平板显示接口技术 (上)

随着LCD/PDP等平板显示器的市场占有率不断上涨，同时高清数字电视和投影仪等数字视频设备的应用越来越普遍。业界需要扩充性更好、对产业标准更开放的的数字接口技术，并可以把功能升级。DVI、VGA和LVDS等接口标准虽然已广泛的应用于PC和消费电子产品，但是由于现有标准无法适应新的产品在带宽、内容保护、音频支持等方面的发展需求，使得UDI(Unified Display Interface，通用显示接口)HDMI和DisplayPort等新标准显得更能适应市场的需求，在这里我们重点介绍一下HDMI和DisplayPort两种接口。

当前主要的显示接口技术

在嵌入式系统中，例如笔记本电脑或电视的液晶显示器，基本上是利用低压差分信号(LVDS)来连接显示驱动器。而目前在个人电脑外接监视器方面，则使用传统的VGA接口与PC连接。有些高级监视器也配备数字视频接口(DVI)，以便连接高端PC。对于连接摄像机或录像机，电视机使用模拟复合视频信号；而对于来自DVD播放器的标清逐行扫描内容则采用模拟分量视频信号。同时，高清电视也逐渐转为高清多媒体接口(HDMI)，以便增加音频传输以及内容保护的功能。

VGA与LVDS接口

VGA接口的能力有限，无法支持高分辨率、色度、更缺乏用户要求的对高清内容进行保护的功能。LVDS技术只能用于短距离，且有时间限制，并需要增加针脚把排线加宽才可以支持高分辨率与色度的传送。最新的笔记本电脑有内建的音频与多媒体功能，通过面板的连接线，足以与LVDS的功能相比。

DVI接口

DVI(Digital Visual Interface)接口的传输速度高达8Gbps，最初是应用在计算机显示系统，再发展成适用于传输无压缩、高清晰度的视频信号，近年推出的投影机、等离子及LCD显示屏均设有这个视频输出系统。它的缺点是连线长度不能超过8米，否则就会越影响画质。DVI的技术也有限制，DVI 1.0的规格基本上已经不再研发，不容易更新以支持更快的时钟速度、色度、连接类型，以及更新的功能。DVI与VGA让平面显示器更为复杂，因为信号必须在内部转换成LVDS，从而就增加了监视器的线路与成本。除此之外，DVI目前采用的3.3V工作电压，也妨碍了下一代PC中低电压芯片的开发应用。

HDMI接口


图1 HDMI接口及连接电缆

HDMI(High Definition Multimedia Interface，高清晰度多媒体接口)是首个也是业界唯一支持的不压缩全数字的音频/视频接口。HDMI通过在单线缆中传输高清晰、全数字的音频和视频内容，极大简化了布线，为消费者提供最高质量的家庭影院体验。

HDMI接口的优点：

HDMI规格的接口在保持高品质的情况下能够以数码的形式传输未经压缩的高分辨率视频和多声道音频的数据。 其卓越性能超越了以往所有的产品。

HDMI规格的连接器采用单线连接，并且没有长度限制，取代了产品背后的复杂的线缆。

HDMI规格可搭配宽带数字内容保护(HDCP)，以防止具有著作权的影音内容遭到未经授权的复制。

HDMI接口的发展历史

2002年的4月，日立、松下、飞利浦、Silicon Image、索尼、汤姆逊、东芝共7家公司成立了HDMI组织开始制定新的专用于数字视频/音频传输标准。Digital Content Protection, LLC (Intel的子公司)为HDMI提供高带宽数字内容保护(HDCP)。 另外, 主要的动态图像制造商比如Fox, Universal, Warner Bros., 和Disney, 系统运营商DirecTV和EchoStar (Dish Network)以及CableLabs和Samsung等都支持HDMI.

2002年底，HDMI 1.0标准颁布。HDMI在针脚上和DVI兼容，只是采用了不同的封装。与DVI相比，HDMI可以传输数字音频信号，并增加了对HDCP的支持，同时提供了更好的DDC可选功能。HDMI支持5Gbps的数据传输率，最远可传输15米，足以应付一个1080p的视频和一个8声道的音频信号(一个1080p的视频和一个8声道的音频信号需求少于4GB/s)并有很大余量。这允许它可以用一根电缆分别连接DVD播放器，接收器和PVR。此外HDMI支持EDID，DDC2B，因此具有HDMI的设备具有"即插即用"的特点，信号源和显示设备之间会自动进行"协商"，自动选择最合适的视频/音频格式。

在HDMI LLC公布的HDMI的1.2版能更好地兼容PC系统，它增加了若干条非常重要的改进，以方便PC连接和数字音频流(SACD等)的传输。

于2006年6月公布的HDMI 1.3标准包括以下的新功能：

更快的速度： HDMI 1.3 将其单链接带宽由165MHz(4.95Gbps)提高到340MHz(10.2 Gbps)以支持未来高清晰显示设备的需要，例如更高的分辨率、深色和高帧率。

深色： HDMI 1.3 支持 30 位、36 位和 48 位(RGB 或 YCbCr)的色深，之前 HDMI 版本的色深最高为 24 位。

色空间更宽： HDMI 1.3 去除了所有色彩选择的限制：下一代"xvYCC"色空间是现有 HDTV信号色彩的1.8倍；让HDTV显示色彩更加精确；使显示器达到电影质量的自然、逼真的色彩。

新型迷你接口： 随着小型便携式设备，例如HD摄录一体机和数码相机需要HDTV的无缝连通性，HDMI 1.3提供新型、更小的波形因数接口选项。

唇型同步： 因为消费性电子设备正在使用不断提高复杂性的数字信号处理技术，以增强画面内容的清晰度及细致度，要使用户设备中的影音内容同步成了一大挑战，潜在地需要复杂的终端用户调节。HDMI 1.3 加入了自动视频/音频同步的功能，使设备能完全精确且自动地执行同步。

新型无损音频格式： 除 HDMI 支持高带宽的未压缩数字音频和所有现有的压缩格式(例如 Dolby Digital 和 DTS)的现有性能外，HDMI 1.3 还新增了对新型、无损压缩数字音频格式 Dolby TrueHD 和 DTS-HD Master Audio的支持。