Сайт о телевидении

Сегодня мне хотелось бы рассказать о современных стандартах подключения электроники, используемых по всему: DisplayPort и HDMI. В этом обзоре мы расскажем о ключевых особенностях данных интерфейсов, их достоинствах и недостатках.

Сравнивать будем актуальные версии (на данный момент) интерфейсов - DisplayPort 1.3 и HDMI 2.0.

Преимущества DisplayPort 1.3

С точки зрения производительности DisplayPort 1.3 имеет несколько ключевых преимуществ. Во-первых, полоса пропускания значительно выше, чем у HDMI. Это означает, что DisplayPort поддерживает более высокое разрешение. Например, 8K UHD (7680×4320 = 33,177,600 пикселей) при частоте 60 Гц. Разрешение 8K превосходит стандарт 4K (4096x2160), приблизительно, вдвое по каждой стороне кадра. Его можно представить как 1080p формат, объединенный 4 раза по вертикали и горизонтали:

Ширина: 1920 × 4 = 7680
Высота: 1080 × 4 = 4320

HDMI 2.0 таким результатом похвастаться не может. На 60Гц здесь поддерживается только 4K.

Во-вторых, DisplayPort 1.3 обладает способностью передавать несколько видеопотоков по одному кабелю. Специальная функция MST позволяет передавать изображение сразу на несколько мониторов/ТВ-панелей, последовательно соединенных друг с другом. Хотя, нужно обязательно отметить, что тут существуют ограничения в отношении числа экранов и разрешения.

В-третьих, DisplayPort (тип "Стандарт") имеет возможность простой фиксации разъемов, благодаря чему, кабель из гнезда случайно не выпадет, даже если кто-то дернет (или зацепится) за кабель. HDMI не имеет такого замка у своих разъемов, хотя некоторые производители выпускают оборудование с резьбой для специального крепления, которое предусматривают многие производители HDMI кабелей. Однако какого-то общего стандарта здесь нет.

В заключении, стоит отметить, что до недавнего времени у DisplayPort было еще одно преимущество – отсутствие необходимости в лицензировании, т.е. возможность бесплатного использования для производителей электроники. Но с марта 2015 года ситуация изменилась. Теперь выплаты составляют 20 центов за каждое устройство. Производители устройств с HDMI выплачивают ежегодно 10000 долларов, плюс минимум 4 цента за каждое устройство (15 центов, если не указан логотип HDMI на продукте и в рекламных материалах).

Преимущества HDMI

HDMI 2.0 имеет два основных преимущества по сравнению с DisplayPort 1.3. Во-первых, максимальная длина HDMI кабель намного выше, чем у конкурента. Передача разрешения 1920х1080 на расстояние в 30 метров для HDMI не является проблемой. А более низкое разрешение можно передавать и на 40 метров!

Даже 4K легко передать на 10 метров с самым простым кабелем. А вот DisplayPort сигнал любого разрешения гарантированно может передать лишь на 3 метра! Современные и более дорогие решения, показывают чуть более лучшие результаты, но и здесь все будет зависеть от разрешения и глубины цвета.

И, наконец, пожалуй, самое главное: HDMI имеет несравнимо большую базу поддерживаемых устройств. Подавляющее большинство бытовой и профессиональной электроники имеет «на борту» HDMI разъем A, C или D типа (как выбрать HDMI кабель).

Телевизоры, панели, мониторы, видео стены, компьютеры, ноутбуки, планшеты, игровые приставки, DVD и Blu-Ray, медиаплееры, фото и видео аппаратура, смартфоны и многое-многое другое оборудование оснащают HDMI интерфейсом. Даже компания Apple, которая еще совсем недавно выпускала свои компьютеры и ноутбуки только с DisplayPort’ом, перешла на использование HDMI.

Ну, а что же DisplayPort? Сейчас этот интерфейс имеют лишь некоторые ПК и мониторы. Еще некоторые производители больших дисплеев и видеокарт продолжают использовать его, видимо, ориентируясь на разрешение 8K, надеясь, что в скором будущем оно будет крайне актуальным для устройств воспроизведения с большой диагональю.

Посмотрим на итоговую таблицу:

