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DVI视频接口,HDMI视频端子,DP(display pot)接口对比  

2012-03-14 21:27:48|  分类: 安防技术 |  标签: |举报 |字号 订阅

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  高清数字接口的标准之争愈演愈烈,衰老的DVI(数字可视化界面接口)、旺盛的HDMI(高清晰度多媒体接口)以及前景光明的DisplayPort(下一代显示接口)成为这次竞争的主角。随着HDMI和DisplayPort技术的逐渐成熟,两者各自的优势也日趋明显,在DVI日趋衰落之时,他们的路该怎么走?

  DVI将淡出市场

  随着全高清技术的发展,HDMI接口逐渐在市场上占据有利位置。In-Stat的数据显示,DVI设备在2007年的出货量为1.12亿部,到了2011年,这一数字就将迅速下滑至300万部。相比之下,HDMI设备在去年全球的出货量为1.43亿部,占据了统治地位。

  In-Stat同时表示,虽然HDMI在2007年占据了统治地位,惠普、索尼、东芝等也都推出了HDMI笔记本等产品,但DVI的最终继任者将是DisplayPort,看好该技术的厂家也更多、更有力量,包括英特尔、AMD、超威半导体、戴尔、联想、惠普、三星、飞利浦等业界巨头。

  从技术层面来说,DVI只能传送视频信号,而音频要另外单独处理。与DVI相比,HDMI和DisplayPort拥有更高带宽和分辨率等特性,还能集视频传输和音频传输于一身,大大简化线缆连接设置。而更重要的是,HDMI可以兼容DVI,只要增添一个转换器,两者便可进行连接。

  正因为HDMI对DVI的兼容性,导致了很多整机厂商在安装HDMI接口后便放弃了DVI。海信技术副总工程师张建萍告诉记者:“HDMI接口只需一条线便可连接音视频,比DVI便捷许多,目前海信新上市的机型已经基本不再配备DVI接口了。”

  与此同时,硅谷数模半导体中国区高级经理李秀东在接受《中国电子报》记者采访时指出,DVI接口不会立即退出市场,目前支持DVI的外设还有很多,立即退市是不现实的。但是DVI的缺点在于互联互通性能差,而DisplayPort则能在这方面予以很好的补充。

  DisplayPort风头正起

  原本高清数字接口标准应有四股势力,分别是HDMI、DisplayPort、DVI和UDI(统一显示接口)。但随着支持UDI的Intel转投DisplayPort,以及DVI的淡出,HDMI与DisplayPort两强相争的局面已经形成。

  目前消费电子阵营主要采用HDMI,而PC阵营更倾向于采用DisplayPort。李秀东告诉记者,应用HDMI标准的设备主要集中在家用以及部分手持消费类电子的领域,如电视、碟机、数码相机、数码摄像机等等。DisplayPort的应用主要集中在PC以及系统内部的应用上,主要包括显卡和显示器之间的互联以及电脑内部互联。例如一些大的个人电脑厂商戴尔、惠普和联想等,都表示支持国际视频电子标准协会制定的DisplayPort标准。

  技术层面上,HDMI和DisplayPort旗鼓相当、各有优劣。HDMI1.3版本的带宽也已增至10.2Gbps,还解决了HDMI1.2版无法支持1080p的局限性。DisplayPort支持的数据传输率达到了10.8Gbps,在DisplayPort1.1版还加入了对HDCP(动态主机分配协议)版权保护的支持。目前,HDMI已经有接近500种产品的实际应用,在普及性上占有优势;而DisplayPort主要在传送带宽、显示分辨率等方面更为优秀。

  随着双方技术的不断增强,HDMI和DisplayPort之间的界限也逐渐模糊,双方融合之势也逐渐显现。其中HDMI在这次竞争中又取得了先机:一方面,HDMI维持了在数字电视、碟机方面的统治地位;另一方面,HDMI在许多电脑代工贴牌厂商的笔记本以及台式机上都配备接口,随着整合芯片组产品的进步,其在中端主板上也开始标配HDMI接口,以满足消费者对高清以及数字娱乐的需求。事实上,明基、戴尔、惠普、三星、索尼及东芝等全球知名的个人电脑制造商,也已经宣布生产或提供带有HDMI接口的台式电脑与笔记本电脑。

  不过,据业内人士介绍,目前HDMI在个人电脑领域并不是主流配置,而主要用于消费娱乐类PC。它一般作为创新点配备在显卡中,在电脑连接电视、数字视频光盘以及播放器等设备时使用。

“零收费”为哪般?

