Displayport обозначение. Цифровой интерфейс DisplayPort: рассматриваем в подробностях

Nokia 25.07.2019

Nokia

DisplayPort (DP, Display Port ) — интерфейс, являющийся стандартом принятым VESA (Video Electronics Standard Association ) 3 Мая 2006 года и предназначенный для передачи аудио, видео, USB и других данных с высокой скоростью.

Разработан как высокоэффективный интерфейс, который смог бы полностью вытеснить с рынка устаревающие иинтерфейсы. Совместимость с данными стандартами всё же сохранена при помощи специальных адаптеров. DisplayPort имеет все те же функции, что и стандарт, но не предназначается для его замены.

Стандарт VESA подразумевает, что не нужно отчислять дополнительные деньги (роялти) за использование данного порта. За использование HDMI к примеру, необходимо отчислять минимум 4 цента и то при условии, что на буклетах и корпусе устройства есть пометка с надписью HDMI . Если без пометок, то все 15 центов .

Как работает DisplayPort .

В DisplayPort реализована совсем другая система для передачи данных, нежели в предыдущих интерфейсах. Применяется пакетная передача данных, наподобие как в интерфейсах , или Ethernet . Это является большим плюсом, так как сигнал не направлен именно на какое то устройство, он может быть разделён для нескольких благодаря пакетной передаче. Всё это позволяет уменьшить количество контактных площадок на разъёме и большие возможности для расширения полосы пропускания без изменения стандарта. Но есть и недостаток, который уменьшает полосу пропускания. Так как сигнал кодируется методом 8b/10b , эффективная пропускная способность составляет 80% , а два бита из десяти используются для служебной информации и корректировки ошибок.

Интерфейс может передавать как видео сигнал, так и аудио, причём это возможно и по отдельности. Аудио сигнал может передаваться на 8 каналов с качеством 192 кГц 24 bit без сжатия.

Видео поток может передаваться от 18 битного цветового представления до 48 битного , что позволяет использовать интерфейс совместно с мониторами имеющими расширенный цветовой охват (при поддержке со стороны источника сигнала).

DisplayPort имеет двунаправленный, полудуплексный дополнительный канал для управления устройством, передачи служебной информации и поддержки VESA EDID , DPMS , MCCS . Плюс ко всему, по данному каналу может передаваться двунаправленный USB сигнал.

Версии DispalyPort, отличия .

DisplayPort 1.0

Представлена 3 Мая 2006 года. Первая версия стандарта. Скорость передачи данных 8,64 Гбит/с. Длинна кабеля — до двух метров.

DisplayPort 1.1a

Представлен 2 Апреля 2007 года. Получил возможность использовать оптоволоконные и другие технологии для передачи сигнал. Это позволяет передавать данные на большие расстояния без потери сигнала. Также появилась поддержка 40 bit HDCP .

DisplayPort 1.2

Представлен 22 Декабря 2009 года. Самое главное изменение со времён первой версии — в два раза увеличенная пропускная способность, которая теперь равняется 17,28 Гбит/с . Это позволило увеличить максимальное разрешение, глубину цвета и частоту обновления видео сигнала. Появилась поддержка нескольких видео потоков из одного источника сигнала, поддержка стереоскопического 3D изображения, значительное увеличение пропускной способности AUX канала до 720Мбит/c , поддержка Global Time Code (GTC ). Появилась поддержка новых цветовых пространств, таких как xvYCC , ScRGB , AdobeRGB 1998 . Осталась обратная совместимость со всеми предыдущими стандартами.

Портативные устройства .

Embedded DisplayPort 1.3 (для портативных устройств)

Предварительно представлен в феврале 2011 и включает в себя новые режимы Self-Refresh (PSR ), которые позволяют видеокарте отключать интерфейс если картинка на экране не изменяется, сохраняя неизменную картинку в кадровом буфере. Это изменение должно благоприятно отразиться на портативных устройствах и сроке их работы от батарей.

Технические характеристики DisplayPort:

Скорость передачи 8,64 Гбит/с (1.0) и 17,28 Гбит/с (1.2).
Глубина передаваемого цвета 6, 8, 10, 12, 16 бит на канал (18-48 бит в общем выражении).
Передача восьми канального звука 192 кГц 24 bit, с поддержкой инкапсуляции сжатых форматов.
Поддержка YCbCr и RGB (v1.0); поддержка ScRGB, Adobe RGB 1998, SRGB, xvYCC, RGB XR, DCI-P3 (v1.2);
Двунаправленный полудуплексный канал AUX до 1 Мбит (для v1.0), до 720 МБит (для v1.2).
128 битное AES шифрование DPCP (DisplayPort Content Protection), поддержка 40bit HDCP шифрования (с версии 1.1).
Поддержка до 63 аудио и видео потоков одновременно с разделением пакетов по времени (начиная с v1.2).
Кодирование сигнала методом 8b/10b. То есть на каждые 10 бит, приходится 2 служебных бита. Итоговая пропускная способность = 80%.
Поддержка внутренних и внешних подключений, что позволяет использовать стандарт для различных задач по передаче данных.
Поддержка 120 Гц, 3D видео сигнала (v1.2)

Преимущества стандарта DisplayPort над LVDS, VGA, DVI .