Заключение

Что же в итоге? Кто победил? Давайте разберем по пунктам и поразмышляем…

1. Разрешение . 8K – это хорошо, но для чего такое разрешение? Для домашнего применения это сверх избыточные показатели! 95%-м пользователей в домашних условиях и 80%-м профессиональных пользователей - это ни к чему. 4K – сейчас перебор, а уж 8K тем более! Так что, это преимущество DisplayPort, в настоящее время, можно не учитывать.
2. Несколько видеопотоков . Возможность передачи нескольких видеопотоков по одному кабелю – полезная функция, но на сколько часто это может быть полезно?
3. Дополнительная фиксация соединений . Этот плюс DisplayPort весьма сомнительный. Представим ситуацию, с которой все сталкивались: вы оступились/не заметили и дернули кабель, подключенный, скажем, к монитору. Что будет? Если кабель не зафиксирован в разъеме, он попросту отсоединится. Изображение пропадет. Соглашусь, порой, это серьезная проблема, но все же легко поправимая. А что будет, если тот же кабель крепко зафиксирован? Вы рискуете попросту уронить монитор и разбить его! Думайте сами, это плюс или минус конструкции.
4. Длина кабеля . Как много у вас дома/на работе устройств, поддерживающих HD? И как много из них вы можете использовать на расстоянии 3 метров от телевизора/панели/монитора? Согласитесь, такое ограничение весьма серьезный недостаток. Быть жестко привязанным к чему-либо в век беспроводных технологий – это огромный минус! Тут DisplayPort сильно подкачал…
5. Поддержка . О том, что DisplayPort очень перспективный интерфейс говорят еще с 2006 года (http://www.3dnews.ru/165239). Но до сих пор, HDMI является одним из самых распространенных типов коммутации, и ведущие производители техники (даже не смотря на дополнительные траты за лицензирование) продолжают компоновать им свои новые устройства, чего не скажешь о DisplayPort. И даже если завтра ситуация в корне переменится, пройдет еще ни один год, прежде чем старые устройства уйдут с рынка и сменятся на новые.

Думаю, что последние 2 пункта – это, пожалуй, самый серьезный недостаток DisplayPort. HDMI интерфейс их лишен.

Внимание! Данный контент является авторским. Копирование допускается только с разрешения администрации сайта и только с указанием автора и ссылки на первоисточник!
С условиями копирования можно ознакомиться в разделе .

Собирая самостоятельно ПК, часто сталкиваешься с огромным количеством слотов, разъемов, проводов и т.д. Каждый из них имеет свое название, формат и размер. Все запомнить довольно сложно. Большинство из нас знакомы только с аудиоразъемами и USB. А вот DisplayPort - что это и для чего используется, знают не все. Об этом поговорим далее.

Кабель

DisplayPort - это кабель, являющийся стандартом. Служит как сигнальный интерфейс под цифровые мониторы. Впервые стал известен в 2006 году, когда официально был сертифицирован Ассоциацией сертификации видеоэлектроники. Уже в 2007 году мир увидел ревизию 1.1, в 2010 стала известна версия 1.2, через 4 года принята 1.3, а последняя появилась в 2016 году. Этот разъем считается наиболее подходящим для использования и относительно современным интерфейсом.

Сейчас его применяют для подключения аудио и видеоаппаратуры, хотя больше он известен как инструмент подключения монитора к ПК или домашнему кинотеатру. Стал настолько раскрученным, что получил специальный логотип и обзавелся торговой маркой.

Создание

Несмотря на то что сам разъем DisplayPort стал известным в 2006 году, устройства его начали поддерживать лишь в 2008. Именно тогда выходят ПК, на материнских платах которых появляется слот для подключения этого интерфейса. До 2011 года производители внедряли мини-версию DisplayPort. Часто её можно встретить на устройствах от Apple Macintosh. А вот «яблочные» мониторы обзавелись полноценной модификацией.

Макбуки во всем своем разнообразии поставлялись не просто с DisplayPort, но и со специальным переходником для него, который превращал выходы в DVI или VGA. Позже стали появляться системы с HDMI и MiniDisplayPort. Последний вариант ныне трансформировался в Thunderbolt, который имеет обратную совместимость, но в целом получил улучшенные характеристики и предоставляет больше возможностей пользователю.

Вариации

Версия 1.0 была представлена в 2006 году. Она имела тестовые характеристики, поэтому не выделялась чем-то особенным. Данные передавала со скоростью 8,64 Гбит/с. Длина составляла 2 метра.

Обновление разъема привело к тому, что подключение DisplayPort улучшилось благодаря оптоволоконным технологиям. Теперь на больших расстояниях скорость была стабильной, а передача происходила без потери сигнала. Интерфейс поддерживал 40 bit HDCP.

Третье обновление привело к увеличению скорости передачи данных в два раза. Информация перемещалась при 17,28 Гбит/с. Стало возможным корректировать разрешение, глубину цвета и частоты видеосигнала. Добавились новые цветовые пространства, но сохранилась с предыдущими стандартами.

Разработчики представили интерфейс DisplayPort, подключить который можно было к портативным устройствам. В этой версии имелись режимы Self-Refresh. Стало возможным выключать видеокарту, если картинка на мониторе остается статичной, сохраняя её в буфере. Как рассказали разработчики, технология позволяла сохранять заряд батареи и сроки службы девайса.

Помимо ревизий, были еще модификации. К примеру, DisplayPort++ является двойным для расширенного назначения. У него есть параллельный вывод сигналов HDMI/DVI. Чтобы осуществить синхронизацию, нужно прикупить пассивный кабель.

