时间:2024/6/3来源:本站原创作者:佚名

DisplayPort是由VESA发布的显示接口规范,基于数据包的可扩展视频音频传输协议(DisplayPortisapacket-based,extensibleprotocolfortransportingvideoandaudiodata.).是完全独立开发的外部接口.特点如下:

其高度的灵活性使得其及其容易嵌入其他的连接器(connector),如新USBType-C和Thunderbolt.支持Multi-StreamTransport(MST),通过一个显示接口即可将高分辨率内容显示在多屏/拼接屏上.

什么是DisplayPort

DisplayPort(简称DP)是一个由PC及芯片制造商联盟开发,视频电子标准协会(VESA)标准化的数字式视频接口标准。该接口免认证、免授权金,主要用于视频源与显示器等设备的连接,也支持携带音频、USB和其他形式的数据。

DP1.0标准在年5月发布,带宽10.8Gbps。DisplayPort1.0的最大传输速度是8.64Gbit/s,长度是2米,已经废弃。之后VESA又相继发布了1.1a、1.2、1.2a、1.3、1.4,直到现在的DP2.0。

VESA协会是干什么的

VideoElectronicsStandardsAssociation(视频电子标准协会,简称“VESA”)是制定计算机和小型工作站视频设备标准的国际组织,年由NEC及其他8家显卡制造商赞助成立。

除了大家熟知的DP协议外,它还认证了DisplayHDR。

LCD屏幕的DisplayHDR规范包括四个不同级别的HDR,分别是DisplayHDR、DisplayHDR、DisplayHDR和DisplayHDR。OLED和其他显示器的DisplayHDRTrueBlack规范包括两个级别的HDR:DisplayHDRTrueBlack和DisplayHDRTrueBlack。所有这些都需要支持行业标准HDR10格式.

带宽飞跃,DisplayPort2.0来了!

在过去的五年左右的时间里,VESA的成员都在讨论DP未来的发展方向。如果标准升级后还需要开发全新的外部接口,对于厂商和用户都是难以接受的,围绕现有的物理层和数据传输技术作出改进才是明智的出路,VESA显然非常清楚这一点。但DP的物理层设计于十多年前,初衷是为了取代VGA和DVI这两个“老家伙”,那时候根本想不到要扩展到今天这样的带宽。

VESA采用了一个很聪明的办法:借道。他们参考了Intel近期开放的雷电3标准。基于USBType-C介质面的雷电3最早的应用可以追溯到年,它共有4个20Gbps的数据传输通道,一共能提供80Gbps的最大带宽,在默认的双向全双工工作状态下,带宽为40Gbps。我们并不清楚VESA这些年是在等待Intel开放雷电3,还是因为雷电3的开放给VESA指明了道路。总之Intel此举真是功德无量,一下拯救了USB4和DP2.0两大标准

从“新”连接

鉴于雷电3、DP2.0、USBType-C在物理结构上是一样的,这使得USBType-C也成了DP官方接口标准之一。VESA综合考虑成本、技术、市场等多方面因素后,最终决定DP2.0采用了两个物理接口:一是继续利用原有DP接口并向下兼容,二是利用USBType-C接口(工作在DPalt模式)

采用雷电3的物理层设计

之前的DP标准的物理层一直没有变动过,使用了超过十年的时间,已经跟不上时代的发展,在面对高分辨率带来的带宽挑战时力不从心。于是VESA组织在制定DP2.0标准时参考了Intel近期开放出来的雷电3标准,它一共有4个数据传输通道,正巧DP也是设计了4个通道。雷电3标准一共能够提供80Gbps的带宽,在默认的双向全双工工作状态下,带宽为40Gbps,而视频信号传输为单向,并不需要全双工,所以可以利用上雷电3的最大带宽——80Gbps

