輸以及內(nèi)容保護(hù)的功能。

　　VGA與LVDS接口

　　VGA接口的能力有限，無(wú)法支持高分辨率、色度、更缺乏用戶要求的對(duì)高清內(nèi)容進(jìn)行保護(hù)的功能。LVDS技術(shù)只能用于短距離，且有時(shí)間限制，并需要增加針腳把排線加寬才可以支持高分辨率與色度的傳送。最新的筆記本電腦有內(nèi)建的音頻與多媒體功能，通過(guò)面板的連接線，足以與LVDS的功能相比。

　　DVI接口

　　DVI(Digital Visual Interface)接口的傳輸速度高達(dá)8Gbps，最初是應(yīng)用在計(jì)算機(jī)顯示系統(tǒng)，再發(fā)展成適用于傳輸無(wú)壓縮、高清晰度的視頻信號(hào)，近年推出的投影機(jī)、等離子及LCD顯示屏均設(shè)有這個(gè)視頻輸出系統(tǒng)。它的缺點(diǎn)是連線長(zhǎng)度不能超過(guò)8米，否則就會(huì)越影響畫(huà)質(zhì)。DVI的技術(shù)也有限制，DVI 1.0的規(guī)格基本上已經(jīng)不再研發(fā)，不容易更新以支持更快的時(shí)鐘速度、色度、連接類型，以及更新的功能。DVI與VGA讓平面顯示器更為復(fù)雜，因?yàn)樾盘?hào)必須在內(nèi)部轉(zhuǎn)換成LVDS，從而就增加了監(jiān)視器的線路與成本。除此之外，DVI目前采用的3.3V工作電壓，也妨礙了下一代PC中低電壓芯片的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。

　　HDMI接口

　　圖1 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(guò)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)：

　　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。

　　HDMI規(guī)格的連接器采用單線連接，并且沒(méi)有長(zhǎng)度限制，取代了產(chǎn)品背后的復(fù)雜的線纜。

　　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(kāi)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(lái)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(wú)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(huà)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(wú)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(wú)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18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：

　　完全的數(shù)字信號(hào)接口，無(wú)壓縮，從信號(hào)源直接輸出的直接數(shù)字圖象及音頻。

　　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。

　　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。

　　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。