DisplayPort Alternate Mode - еще одна модификация, которая использует для передачи видеоданных USB Type-C. При этом скорость передачи данных практически не отличается от прямого подключения. Благодаря этому варианту реально устанавливать дисплей с разрешением 4К.

Параметры

Когда все узнали о DisplayPort, что это и для чего нужно, начали интересоваться и параметрами. Так стало известно, что интерфейс работает с одной из технологий защиты контента версии 1.3 HDCP. Пропускная способность возросла в два раза относительно Питание не требовало высоких напряжений и посторонних наводок. Если рассматривать мини-версию DisplayPort, то можно увидеть, что его размеры в 10 раз меньше, чем у стандарта DVI.

Обзавелся новый интерфейс массой дополнительных возможностей. Теперь помимо графического контента он передает аудиосигналы. Существует информация о максимальной длине такого кабеля - около 1,5 метров. Позже технологию HDCP решено было заменить на DisplayPort Content Protection, которая получила шифрование иной разрядности - 128 бит.

Со временем передача информации стала быстрее и возросла до 21,6 Гбит/с, при этом длина кабеля могла составлять 3 метра. Корректно работали и независимые потоки, а вспомогательный канал стал в разы быстрее и поднял скорость с 1 до 720 Мбит/с.

Интерфейс открыл возможность пользователю использовать сразу два дисплея, которые работали бы с разрешением 2560х1600 пикселей, либо четыре дисплея с разрешением 1920х1200 пикселей. Частота в обоих случаях не поднималась бы выше 60 Гц. Для владельцев одного экрана возможности стали более комфортные. Имелся вариант использовать разрешение 3840х2400 пикселей, но с 60 Гц, либо если хотелось добиться больше частоты кадров, то устанавливалось разрешение 2560х1600 точек.

Сравнение

Когда всем становится понятно, что это DisplayPort, для чего его применяют, то возникает другой вопрос, в чем его разница с HDMI. Вопрос распространенный и спорный в некоторой степени. Выбрать, что лучше тоже тяжело, поскольку отличий на самом деле немного.

Интересно, что непосредственно HDMI стал очень раскрученным и популярным. Его возможно найти в телевизоре, телеприставке, плеере, аудио или видео ресивере, консолях, видеокамерах и т.д. Последнее время стали известными даже смартфоны с этим интерфейсом. Не исключением из всего этого списка стали компьютеры и ноутбуки. Практически каждое мультифункциональное устройство в обязательном порядке обзавелось этим разъемом.

При таком многообразии все стали забывать о нашем герое DisplayPort. Что это, конечно, знают многие, но они же и замечали, что далеко не все ПК обзавелись этим интерфейсом. Тем не менее, оба стандарта работают как с видеоконтентом, так и с аудио, отсылая с одного девайса сигнал на экран. Чтобы разобраться в этом вопросе, нужно рассмотреть оба варианта внимательнее.

Габариты

Итак, первое расхождение кроется в размерах. Это конечно вряд ли поможет определить, что лучше: DisplayPort или HDMI, но для кого-то может стать ключевым показателем. Герой обзора имеет 20 контактов и представлен в двух размерах: основной и уменьшенный. Как уже говорилось раньше, последний вариант рассчитан на планшеты. Кстати, часто DisplayPort ассоциируют с Thunderbolt, который, хотя и не является официально продолжением и развитием данного интерфейса, но явно имеет с ним сходства. Он поддерживает функции мини интерфейса и использует технологии PCI Express.

HDMI имеет 19 контактов и представленный в трех размерах: стандартный, мини и макро. Каждый получил свою букву: A, C и D. Есть еще разъем Е, но он редко встречается, так как был разработан для автомобилей. Технология, по которой функционирует данный интерфейс, представляет трение контактов между собой. Если плотно вставить кабель в разъем, то он держится за гнездо. Для лучшей надежности производитель установил пару механизмов, которые блокируют вытягивание провода, если его просто натянуть.

Кабели

Кабеля для каждого разъема стоит рассмотреть, поскольку и тут ситуация неоднозначная. Много вопросов возникает к HDMI. Для этого интерфейса существует четыре кабеля, которые прорабатывались еще в 2010 году. Они не маркированы как следует, поэтому определить их возможности крайне тяжело. В итоге, из-за того что точного назначения у провода нет, его использование не регламентировано, а поэтому возможны проблемы, глюки и прочее.

А вот у DisplayPort имеет только один кабель, его легко определить. Отличается он универсальными параметрами и возможностями. Предоставляет все необходимые требования к системам. Можно использовать переходник DisplayPort, чтобы присоединится к экрану с VGA. Есть и варианты на подключение DVI и HDMI.

Лучший

Как уже говорилось ранее, определить, какой лучше, трудно. Но нужно отметить, что HDMI был сразу рассчитан на потребительскую аудиторию. Поддерживал подключение телевизора, проектора, проигрывателя и т.д. Разработка DisplayPort не была целью заменить HDMI. DP нужен в качестве конечного продукта для ретрансляции на ПК. Он стал своеобразным дополнением HDMI.