  就目前而言,HDMI的收费共包括三部分:首先要缴纳1万美元管理年费取得资格;其次每台终端还需要向技术拥有方缴纳5~15美分专利费用;第三,企业生产的各型号电视还需要缴纳测试费用,第一个HDMI接口为7500美元,随后每增加一个接口需支付1500美元。

  相比之下,DisplayPort“零收费”策略的优势便显而易见。那他们为什么抛弃唾手可得的利润呢?

  记者了解到,DisplayPort不仅要在不同设备之间的连接领域占领市场,还要在设备内部的连接方面取代LVDS(低压差分信号)。简单地说,DisplayPort要创造一个大型的开放管道,让密集的视频信号从半导体元件通向PCB(印刷电路板)、设备,再到其他设备,形成为其一手掌握的大型连接系统。而这种技术是LVDS所不能承担的。LVDS只是液晶面板与驱动板之间的主流接口,要支持更高的分辨率和色彩深度,就需要增加LVDS的端口数量。而DisplayPort可以大幅减少所需的连接线数量,只需一对线就可支持达SXGA+(1400×1050)的分辨率,两对线就能支持1920×1200的液晶面板。

  李秀东向记者表示:“DisplayPort至2009年底会把重心一直放在PC领域。”由此可见,DisplayPort现阶段欲求在PC领域稳扎稳打,将HDMI/DVI以及LVDS通吃。不过,面临HDMI/DVI的快速发展和LVDS的日趋成熟,“零收费”战略的结果怎样,还有待时间的检验。

  相关链接

  关于HDMI标准

  HDMI采用非经压缩的宽带传输,高质量的音频、视频传送,在单一的线缆上可以传输音频、视频。全世界目前有440家以上的制造商已经加入HDMI协会。2006年大概有6000万台各式vU样的产品,包括光盘、机顶盒、数字电视、平板电视都带有HDMI的接口。HDMI是一个动态的标准,新的1.3版本的规格,扩充它的带宽到10万兆。另外2006年7月份在北京一个发布会公布,HDMI已将年费从1.5万美元降低到1万美元。

  关于DisplayPort标准

  2006年5月3日,新开发的DisplayPort接口标准得到国际视频电子标准协会的成员公司批准。该标准设计为适用于整个业界的一个公开、可扩展的标准,由视频电子标准协会组织开发。DisplayPort组织由众多晶体显示器、连接器、计算机显示器、电视显示屏、投影仪和计算机行业中技术领先的知名公司组成。该标准无需缴纳版权及专利费,旨在降低系统平台的成本,并在计算机、数字电视和组件中形成通用的数字视频/音频接口标准。

  关于DVI标准

  DVI接口是以Silicon Image(西霸)公司的PanalLink接口技术为基础,基于TMDS(Transition Minimized Differential Signaling,最小化传输差分信号)电子协议作为基本电气连接。TMDS是一种微分信号机制,可以将像素数据编码,并通过串行连接传递。显卡产生的数字信号由发送器按照TMDS协议编码后通过TMDS通道发送给接收器,经过解码送给数字显示设备。一个DVI显示系统包括一个传送器和一个接收器。

HDMI端子

    HDMI的英文全称是“High Definition Multimedia”,中文的意思是高清晰度多媒体接口。HDMI接口可以提供高达5Gbps的数据传输带宽,可以传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号。同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换,可以保证最高质量的影音信号传送。应用HDMI的好处是:只需要一条HDMI线,便可以同时传送影音信号,而不像现在需要多条线材来连接;同时,由于无线进行数/模或者模/数转换,能取得更高的音频和视频传输质量。对消费者而言,HDMI技术不仅能提供清晰的画质,而且由于音频/视频采用同一电缆 ,大大简化了家庭影院系统的安装。

    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。2002年岁末,高清晰数字多媒体接口(High-definition Digital Multimedia Interface)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。而因为一个1080p的视频和一个8声道的音频信号需求少于4GB/s,因此HDMI还有很大余量。这允许它可以用一个电缆分别连接DVD播放器,接收器和PRR。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。

 

 

什么是HDMI接口?