物理层引入新的标准带来变化首先体现的就是线缆的改变,不过好在雷电3采用的接口就是USB-C接口,而USB-C标准天生就支持DP替代模式来进行视频信号的输出,因此USB-C也正式成为了DP官方指定的接口标准之一,另外原来的DP接口继续保留,不过需要新的线材才能支持DP2.0。

采用线材分级进行管理

对于原有的DP接口,因为物理层的改变,老版本的线材无法兼容2.0标准,因此VESA一并制定了符合2.0新标准的DP线材标准——UHBR(UltraHighBitRate超高比特率)标准,分为三档,以每通道带宽为名,分别命名为UHBR10、13.5、20。里面的数字实际上就是各自的每通道带宽。UHBR10作为最低标准的拥有10×4=40Gbps的理论带宽,单纯传输8K视频已经足够了,关键是它对线缆要求很低,普通的无源铜线缆已经足够,并且传输距离可以达到2~3米,而高档的UHBR13.5和UHBR20就不一样了,高带宽带来的副作用就是传输距离的下降,为了解决长距离通信信号衰减的问题,线材中需要加入相应的放大和控制芯片,成本自然也会上升。UHBR10也符合VESA曾经推出的DP8K线缆认证项目,也就是说,通过了8K认证的DP线缆就符合UHBR10的信号传输要求。

编码效率管理

在物理层上引入了雷电3的设计,那么编码方式也需要做出对应的改进才能达到相应的带宽。之前版本的DP标准采用的是8b/10b的编码方式,这种编码方式的效率仅为80%,所以DP2.0如同USB3.1Gen2标准改变了USB原来的8b/10b编码标准那样,引入了同样的b/b编码方式,在编码效率上从原来的8b/10b的80%提高到了97%,几乎榨取干净了编码方式的效率提升可能性。同样做出改变的还有在DP1.4时引入的DSC(DisplayStreamCompression显示流压缩技术)采用的前向纠错技术。现在前向纠错将默认对所有数据流开启,包括未压缩的和经过DSC压缩的都会有前向纠错技术加持。

其他改进追踪

数据压缩

DP1.4引入的DSC在新版本中加强成为了核心标准,任何支持DP2.0标准的设备都必须同时支持对DSC数据流的编解码与传输,不过并不会强制使用DSC技术进行视频流的传输。

电源效率改进

而在节能方面,DP2.0同样支持VESA新的“面板重放(PanelReplay)”技术,这项技术允许系统只传输有图像更新部分的数据来达到节能的目的。对于小型电子设备,面板重放技术的节能效果可以延长续航时间,并且因为特性内置于DP2.0标准中,不再需要额外的控制芯片来达成目的,变相达到了更加节能的目的。

多显示流支持改进

DP1.X时代的多显示流特性需要显示设备同时支持解码DP数据流,对于一个超高带宽的数据流来说,要去解码它并不容易。而DP2.0改进了这一点,现在只要求显示设备支持DP数据流的传递即可使用多显示流特性。

总结展望

以上种种手段,最后带来的成果便是DP2.0带宽的飞跃,最大理论带宽从32.4Gbps进步了2.47倍达到了80Gbps,而最大有效带宽从25.92Gbps提升到了77.4Gbps,接近提升了3倍之多。

作为一个无授权费用的开放标准,DP在显示器端已经基本普及,而在高刷新率显示器逐渐流行的今天,DP的使用率正在不断上升。在笔记本领域,DP因为USB-C的普及与以苹果为代表的一众笔记本厂商的推动,已经有了非常高的使用率。从技术角度来看,DP标准拥有着目前市场上最先进的技术与最高的带宽,其主要竞争对手HDMI最新版本的带宽也仅有48Gbps,刚刚满足8k

30fps的需求,对于更高分辨率,就需要使用DSC来支持了。

未来终有一天采用电信号进行的数据传输将走到带宽提升的尽头,到那时,目前在网络传输上已经普及的光纤通信会走进PC主流市场成为桌面各种连接的物理基础吗?让我们拭目以待。


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