Сейчас проблема в другом. Дело в том, что производители, которые работают над устройствами класса «все в одном» и т.п., решают, что HDMI заменяет все необходимое на интерфейсной панели. На самом же деле, размещение дополнительного DisplayPort не станет лишним. Он расширяет возможности для пользователя и облегчает работу, особенно для бизнеса.

Если же возникают какие-то проблемы с подключением, всегда есть адаптер HDMI - DisplayPort. Эта информация особенно актуальна для владельцев ноутбуков. Поскольку места немного, то встретить DP практически нереально. Но подключение нескольких мониторов порой необходимо для работы. Есть смысл присмотреться к ноутбукам, уже имеющим оба интерфейса.

Мы живём в эпоху развития технологий. В прошлом веке произошёл промышленный бум и человечество начало работать и развиваться немыслимыми темпами. В частности, появился такой род технологий, как компьютерные. Они также развиваются очень быстро, и не исключено, что как минимум каждые 10 лет появляются совершенно новые продукты, которые меняют восприятие этого мира. Человечество пережило толстые ЭЛТ-мониторы и перешло к более качественным и более компактным жидкокристаллическим мониторам. Аналоговые технологии сменились цифровыми и на смену старичку VGA пришёл DVI, HDMI, displayport и так далее.

Самыми распространёнными цифровыми интерфейсами являются DVI и HDMI. HDMI присутствует на всех современных мониторах, видеокартах и телевизорах и означает «high definition multimedia interface». HDMI буквально был создан для использования в бытовых задачах. HDMI способен одновременно передавать и звук, и видеосигнал, что является основной причиной распространённости этого стандарта.

Displayport, будучи не таким распространённым, очень схож с HDMI по предлагаемым возможностям, но превосходит его в ряде характеристик. У него более широкая пропускная способность, а это означает, что displayport может выдавать более качественную картинку , чем HDMI.

Displayport был впервые продемонстрирован миру в мае 2006 года и с самого начала своего существования на него возлагали надежды. В компьютерной индустрии displayport развивался семимильными шагами, пока HDMI всего лишь делал робкие шаги. Свою истинную известность получил уже displayport 1.2, который был анонсирован 2 апреля 2007 года . Именно с этого дня к этому интерфейсу присмотрелись производители мониторов и видеокарт и начали оснащать свои устройства этим интерфейсом. Изучим этот интерфейс на примере displayport 1.2 .

Характеристики displayport 1.2

Техническое устройство

Перейдём к техническому описанию устройства этого разъёма.

Displayport 1.2 включает в себя 3 канала передачи данных:

• основной канал;
• дополнительный канал;
• канал связи с монитором.

Основной канал

По основному каналу передаётся вся графическая информация от видеокарты к монитору. Информация по этому каналу движется только однонаправленно, то есть информация движется только от видеокарты к монитору. В передаче данных могут использоваться от одной до четырёх линий, при этом каждая линия может работать как на пониженной, так и на повышенной частоте. При пониженной частоте скорость передачи данных по каждой линии составляет 1,62 Гбит/с на линию, а при повышенной скорости – 2,7 Гбит/с на линию.

Совсем необязательно постоянное использование всех четырёх линий одновремённо. При несущественных нагрузках может использоваться одна либо две линии, а когда необходима скорость, то используются все линии. Displayport 1.2 может передавать два вида цветовой палитры – это RGB или компонентный.

Также по основному каналу информация проводится в виде микропакетов объёмом 32 или 64 символов. В моментах вертикального или горизонтального гашения сигнала (смены кадров) значения этих микропакетов обращаются в ноль. Или в этот момент может передаваться аудиосигнал.

Дополнительный канал

Дополнительный канал является двунаправленным, полудуплексным, то есть между собой могут общаться и монитор и видеокарта, но они могут делать это только переменно. В момент передачи запроса от компьютера к монитору, монитор не может ничего сказать компьютеру. В устройстве дополнительного канала существует иерархия управления . Таким образом, видеокарта называется Master и монитор Slave ему подчиняется, что означает, что монитор не может просто так обращаться к компьютеру, он лишь отвечает на его запросы.

Данные по дополнительному каналу могут передаваться лишь со скоростью 1 мбит/с длиной более 15 метров. Каждый запрос по времени занимает не более 500 мкс, а данные передаются пакетами по 16 байт.

Основные предназначения дополнительного канала:

• Передача информации EDID. EDID служит для распознавания технических характеристик монитора, его модельного номера и технической информации.
• Передача информации DPCD (от англ. display port configuration data). Служит для настройки и управления самим портом displayport 1.2.
• Передача информации MCCS (от англ. monitor command and control set). Необходим для управления и передачи команд монитору. Например, для изменения его разрешения или для увеличения частоты вертикальной развёртки.