导 读
  HDMI是新一代的多媒体接口标准,全称是High-Definition Multimedia Interface,中文意思为高清晰多媒体接口,该标准由索尼、日立、松下、飞利浦、东芝、Silicon image、Thomson (RCA)等7家公司在2002年4月开始发起的。

HDMI是新一代的多媒体接口标准,全称是High-Definition Multimedia Interface,中文意思为高清晰多媒体接口,该标准由索尼、日立、松下、飞利浦、东芝、Silicon image、Thomson (RCA)等7家公司在2002年4月开始发起的。其产生是为了取代传统的DVD碟机、电视及其它视频输出设备的已有接口,统一并简化用户终端接线,并提供更高带宽的数据传输速度和数字化无损传送音视频信号。

2002年12月,7家公司正式推出了HDMI 1.0规格。

  2004年5月,HDMI 1.1规格发布。

  2005年8月,推出了HDMI的1.2版,为了更好的兼容PC系统,1.2版增加了若干条非常重要的改进,以方便PC连接和数字音频流等的传输。

  2005年12月,推出HDMI 1.2a标准增加了CEC功能,并且完善了测试规范,CEC功能可以通过一个遥控器对所有家庭娱乐设备进行控制。

  2006年5月22日,制定HDMI标准的7家企业共同宣布了HDMI 1.3,新标准将带宽和速率都提升了2倍以上,达到了340MHz的带宽和10.2Gbps速率,以满足最新的1440P/WAXGA分辨率的要求。

  传统的AV复合和色差接口都需要独立分开音频和视频数据线来传输信号,同为数字接口的DVI接口则并不支持音频传输,目前唯有HDMI具备了在一条数据线上同时传送影音信号的能力,因此人们也习惯把HDMI称为高清一线通。

提起数码产品的接口,大家都能列举出一大片,什么S端子、AV端子、色差分量接口、VGA接口、DVI接口……而说到HDMI数字信号接口,消费者更不会陌生,作为最新一代的数字接口,HDMI已经广泛应用于各种数码产品上,不管是平板电视、DVD碟机、高清播放机,还是投影仪、数码摄像机、液晶显示器,以及蓝光DVD和HD DVD,都少不了HDMI数字信号接口的身影。


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  消费者对HDMI接口的优点都非常了解,这里笔者也不准备再多介绍,提起为何HDMI接口有这些优点可能大家就不清楚了,HDMI接口在数据的保密技术上的优势获得了众多企业的推崇,那么到底其又有何特点,下面将给大家一一解开谜底。
HDMI的基本传输原理
  HDMI(High-Definition Multimedia Interface)又被称为高清晰度多媒体接口,是首个支持在单线缆上传输,不经过压缩的全数字高清晰度、多声道音频和智能格式与控制命令数据的数字接口。HDMI接口由Silicon Image美国晶像公司倡导,联合索尼、日立、松下、飞利浦、汤姆逊、东芝等八家著名的消费类电子制造商联合成立的工作组共同开发的。HDMI最早的接口规范HDMI1.0于2002年12月公布,目前的最高版本是于今年6月发布的HDMI1.3规范。
  HDMI源于DVI接口技术,它们主要是以美国晶像公司的TMDS信号传输技术为核心,这也就是为何HDMI接口和DVI接口能够通过转接头相互转换的原因。美国晶像公司是HDMI八个发起者中唯一的集成电路设计制造公司,是高速串行数据传输技术领域的领导厂商,因为下面要提到的TMDS信号传输技术就是它们开发出来的,所以这里稍微提及一下。
  TMDS(Transition Minimized Differential Signaling)也被称为最小化传输差分信号,是指通过异或及异或非等逻辑算法将原始信号数据转换成10位,前8为数据由原始信号经运算后获得,第9位指示运算的方式,第10位用来对应直流平衡(DC-balanced,就是指在编码过程中保证信道中直流偏移为零,电平转化实现不同逻辑接口间的匹配),转换后的数据以差分传动方式传送。这种算法使得被传输信号过渡过程的上冲和下冲减小,传输的数据趋于直流平衡,使信号对传输线的电磁干扰减少,提高信号传输的速度和可靠性。
  一般情况下,HDMI连接由一对信号源和接受器组成,有时候一个系统中也可以包含多个HDMI输入或者输出设备。每个HDMI信号输入接口都可以依据标准接收连接器的信息,同样信号输出接口也会携带所有的信号信息。HDMI数据线和接收器包括三个不同的TMDS数据信息通道和一个时钟通道,这些通道支持视频、音频数据和附加信息,视频、音频数据和附加信息通过三个通道传送到接收器上,而视频的像素时钟则通过TMDS时钟通道传送,接收器接受这个频率参数之后,再还原另外三个数据信息通道传递过来的信息。
视频和音频信号传输
  HDMI输入的源编码格式包括视频像素数据、控制数据和数据包。其中数据包中包含有音频数据和辅助信息数据,同时HDMI为了获得声音数据和控制数据的高可靠性,数据包中还包括一个BCH错误纠正码。HDMI的数据信息的处理可以有多种不同的方式,但最终都是在每一个TMDS通道中包含2位的控制数据、8位的视频数据和4位的数据包。HDMI的数据传输过程可以分成三个部分:视频数据传输期、岛屿数据传输期和控制数据传输期。


