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DisplayPort技术简介及物理层测试方案-李凯.pdf

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DisplayPort技术简介及物理层测试方案 －李凯 随着人们对于显示质量要求的逐步提升，对于显示设备的分辨率、色彩、刷新率都提出 了更高的要求，相应地也要求显示接口具有更高带宽的数据传输能力。传统的VGA接口由于 采用模拟传输的方式，当年是为了适应CRT显示器的需要，传输带宽有限，而且传输距离和 传输质量都不是很理想。随着大屏幕液晶显示器越来越普及，相应的显示接口方案也逐渐从 模拟接口过渡到数字接口。 最早得到普及的数字显示接口是DVI，但是由于DVI的数据速率只到1.65Gbps，提升空间 有限，而且DVI不支持数字音频信号的传输，所以DVI目前逐渐在被基于DVI技术的HDMI取代。 HDMI目前1.3版本支持的数据速率最高到3.4Gbps，采用TMDS（传输最小差分信号）信号传 输，可以同时传输视频和音频数据，目前在消费电子领域已经逐渐普及。 另一种非常有潜力的数字显示接口方案就是DisplayPort，DisplayPort以其开放的标准 和先进的技术而得到众多PC和显示设备厂家的看好。DisplayPort的发起组织是VESA， Genesis、Intel、AMD、Analogix、HP、Dell包括Agilent等都积极参与了标准的制定，其 主要优势在于非常高的数据速率、方便的连接、完善的内容保护及基于包交换的数据传输方 式。例如DisplayPort可以在4条链路上同时传输1.62Gbps或2.7Gbps的高速视频数据，还提 供AuxChannel用于链路控制和音频数据的传输。DisplayPort采用类似PCI－Express的物理 层方案，数据编码使用ANSI的8b/10b编码，时钟内嵌在数据流中，链路宽度可以选择1、2 或4，发送和接收间采用AC耦合，因此在提高数据速率的同时简化了电路设计和提高了灵活 性。 2008年1月，VESA协会发布了DisplayPort的1.1a规范，DisplayPort也进入了高速发展 的阶段。 DisplayPort的设备分类 如下图所示，DisplayPort设备主要有3大类：源设备（Source）是产生信号的，如 Desktop、Notebook、DVD等；接收设备（Sink）是接收信号并显示图像的，如显示器、电 视等；中间的是连接介质（Media），如cable。因此，对于DisplayPort的测试项目也根据 被测设备的不同分为3大类：Source测试、Sink测试、Cable测试。 DisplayPort的信号路径分为主信号通路（MainLink）和辅助信号通路（AuxChannel） 两种：MainLink主要用于传输高速视频和音频数据，由4对单向的高速差分线构成，信号 速率为1.62Gbps或2.7Gbps，采用ANSI8b/10b编码；AuxChannel用于传输链路控制信号， 由1对双向差分线构成，工作在半双工模式，信号传输速率1Mbps，采用曼彻斯特编码。此 外，DisplayPort接口还可以有热插拔检测（HotPlugDetect）信号和供电管脚，供电管 脚可以给一些功耗不高的Sink设备提供不小于1.5W的能量。 DisplayPort的技术特点 DP的物理层和PCI-E非常类似，或者说就是直接从PCI-E借鉴过来稍做修改。传统的 主板芯片组厂家对北桥芯片稍做修改就能支持DisplayPort，不用象VGA那样要增加高速DAC 芯片或象HDMI那样要增加一片HDMI接口芯片，成本方面非常有吸引力，因此PC界的大佬 们如Intel、AMD、DELL等都对DP青睐有加。我们目前看到的市场情况也是DP技术首先在 PC行业得到应用。以下是DP实现方法的一个例子。 DisplayPort技术当时提出的目的是“在于提供一个能够广泛适用的接口，包括外部 （“boxtobox”，设备对设备）和内部（如笔记本电脑面板接口）连接”。因此其目的不 局限与如上所说的外部连接方式，其还有一个目的就是取代目前笔记本电脑内部显示屏和主 机间的LVDS的连接方式。由于目前笔记本电脑内部得LVDS信号速率普遍在945Mbps，而DP 速率可以到2.7Gbps，所以相同带宽的传输采用DP技术能够使用更少的电缆。 DisplayPort的未来 DP由于借鉴的是PCI-E的物理层，而目前PCI-E2代的数据速率已经到5Gbps，所以理 论上DP采用更高速率应该不是难事。 由于DP采用的是包交换的结构，如果带宽足够的话一个DP连接上还可以携带多台显示 器的数据，所以从理论上说DP还可以实现多显示器和显示设备的级连，下面是未来DP应用 的一个例子。 目前DP技术首先在PC行业应用，以后会逐渐渗透到消费电子领域，而HDMI目前在消 费电子和PC行业都有应用，DP的