Канал связи с монитором

Канал связи с монитором является логическим каналом , который служит для распознавания моментов включения и отключения монитора или для формирования запросам монитора к компьютеру. Существует два исхода событий, связанных с деятельностью этого канала:

1. Значение этого канала становится нулём в периоде от 0,5 до 1 мс. При этом компьютер понимает, что необходимо подкорректировать некоторые данные связанные с монитором и принимается исправлять их.
2. Значение этого канала становится нулём более чем на 2 мс. Это обозначает момент подключения или отключения монитора от компьютера.

Кроме обычного стандарта displayport, существует также стандарт mini displayport, который является уменьшенной версией своего собрата, при этом обладая всеми его качествами. Стандарт mini displayport был разработан и введён в употребление компанией Apple. Впервые появилась в их ноутбуках и мониторах и славилась своими габаритными характеристиками.

В последнее время заметно акцентирование внимания публики на сверхвысокие разрешения и качество картинки. А популярные видеоинтерфейсы вроде dvi, HDMI не могут проводить такие сверхвысокие разрешения и поэтому в ближайшем будущем вероятен расцвет displayport, ведь последняя спецификация displayport под номером 1.4 способна проводить сигнал с разрешением 7680х4800 с частотой 60 герц, в то время как последняя спецификация HDMI на это не способна. Она лишь может максимум работать с разрешением 3840х2160 с частотой 60 герц.

В заключение укажем, что разъём displayport – это самый совремённый цифровой интерфейс, способный передавать картинку сверхвысокой чёткости. К тому же displayport является инженерно очень хорошо собранным и может прослужить своему хозяину очень долго. Этот интерфейс с лихвой удовлетворит все потребности любого пользователя.

В современной электронной технике интерфейсы определяют практически все – скорость обмена данными, объем передаваемой информации, архитектуру устройств, расстояние между сопрягаемыми устройствами, габариты соединительных разъемов и самих устройств и т.д. и т.п. Именно поэтому, в век глобальной информатизации одним из важнейших факторов, способствующих дальнейшему прогрессу, является разработка новых интерфейсов. И работа по совершенствованию средств передачи самых разнообразных данных не прекращается ни на минуту и ведется практическими всеми основными разработчиками электроники. Интересно отметить, что некоторые компании, известные ранее как производители исключительно микросхем и других электронных компонентов, постепенно меняют свое направление деятельности, переходя на разработку новых перспективных интерфейсов и на выпуск элементной базы для этих интерфейсов. Сегодня мы решили рассказать о возможно скором появлении нового интерфейса для одного из основных периферийных устройств персональных компьютеров – о новом интерфейсе для дисплеев, который предлагается весьма авторитетной организацией, хорошо известной всем, кто хоть чуть-чуть знаком с современной вычислительной техникой – мы говорим об ассоциации VESA.

На сегодняшний день существует целый ряд интерфейсных соединений, предназначенных для подключения дисплея к источнику сигнала. К таким общим интерфейсам можно отнести:

- аналоговый разъем VGA – DSUB-15pin;

- интерфейс DVI;

- интерфейс P&D;

- интерфейс DFP и др.

И это не считая специфических и промышленных интерфейсов, не нашедших широкого применения, но все-таки, использующихся для подключения дисплеев к источникам сигналов.

Конечно же, в свете массового применения «цифровых» дисплеев на жидких кристаллах (LCD-дисплеев), большую актуальность начинают приобретать, так называемые, «цифровые» интерфейсы, наиболее известным из которых является, несомненно, DVI. И очень многим кажется, что данный интерфейс настолько отвечает всем потребностям при передаче изображения на дисплей, что нет никакого смысла что-либо изменять. Привлекательность интерфейсу DVI придает еще и то, что с помощью него можно передавать данные не только в цифровом виде, но и в виде обычных аналоговых сигналов R/G/B. Но так не думают в ассоциации VESA. В результате, совсем недавно – в марте 2007 года этой организацией был выпущен документ, получивший название «DisplayPort™ interface standard. Ver.1.1» (стандарт интерфейса DisplayPort. Версия 1.1).

Данный стандарт ориентирован на производителей LCD-панелей, LCD-дисплеев, видеопроекторов, графических карт, чипсетов и потребительской электроники. Новый интерфейс для подключения дисплеев призван заменить собою такие интерфейсы, как DVI и LVDS, а, в конечном счете, интерфейс VGA. DisplayPort позволяет обеспечить подключение через единый цифровой интерфейс как внешних так и внутренних дисплеев. Под понятием «единый цифровой интерфейс» здесь необходимо понимать то, что DisplayPort может обеспечивать передачу данных (пикселей) непосредственно от любого источника видеоизображения на любую LCD-панель, позволяя упростить все те сложности при передаче данных, которые существуют на сегодняшний день. При этом, в спецификации DisplayPort учтены все положительные аспекты практического применения интерфейсов DVI и HDMI.

В интерфейс DisplayPort добавлена поддержка HDCP версии 1.3. Поддержка HDCP позволяет подключаться с помощью DisplayPort к устройствам Blye-Ray и HD-DVD и получать доступ к защищенному контенту.

