DisplayPort 在電視中的應用
DisplayPort是視頻電子標準協會(Video Electronic Standards Association-VESA)新的接口標準,簡化了顯示設計及其相關的連接。它還以強大的電氣特性支持更高的分辨率。雖然從目前的應用來看,DisplayPort接口主要應用于筆記本和顯示器,但其也適用于數字電視等很多嵌入式和內部應用。
DisplayPort是一個高帶寬、雙向顯示互連,可以實現內置和外置顯示連接的通用新一代接口標準。憑借可擴展SerDes技術及改變通道數和速度,顯示系統可采用DisplayPort接口標準來支持各種分辨率,使其成為數字電視的理想選擇。表1顯示了一些由不同速度和通道數支持的DisplayPort的分辨率實例。
當今的數字電視應用中有多種接口,如HDMI、VGA、RS-232、RGB等。多個接口增加了面板的重量和厚度,還增加了連接電視的電纜數,使電視很難被掛在墻上。解決這個問題的一個新辦法就是將所有的接口置于一個機頂盒內,在機頂盒和面板中只有一根電纜(見圖1),確保面板輕薄,使其很容易掛在墻上。
圖1 電視到機頂盒的配置
系統電纜是一個外部音視頻接口,它為電視顯示器接口帶來了新的要求。它需要支持長距離的數據傳送和120Hz刷新率的數據帶寬。該接口的數據需要得到協議的保護,如高清內容保護(high-definition content protection-HDCP)。
對于外部接口,大多數字電視還在使用系統芯片間或電路板間的低壓差分信號(Low-Voltage Differential Signaling-LVDS)接口。因其簡單易用,已經存在了很多年,而且不斷進行擴展,在速度和距離方面遠遠超過了最初預期。盡管如此,LVDS因其高電壓和擺幅限制了其支持更高的分辨率、更快的刷新率和長距離應用技術的發(fā)展。高達135MHz的雙通道LVDS可支持120Hz 1080p的分辨率,但是誤碼率過高,所以無法支持更高的分辨率。如果使用一半速度的四通道LVDS,那么連接電纜數將變得很多,以至于電路板布局都成了問題。每個LVDS鏈路以指定頻率的7倍運行,也就是說,135MHz頻率對應的是945MHz的鏈路速度。此外,增加的鏈路數、高共模電壓(3.3V)和擺幅,以及LVDS鏈路上的解密數據,會導致嚴重的電磁干擾(EMI)問題。
新一代電視顯示器接口不僅要面對代替內部接口的挑戰(zhàn),而且還要滿足外部接口的需求。由于其更高的分辨率和更低的電磁干擾特性,DisplayPort成為了LVDS可行和強大的替代品。嵌入式時鐘和8B10B代碼的采用可實現比LVDS更低的電磁干擾。DisplayPort還是一個理想的外部接口,因為它可以高達15~30m,還可以支持HDCP。圖2為采用DisplayPort 接口的一個電視面板的框圖。
圖2 采用DisplayPort接口的電視面板
如圖2所示,DisplayPort還可以實現電視面板的直驅,使得定標器或視頻處理器集成到計時控制器(timing controller-TCON)中或者直接放入機頂盒中。
DisplayPort還是一個具有專用雙向命令通道(AUX)的智能顯示器接口。AUX的優(yōu)勢遠不止這些,因為它可實現電視設計范例的變換,可以取代現有的速度較慢的命令接口,如I2C,并實現系統軟件和顯示信號間更好的一致性,這將有助于這些設備的大數據量的圖像處理。AUX 通道還便于電視系統設計階段的調試。該機頂盒上的處理器可以編程,以運行預設調試或測試軟件,實現運行時間檢查或錯誤狀態(tài)恢復。
在運行過程中,AUX通道可傳達面板和機頂盒間的控制信息。該控制信息可用于管理新的算法,如LED背光控制、伽馬表或其他基于圖像的顯示調整。
相比HDMI,DisplayPort是新一代接口的更好選擇,因為DisplayPort是一個由從原始設備制造商(OEM)到電纜制造商等許多公司支持的開放的接口標準。它適用于內部和外部接口,具有更好的抗電磁干擾特性,因為其鏈路速度來自于像素時鐘,能夠實現更低的電磁干擾。
結論
DisplayPort 是一個技術強大的接口標準,能夠滿足新一代電視平臺內部和外部接口需求。可實現內容保護、適合SerDes的速度或增加鏈路數等功能的靈活性,都使其適用于各種屏幕尺寸、分辨率和刷新率的電視應用。