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HDMI数据传输示意图,HDMI有三个TMDS数据信息通道


  视频数据传输期,HDMI数据线上传送视频像素信号,视频信号经过编码,生成3路(即3个TMDS数据信息通道,每路8位)共24位的视频数据流,输入到HDMI发射器中。24位像素的视频信号通过TMDS通道传输,将每通道8位的信号编码转换为10位,在每个10位像素时钟周期传送一个最小化的信号序列,视频信号被调制为TMDS数据信号传送出去,最后到接受器中接收。
  岛屿数据传输期,TMDS通道上将出现音频数据和辅助数据,这些数据每4位被一组,构成一个上面提到的4位数据包,数据包和视频数据一样,被调制为10位一组的的TMDS信号后发出。视频数据传输期和岛屿数据传输期均开始于一个Guard Band保护频带,Guard Band由2个特殊的字符组成,这样设计的目的在于在明确限定控制数据传输期之后的跳转是视频数据传输期。


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HDMI的数据传输周期示意图:左到右分别为控制数据传输期、岛屿数据传输期、视频数据传输期


  控制数据传输期,在上面任意两个数据传输周期之间,每一个TMDS通道包含2位的控制数据,这一共6位的控制数据分别为HSYNC(行同步)、VSYNC(场同步)、CTL0、CTL1、CTL2和CTL3。每个TMDS通道包含2位的控制数据,采用从2位到10位的的编码方法,在每个控制周期最后的阶段,CTL0、CTL1、CTL2和CTL3组成的文件头,说明下一个周期是视频数据传输期还是岛屿数据传输期。
  岛屿数据和控制数据的传输是在视频数据传输的消隐期,这意味着在传输音频数据和其他辅助数据的时候,并不会占据视频数据传输的带宽,并且也不要一个单独的通道来传输音频数据和其他辅助数据,这也就是为什么一根HDMI数据线可以同时传输视频信号和音频信号的原因。
HDMI的高音视频带宽
  HDMI的数据信息的处理可以有多种不同的方式,也就是说HMDI支持多种方式的视频编码,通过对3个TMDS数据信息通道的合理分配,既可以传输RGB数字色度分量的4:4:4信号,也可以传输YCbCr数字色差分量的4:2:2信号,最高可满足24位视频信号的传输需要。
  HDMI每个TMDS通道视频像素流的速率一般在25MHz~165MHz之间,HDMI1.3规范已经将这一上限提升到了225MHz,当视频格式的速率低于25MHz时,将使用像素重复法来传输,即视频流中的像素被重复使用。以每个TMDS通道最高165MHz的频率计算,3个TMDS通道传输R/G/B或者Y/Cb/Cr格式编码的24位像素视频数据,最高带宽可以达到4.95Gbps,实际视频信号传输带宽接近4Gbps,而现在最高规格的高清视频格式1080p所需的带宽仅仅为2.2Gbps,因此HDMI拥有的充足带宽不仅可以满足现在高清视频的需要,在今后相当长一段时间内都可以提供对更高清晰度视频格式的支持。
  除了高的视频信号带宽之外,HDMI还在协议中加入了对音频信号传输的支持,形成了业界首个单线缆多媒体接口协议。HDMI的音频信号不占用额外的通道,而是采用和其他辅助信息一起组成数据包,利用3个TMDS通道在视频信号传输的消隐期,以岛屿数据的形式传送。即使在传输1080p(60Hz)的视频信号的时候,还可以提供最高8路,每路采样频率192kHz的高质量音频信号,相比之下,CD音频制式44.1kHz的两声道信号,以及最新的DVD-Audio音频格式96kHz的6声道信号,就相形见绌了。
更多接口知识:九大视频接口全接触