DisplayPort работает с пониженными напряжениями, что приводит к пониженному энергопотреблению. Это, в свою очередь снижает уровень электромагнитных помех и улучшает совместимость устройств. К преимуществам нового интерфейса перед DVI и VGA можно отнести:

- поддержку двустороннего обмена;

- высокую производительность (пропускная способность свыше 1 Гбайт/с), которая выше чем даже у двухканального интерфейса DVI;

- наличие уникальной микро-пакетной архитектуры, открывающей новые возможности для дисплеев;

- опциональная поддержка аудио-функций;

- использование очень простого и малогабаритного защелкивающегося соединительного разъема типа USB, значительного упрощающего подключение дисплеев к источникам видеосигналов.

Все эти особенности и преимущества интерфейса DisplayPort позволяют надеяться на его широкое применение в будущем и на заинтересованность производителей оборудования в его повсеместном внедрении.

Общие сведения

Интерфейс DisplayPort включает в себя три канала передачи данных (рис.1 ):

- основной канал (Main Link);

- дополнительный канал (AUX CH - Auxiliary channel);

- линия «горячего подключения» (HPD – Hot Plug Detect).

Рис.1 Интерфейс Display Port состоит из трех каналов передачи данных

Основной канал

Основной канал предназначены для передачи графической информации. Этот канал состоит из четырех линий, каждая из которых представляет собой дифференциальную пару. Существует две скорости передачи данных по основному каналу: 2.7 Гбит/с и 1.62 Гбит/с (на каждую линию). Пропускная способность интерфейса для каждого из этих двух режимов, с учетом количества задействованных линий, представлена в табл.1 .

Таблица 1. Пропускная способность интерфейса Display Port

Данные по линиям основного канала предаются в последовательном виде, что, впрочем, характерно для всех производительных цифровых интерфейсов, а использование дифференциальных пар снижает уровень электромагнитных помех и повышает помехозащищенность каналов. Данные, передаваемые по линиям основного канала, кодируются либо в формате RGB , либо в формате Y/C/ .

Хотя количество линий основного канала и составляет четыре, это совсем не означает, что все они обязательно должны быть задействованы. В зависимости от режима работа, выбранной кодировки цвета (RGB или Y/C ), а также глубины цвета (количество бит на точку), может быть задействовано разное количество линий основного канала (1, 2 или 4 ) – см. табл.2.

Таблица 2. Зависимость количества линий основного канала от режима работы

Канал Main Link является однонаправленным, т.е. данные по нему передаются только в направлении от источника сигнала к дисплею.

Все данные, передаваемые по главным линиям, упаковываются в микро-пакеты, каждый из которых является единицей передачи (transfer units). Эти микро-пакеты передаются по линиям канала Main Link , т.е. каждый пакет передается по своей соответствующей линии канала. Длина единицы передачи (т.е. длина микро-пакета) для каждой линии канала Main Link находится в диапазоне от 32 до 64 символов. При разбивке потока данных на пакеты, осуществляется их выравнивание под соответствующее количество символов путем заполнения пакета «дополнительными» символами. Так, например, если длина пакета задана в 32 символа, а реальный пакет состоит из 28 символов, то к нему добавляется еще 4 символа, чтобы получился пакет стандартной длины.

В периоды горизонтального и вертикального гашения, основной поток видеоданных прерывается и практически все символы пакетов становятся «дополнительными». В результате, такие пакеты могут быть замещены пакетами потока атрибутов, содержащих информацию о высоте, ширине и других параметрах изображения, передаваемого в основном потоке. Эта информация может быть использована дисплеем для самостоятельной регенерации основного потока. Кроме того, во время вертикального и горизонтального гашения может быть организована передача пакетов аудио-потока.

Символ – это 8-разрядная порция данных, которая преобразуется в 10-разрядный код с использованием метода кодирования ANSI 8B/10B, который называют еще К-кодирование (ANSI X3.230-1994) Только после преобразования 8-битных данных в 10-битный код, обеспечивается их передача по линиям интерфейса. В спецификации DisplayPort различают два типа символов: символы данных и управляющие символы. Управляющие символы вставляются в пакеты, состоящие из символов данных для формирования фреймов. В стандарте описывается девять управляющих символов, например, таких как: начало гашения, конец гашения, начало и конец данных и т.д.

Дополнительный канал

Дополнительный канал является двунаправленным полудуплексным. При передаче данных, устройством Master является передающее устройство (ПК), а устройством Slave – приемное устройство (дисплей). Master инициирует транзакции дополнительного канала, формируя различные запросы, устройство Slave отвечает на запросы Master"а. Дисплей (устройство Slave) может управлять сигналом HPD, вызывая прерывание устройства Master, которое, в ответ, практически сразу же осуществляет на дополнительном канале транзакцию запроса. Именно таким образом дисплей может управлять процессами на шине дополнительного канала.

