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(lèi)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(zhuān)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 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： 　　

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。

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T(mén)ype B,，已經(jīng)被定義，雖然還沒(méi)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(guò)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(guò)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(kāi)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(kāi)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(guò) 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(wàn)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(lái)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(méi)有計(jì)劃將其向ITU或ISO等國(guó)際組織提交使其成為國(guó)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(guó)采用HDMI接口的消費(fèi)電子廠商越來(lái)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(guó)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(guó)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(guó)Caen(隸屬于飛利浦)和美國(guó)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(lái)說(shuō),，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NVIDIA,、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2 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(lèi)似,，DisplayPort也可以通過(guò)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(lái)說(shuō)，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(lèi)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(lái)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: 　　

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),。

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(guò)24位的顏色深度,。

支持不同色度的傳輸(分別為6、8,、10,、12、16 位),。

現(xiàn)有VESA以及CEA標(biāo)準(zhǔn)均可適用,。

連接DisplayPort器件時(shí)，可兼容以前的傳輸系統(tǒng)(如 DVI,、 VGA,、以及 LVDS)。

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,。

通過(guò)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(guò)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(guò)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： 　　提供數(shù)字音頻與顯示數(shù)據(jù)同時(shí)播放的可選功能,。

支持音視頻數(shù)據(jù)同步顯示，時(shí)差約為±1ms,。

為選擇內(nèi)容保護(hù)功能提供架構(gòu)支持,。

支持CEA-861-B高質(zhì)量無(wú)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,。

支持各類(lèi)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?？芍С肿疃噙_(dá)八個(gè)通道,、192 kHz，24位采樣精度的LPCM編碼音頻,。

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),。

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,。

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。

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(guò)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： 　　

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。

通過(guò)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,。

提升了選擇性高質(zhì)量數(shù)字音頻內(nèi)容的傳送能力,。

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,。

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,。

提供了性能擴(kuò)充,，以支持各類(lèi)不同的線路和工作頻率的升級(jí)。

適用于嵌入式時(shí)鐘架構(gòu)，以減少EMI和物理連線數(shù)量,。

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。