九大视频接口全接触
1 射频
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  天线和模拟闭路连接电视机就是采用射频(RF)接口。作为最常见的视频连接方式,它可同时传输模拟视频以及音频信号。RF接口传输的是视频和音频混合编码后的信号,显示设备的电路将混合编码信号进行一系列分离、解码在输出成像。由于需要进行视频、音频混合编码,信号会互相干扰,所以它的画质输出质量是所有接口中最差的。有线电视和卫星电视接收设备也常用RF连接,但这种情况下,它们传输的是数字信号。
2 复合视频
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  不像射频接口那样包含了音频信号,复合视频(Composite)通常采用黄色的RCA(莲花插座)接头。“复合”含义是同一信道中传输亮度和色度信号的模拟信号,但电视机如果不能很好的分离这两种信号,就会出现虚影。
3 S端子
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  S端子(S-Video)连接采用Y/C(亮度/色度)分离式输出,使用四芯线传送信号,接口为四针接口。接口中,两针接地,另外两针分别传输亮度和色度信号。因为分别传送亮度和色度信号,S端子效果要好于复合视频。不过S端子的抗干扰能力较弱,所以S端子线的长度最好不要超过7米。
4 色差
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  色差(Component)通常标记为Y/Pb/Pr,用红、绿、蓝三种颜色来标注每条线缆和接口。绿色线缆(Y),传输亮度信号。蓝色和红色线缆(Pb和Pr)传输的是颜色差别信号。色差的效果要好于S端子,因此不少DVD以及高清播放设备上都采用该接口。如果使用优质的线材和接口,即使采用10米长的线缆,色差线也能传输优秀的画面。
5 VGA
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  VGA(Video Graphics Array)还有一个名称叫D-Sub。VGA接口共有15针,分成3排,每排5个孔,是显卡上应用最为广泛的接口类型,绝大多数显卡都带有此种接口。它传输红、绿、蓝模拟信号以及同步信号(水平和垂直信号)。使用VGA连接设备,线缆长度最好不要超过10米,而且要注意接头是否安装牢固,否则可能引起图像中出现虚影。
6 DVI
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  DVI(Digital Visual Interface)接口与VGA都是电脑中最常用的接口,与VGA不同的是,DVI可以传输数字信号,不用再进过数模转换,所以画面质量非常高。目前,很多高清电视上也提供了DVI接口。需要注意的是,DVI接口有多种规范,常见的是DVI-D(Digital)和DVI-I(Intergrated)。DVI-D只能传输数字信号,大家可以用它来连接显卡和平板电视。DVI-I则在DVI-D可以和VGA相互转换。
关于DVI接口更详细信息请参考DVI接口详解
7 HDMI
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  HDMI(High Definition Multimedia Interface)接口是最近才出现的接口,它同DVI一样是传输全数字信号的。不同的是HDMI接口不仅能传输高清数字视频信号,还可以同时传输高质量的音频信号。同时功能跟射频接口相同,不过由于采用了全数字化的信号传输,不会像射频接口那样出现画质不佳的情况。对于没有HDMI接口的用户,可以用适配器将HDMI接口转换位DVI接口,但是这样就失去了音频信号。高质量的HDMI线材,即使长达20米,也能保证优质的画质。
8 IEEE 1394
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  IEEE 1394也称为火线或iLink,它能够传输数字视频和音频及机器控制信号,具有较高的带宽,且十分稳定。通常它主要用来连接数码摄像机、DVD录像机等设备。IEEE 1394接口有两种类型:6针的六角形接口和4针的小型四角形接口。6针的六角形接口可向所连接的设备供电,而4针的四角形接口则不能。
9 BNC
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  BNC(同轴电缆卡环形接口)接口主要用于连接高端家庭影院产品以及专业视频设备。BNC电缆有5个连接头,分别接收红、绿、蓝、水平同步和垂直同步信号。BNC接头可以让视频信号互相间干扰减少,可达到最佳信号响应效果。此外,由于BNC接口的特殊设计,连接非常紧,不必担心接口松动而产生接触不良。
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