Дополнительный канал позволяет осуществлять передачу данных со скоростью 1 Мбит/с по кабелю длинной 15м и даже больше. Дополнительный канал образован линиями одной дифференциальной пары, по которой передаются самосинхронизирующиеся данные. Каждая транзакция на канале занимает по времени не более 500 мкс, а максимальный размер пакета передаваемых данных составляет 16 байт. Все это позволяет избегать проблем, когда одно приложение подавляет работу другого приложения.

Основным назначением дополнительного канала является:

- передача данных EDID (т.е. этот канала заменяет собой шину DDC, использующуюся для идентификации дисплеев и их настройки в соответствии со спецификацией Plug&Play);

- передача данных DPCD (DisplayPort Configuration Data), предназначенных для настройки и конфигурации самого интерфейса DisplayPort;

- передача данных MCCS (Monitor Command and Control Set), предназначенных для передачи команд, управляющих монитором (регулировка яркости, баланса цветов и т.п.).

Линия HPD

Сигнал HPD предназначен для определения моментов подключения и отключения дисплея. Кроме того, через этот сигнал дисплей генерирует прерывание для формирования запроса, обслуживаемого дополнительным каналом. Сигнал HPD является логическим сигналом с уровнем от 2.25 до 3.6 Вольт. Состояние сигнала HPD полностью управляется дисплеем, который устанавливает его в низкий уровень при возникновении событий, требующих реакции источника видеосигналов.

Различают два варианта сигнала HPD, в зависимости от его длительности.

1) Если сигнал HPD устанавливается монитором в низкий уровень на время от 0.5 до 1 мс, то это воспринимается, как запрос на обслуживание. В этом случае устройство Master дополнительного канала осуществляет доступ к регистрам DPCD, считывает из них данные и корректирует соответствующим образом работу источника видеосигналов.

2) Если сигнал HPD устанавливается в низкий уровень на время, большее чем 2 мс, то это воспринимается как событие горячего подключения/отключения. В результате, Master также осуществляет попытку обращения к регистрам DPCD для определения текущего статуса монитора.

На линии HPD и со стороны источника видеосигналов и со стороны монитора должен устанавливаться шунтирующий резистор (терминатор) сопротивлением не менее 100 кОм. Резисторы устанавливаются между линией HPD и «землей».

Физические характеристики

Интерфейсный кабель для DisplayPort выпускается (будет выпускаться) в двух модификациях (две категории отражения):

- кабель для высокочастотной передачи (2.7 Гбит/с на канал);

- кабель для низкочастотной передачи (1.62 Гбит/с на канал).

Длина соединительного кабеля при максимальных скоростях передачи данных должна составлять не более двух метров, что позволяет обеспечить гарантированную надежность передаваемых данных. Но, в принципе, длина кабеля может быть и больше, если использовать режимы работы с низким разрешением. В частности, в стандарте указано, что при определенных условиях (низкочастотные режимы) длина кабеля может достигать и 15 метров (режим с частотой кадра 50 Гц и при использовании всех четырех линий основного канала). Ассоциация VESA очень серьезно относится к вопросам конструкции соединительного кабеля, и в стандарте регламентировано практически все – от типа материалов, используемых для изоляции, до взаимного положения жил кабеля внутри общей изоляции. Поэтому к вопросам приобретения кабеля для DisplayPort придется относиться очень серьезно, особенно, если предполагается использовать дисплеи с высоким разрешением и хорошей глубиной цвета.

Как уже отмечалось выше, все информационные линии интерфейса выполнены в виде дифференциальных пар. Величина сигналов на этих дифференциальных парах может достаточно сильно изменяться при изменении частоты передачи данных, т.е. при выборе того или иного режима работы. Но, в принципе, размах сигналов на дифференциальных информационных линиях должен находиться в диапазоне от 0.4В до 1.2В (с учетом допусков от 0.34В до 1.38В). Согласно стандарту DisplayPort дифференциальные пары могут использоваться как в режиме переменного тока (AC), так и в режиме постоянного тока (DC). При работе в режиме DC дифференциальный сигнал изменяется относительно некого постоянного уровня, величина которого может достигать значения 3.6В, т.е. соответствует напряжению питания (см. рис.2).

Рис.2

Соединительный разъем

Соединительный разъем интерфейса DisplayPort, как мы уже отмечали, очень похож на разъем USB. Основное отличие в том, что на разъеме DisplayPort имеется 20-контактов (см. рис.3).

Рис.3

На кабеле с двух сторон находятся «вилки». На устройствах (на видеокарте и на дисплее) должна находиться «розетка». Для устройств допускается, как горизонтальное, так и вертикальное расположение «розеток» (рис.4).

Рис.4

Разъем является ключевым, т.е. подключить его неправильно невозможно. Контакты на разъеме расположены в два ряда и с некоторым смещением рядов относительно друг друга (шахматный порядок).

Таблица 3.

Назначение контактов разъема представлено в табл.3 и табл. 4.

