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HDMI 與 DisplayPort 雙雄爭(zhēng)霸,誰是視頻接口的終結(jié)者?

中興文檔 2022/12/1 12:34:04 責(zé)編:遠(yuǎn)生

我們?cè)陲@示器上一般會(huì)看到支持 VGA / HDMI / DisplayPort 的標(biāo)識(shí),這些標(biāo)識(shí)其實(shí)是視頻接口的名稱。今天我們來介紹下視頻接口。

視頻接口的分類

視頻接口的主要作用是將視頻信號(hào)輸出到外部設(shè)備,或者將采集的視頻信號(hào)收集起來。五花八門的視頻接口按照視頻信號(hào)類型可以分為模擬接口和數(shù)字接口,常見視頻接口的外觀參見下表。

接口名稱
接口外觀
模擬接口
AV 接口

圖片

BNC 接口

圖片

VGA 接口

圖片

S 端子接口

圖片

數(shù)字接口
DVI-I 接口

圖片

DVI-D 接口

圖片

HDMI 接口

圖片

DisplayPort 接口

圖片

上面的視頻接口,大家用過其中的哪幾種?

視頻接口經(jīng)歷了從模擬視頻接口到數(shù)字視頻接口的過程,模擬視頻接口因?yàn)閿?shù)據(jù)傳輸速率有限,不能滿足傳輸高清視頻的需要,已經(jīng)被數(shù)字視頻接口替代。視頻接口經(jīng)過市場(chǎng)大浪淘沙,大部分視頻接口已經(jīng)被淘汰,當(dāng)前在電子設(shè)備上面比較常見的是 HDMI 接口和 DisplayPort 接口。

那么這兩種接口,孰優(yōu)孰劣,哪種會(huì)在最終的競(jìng)爭(zhēng)中勝出,成為視頻接口最終的贏家,我們不妨從兩者的歷史說起。

視頻接口的歷史

在 HDMI 之前在市場(chǎng)上比較看好的是 DVI(Digital Visual Interface)接口,DVI 是由 Intel、IBM、Silicon Image、HP、Compaq、Fujitsu、NEC 等公司共同組成的數(shù)字顯示工作組(Digital Display Working Group,DDWG)推出的數(shù)字顯示接口標(biāo)準(zhǔn),目的是通過規(guī)范的數(shù)字化傳輸來提高顯示設(shè)備的畫面品質(zhì)。DVI 接口有兩種:

  • DVI-D(Digital,純數(shù)字)接口,只能接收數(shù)字信號(hào),接口上只有 3 排 8 列共 24 個(gè)針腳,其中右上角的一個(gè)針腳為空,其不兼容模擬信號(hào)。

  • DVI-I(Inteface,通用接口,可通過轉(zhuǎn)接頭兼容 VGA 信號(hào))接口,可同時(shí)兼容模擬(其可以通過一個(gè) DVI-I 轉(zhuǎn) VGA 轉(zhuǎn)接頭實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的輸出)和數(shù)字信號(hào),顯卡、液晶顯示器、投影機(jī)曾經(jīng)采用這種接口。

由于 DVI 接口體積大、帶寬有限,2002 年 4 月,日立、松下、飛利浦、Silicon Image、索尼、湯姆遜、東芝 7 家公司聚在一起,成立了 HDMI 高清多媒體接口的組織,從 2002 年 12 月開始不斷發(fā)布 HDMI 的標(biāo)準(zhǔn)。HDMI 接口影音都能傳輸,而且有升級(jí)潛力,但它的問題是需要交 1 萬美元的年費(fèi)才能使用。

另外一家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì) VESA 協(xié)會(huì)不甘示弱,VESA 協(xié)會(huì),即 Video Electronics Standards Association(視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)),它是一個(gè)國(guó)際性、非牟利的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì),由超過 280 個(gè)硬件、軟件、電腦、顯示器及元件制造商組成。VESA 協(xié)會(huì)從 2006 年 5 月開始不斷發(fā)布 DisplayPort (DP )標(biāo)準(zhǔn),免年費(fèi)給大家用。

兩大標(biāo)準(zhǔn)針鋒相對(duì),不斷升級(jí)各自的性能指標(biāo),自此視頻接口領(lǐng)域進(jìn)入了一個(gè)雙雄爭(zhēng)霸的時(shí)代。HDMI 和 DisplayPort 的發(fā)展歷程參見下圖。

基本原理

接下來我們來看下 HDMI 和 DisplayPort 的原理。

HDMI

HDMI 主要由發(fā)射端和接收端構(gòu)成。HDMI 擁有顯示數(shù)據(jù)通道(DDC)、TMDS 和 CEC 三個(gè)通信通道,如圖所示。

DDC 實(shí)現(xiàn)在源端獲得接收端的 E. EDID 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),以了解其能采用的音頻 / 視頻格式。