Таблица 4.

Распайка кабеля со стороны источника видеосигналов и со стороны дисплея разная, что отражено на рис.5.

Рис.5

Линии основного канала обозначаются ML_Lane0, ML_Lane1, ML_Lane2, ML_Lane3. Так как линии представляют собой дифференциальные пары, то в обозначении присутствуют еще и символы [n] и [p], где [n] – это «-» дифференциальной пары, а [p] - это «+» дифференциальной пары. Линии дополнительного канала обозначаются AUX_CH (p) и AUX_CH (n), так как тоже являются дифференциальными.

На разъем выведена линия питания, обозначаемая DP_PWR. На эту линию от устройства-источника видеосигналов подается питающее напряжение величиной от 3.0В до 16.0В. Величина максимального тока по этой линии не должна превышать 500 мА. Линия DP_PWR может использоваться для питания маломощных устройств, подключенных к источнику сигнала или для питания отдельных цепей дисплеев. Устройства-приемники (дисплеи) также могут подавать на эту линию питающее напряжение, но уже величиной +3.3В, обеспечивающим максимальную величину тока в 500 мА. Минимальная мощность, которую может обеспечить линия DP_PWR, составляет 1.5 Ватт. Таким образом, разъем DisplayPort можно использовать для подключения маломощных устройств, не имеющих собственного источника питания. Общим проводом для линии питания DP_PWR является контакт, обозначены Return DP_PWR. Необходимо обратить внимание, что в стандартном кабеле сигнал DP_PWR может отсутствовать, т.е. конт.20 разъема не будет задействован.

Так как разъем DisplayPort является двухрядным, то его контакты разделяют на контакты верхнего и контакты нижнего ряда, что также отражено в таблицах 3 и 4.

Можно отметить и еще одну особенность разъема. При его подключении, так же как и в USB, разные группы контактов соединяются поочередно. Это обеспечивает возможность горячего подключения устройств без явления статических разрядов. Порядок сопряжения следующий:

1. Сначала подключается металлический экран разъема.

3. И, в-третьих, подключаются линии основного канала (ML_Lane), дополнительного канала (AUX_CH) и линия HPD.

Такая последовательность подключения обеспечивается за счет разной длины контактов.

На этом и закончим предварительное знакомство с интерфейсом DisplayPort, которому пророчат большое будущее. Поживем – увидим. Вполне возможно, что катализирующее действие на внедрение этого интерфейса окажет хорошо заметное сейчас сближение бытовой техники и вычислительной техники, в результате которого появляется необходимость взаимного подключения самых разнообразных устройств, особенности которых ранее не учитывались разработчиками интерфейсов. А, кроме того, повсеместное доминирование цифровых технологий отображения информации и постепенное стирание границ между различными типами подобных устройств, все-таки, требуют решения вопроса стандартизации обмена данными.

– принципиально новый тип цифрового интерфейса для связи видеокарт с устройствами отображения, предназначен для замены как интерфейса DVI, используемого для подключения внешних , так и LVDS, используемого для подключения встроенных дисплеев портативных устройств ( , PDA и т.п.).

Несмотря на большие возможности, DisplayPort не заменит HDMI: эти два стандарта ориентированы на разные сегменты рынка: HDMI – на бытовую аудио-видео аппаратуру, а DisplayPort – на компьютеры и профессиональное оборудование.

Наиболее популярная на момент написания FAQ версия стандарта DisplayPort 1.1 была утверждена ассоциацией VESA в марте 2008 года, дальнейшее описание относится именно к этой версии стандарта.

Основные технические спецификации интерфейса:

• Скорость передачи данных до 8.64ГБит/cек (по кабелю длиной до 3м), что позволяет, например, поддерживать такие видеорежимы, как 2560 x 1600 x 60 кадр/cек с 30-ти битным цветом или 4096 x 2160 x 24 кадр/сек с 36 битным цветом. С кабелем максимально возможной длины 15м используется ограниченная скорость передачи, не уступающая DVI Single Link, т.е., поддерживается, например, такой режим как FullHD 1920 x 1080 x 60 кадр/сек с 24 битным цветом.
• Поддержка глубины цветопередачи до 16 бит на цветовую компоненту, т.е. при наличии соответствующей поддержки со стороны видеокарты и возможно отображение 48 битного цвета. (Существующие реализации уже позволяют использовать 30-битный цвет)
• Обратная совместимость достигается возможностью использовать имеющиеся линии передачи данных для сигналов DVI или VGA, а для подключения к устройствам с такими разъёмами используются переходники.
• В качестве среды передачи используется медная витая пара, но возможно применение оптоволокна.
• Поддержка двух технологий защиты передаваемого контента – HDCP и более продвинутого DPCP.
• Допускается горячее подключение.
• Передача аудио(опционально):до 8 каналов, до 192КГц/16 или 24бит LPCM, максимальный суммарный битрейт 6.1 Мбит/сек