TMDS 的三個(gè)數(shù)據(jù)通道都可以實(shí)現(xiàn)音 / 視頻信息和輔助信息的發(fā)送和接收。

CEC 通道實(shí)現(xiàn)部分級(jí)別較高的用戶功能,如紅外線遙控等。

HDMI 有 A、B、C、D、E 五個(gè)類型的連接器,A 類是最常見的連接器,管腳如圖所示。

HDMI 管腳定義參見下表。

Pin No定義
1
TDMS Data2+
2
TDMS Data2 Shield
3
TDMS Data2-
4
TDMS Data1+
5
TDMS Data1 Shield
6
TDMS Data1-
7
TDMS Data0+
8
TDMS Data0 Shield
9
TDMS Data0-
10
TDMS Clock+
11
TDMS Clock Shield
12
TDMS Clock-
13
CEC
14
Reserved (N.C. on device)
15
SCL
16
SDA
17
DDC/CEC Ground
18
+5V
19
Hot Plug Detect

DisplayPort

DisplayPort 的通道由主鏈路、輔助通道和熱插拔檢測(cè)信號(hào)線組成,如圖所示。

主鏈路是單向、高帶寬、低延遲的通道,用于傳輸高速數(shù)據(jù),如無壓縮視頻或音頻的同步數(shù)據(jù)流。

輔助通道是半雙工雙向通道,用于鏈路管理和設(shè)備控制。

熱插拔檢測(cè)信號(hào)線信號(hào)線被發(fā)送端設(shè)備用來檢測(cè)接收端設(shè)備熱插拔狀態(tài),以及接收端設(shè)備向發(fā)送端設(shè)備發(fā)送中斷請(qǐng)求等。

DisplayPort 的管腳如圖所示。

DisplayPort 信號(hào)源端管腳定義參見下表。

Pin No定義
1
ML_Lane 0 +
2
GND
3
ML_Lane 0 -
4
ML_Lane 1 +
5
GND
6
ML_Lane 1 -
7
ML_Lane 2 +
8
GND
9
ML_Lane 2 -
10
ML_Lane 3 +
11
GND
12
ML_Lane 3 -
13
CONFIG1
14
CONFIG2
15
AUX CH+
16
GND
17
AUX CH-
18
Hot Plug
19
Return DP Power
20
DP Power

對(duì)比

那么 HDMI 和 DisplayPort 有什么異同呢?HDMI 和 DisplayPort 對(duì)比的雷達(dá)圖如下圖所示。

內(nèi)容保護(hù)

所有 HDMI 版本都使用高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護(hù)技術(shù)(即 HDCP:High -bandwidth Digital Content Protection) 來加密鏈路數(shù)據(jù)并提供內(nèi)容保護(hù)。DisplayPort 采用內(nèi)容防拷貝協(xié)議 AES 技術(shù),提供高達(dá) 2048 位的密鑰長(zhǎng)度,保護(hù)技術(shù)比 HDMI 更可靠。

帶寬性能

HDMI 2.1 標(biāo)準(zhǔn)帶寬達(dá)到了 48 Gbps,支持單個(gè) 8 K (7680 × 4320) 顯示器 @60Hz / 4:2:0/12bit。而 DisplayPort 2.0 帶寬達(dá)到 77.37 Gbps,可以支持實(shí)現(xiàn) 16 K 60 Hz 的視頻輸出。

數(shù)據(jù)控制 / 輔助通道

HDMI 版本有消費(fèi)電子控制(CEC)的低速控制通道,CEC 通道用于在設(shè)備間傳輸如播放、停止、快進(jìn)等命令。HDMI 版本 1.4 增加一個(gè)差分對(duì)作為音頻回傳通道和以太網(wǎng)通道。

DisplayPort 使用輔助通道(AUX)作為設(shè)備之間的雙向通信總線,比 CEC 的帶寬要多得多。該通道在 DisplayPort 版本 1.0 和 1.1 中帶寬是 1 Mbps,在版本 1.2 中將其提高到 720 Mbps,使其可以支持 USB 和以太網(wǎng)。輔助通道可以直接作為語音、視頻等低帶寬數(shù)據(jù)的傳輸通道,也可以用于無延遲的游戲控制。

普及程度

日常生活中的電子設(shè)備上面 HDMI 接口比 DisplayPort 接口更流行,HDMI 接口在電視、投影儀、機(jī)頂盒上普遍使用,而 DisplayPort 接口在 PC 領(lǐng)域和高端顯示器領(lǐng)域中應(yīng)用比較多。

HDMI 憑借先發(fā)優(yōu)勢(shì),在消費(fèi)級(jí)別設(shè)備占據(jù)了絕對(duì)的優(yōu)勢(shì),而 DisplayPort 依靠技術(shù)上的優(yōu)勢(shì),在一些電腦與專業(yè)設(shè)計(jì)的領(lǐng)域攻城略地。HDMI 和 DisplayPort 兩大視頻接口標(biāo)準(zhǔn),不斷提高帶寬和傳輸速率,可以預(yù)見在未來相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)會(huì)繼續(xù)雙雄的局面,給廣大消費(fèi)者帶來更好的高清視頻體驗(yàn)。

本文來自微信公眾號(hào):中興文檔 (ID:ztedoc)

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