Крупные производители постепенно отказываются от устаревающих интерфейсов в пользу DisplayPort .

DisplayPort имеет такие преимущества в сравнении с VGA, DVI и LVDS:

DP полностью бесплатен.
DP постоянно совершенствуется.
Малое количество помех и наводок создаваемое кабелем DP.
Возможность передачи любых данных.
Плавное распределение между аудио и видео данными.
Возможность передачи на дальние расстояний при использовании оптического волокна (с v1.1a).
Значительно более высока пропускная способность.
Несколько видео потоков через одно соединение (с v1.2).
Внутренняя подстройка под длину кабеля и качество сигнала.
Возможность передавать сигнал на 15 метров, но с уменьшенной пропускной способностью (до 1920х1080, 60 Гц, 24 бита). Передача через кабель до 2-х метров идёт с полной скоростью.
Разъём с простой защёлкой.

Расширенный цветовой охват.

Производители мониторов с расширенным цветовым охватом 30 bit (1.07 млрд . оттенков) и более, для полного раскрытия возможностей рекомендуют именно DisplayPort . Другие порты, предназначены для передачи только 24 битного цветового охвата, в том числе и HDMI для PC. Тем не менее, для полноценной поддержки 30 bit , вам потребуется и профессиональный ускоритель уровня AMD FirePro или NVidia Quadro с DP .

На видеокартах чаще встречается не полноценный DisplayPort , а уменьшенный — mini DisplayPort (miniDP ).

Между миниатюрным и полноценным портами никакой разницы нет, кроме размера разъёмов.

В последнее время интерфейс DisplayPort все активней вытесняет старые способы подключения мониторов и других дисплеев. Например, производители видеокарт все чаще используют именно его вместо классического DVI-интерфейса. В этой статье мы расскажем о том, что такое DisplayPort, как он развивался и чем он отличается от своих конкурентов.

DisplayPort или DP – это цифровой интерфейс для подключения дисплеев позволяющий передавать видео изображение и звук. Интерфейс DisplayPort используется для подключения к компьютеру или домашнему кинотеатру мониторов, телевизоров, проекторов и других устройств для вывода изображения. Данный стандарт был принят в 2006 году организацией VESA, которая занимается стандартизацией в области видео электроники, и сейчас считается наиболее современным и актуальным среди всех интерфейсов для передачи цифрового видео изображения.

Основной особенностью и преимуществом интерфейса DisplayPort является то, что он передает информацию в виде пакетов, также как это происходит в таких интерфейсах как Ethernet, или . Среди всех интерфейсов, которые используются для подключения дисплеев, такой подход используется впервые. Пакетная передача позволяет передавать изображение высокого разрешения без применения большого количества контактов. Также данный подход делает DisplayPort расширяемым, это означает, что в новых версиях интерфейса могут быть добавлены новые возможности без значительных изменений на физическом уровне.

Интерфейс DisplayPort может применяться для одновременной трансляции как видео, так и аудио-потока. При этом каждый из этих потоков не является обязательным и может использоваться самостоятельно. Это означает, что с помощью DP вы можете передать на монитор или телевизор видео со звуком, видео без звука или только звук (без изображения). Для передачи видеопотока может использоваться от 6 до 16 бит на цветовой канал, а для передачи аудио-потока может использоваться до 8 каналов 24-бит 192 кГц.

История развития DisplayPort

С момента появления интерфейса DisplayPort, вышло несколько версий стандарта, которые отличаются скоростью передачи данных и набором возможностей.

Версии 1.0, 1.1 и 1.1a (2006-2008 годы) . Обеспечивают максимальную пропускную способность 10,8 Гбит/с и скорость передачи данных 8,64 Гбит/с. Длина кабеля до 2-х метров с возможность использования волоконно-оптические линий связи, которые значительно увеличивают длину кабеля без ухудшения качества изображения.
Версия 1.2 (2010 год) . Обеспечивает вдвое большую эффективную полосу пропускания (до 17,28 Гбит/с). Также версия 1.2 принесла повышение разрешения, глубины цвета, поддержку дополнительных цветовых пространств и другие улучшения.
Версия 1.2a (2013 год) . Внедряет поддержку адаптивной синхронизации VESA, что позволяет улучшить стабильность изображения в компьютерных играх.
Версия 1.3 (2014 год). Увеличивает общую пропускную способность передачи данных до 32,4 Гбит/с, также данная версия приносит поддержку новых разрешений, вплоть до 8К с частотой 30 Гц.
Версия 1.4 (2016 год) . Внедряет поддержку технологии Display Stream Compression (DSC), которая позволяет сжимать изображения без потери качества, и новые режимы работы, вплоть до 8К с частотой 60 Гц.

На данный момент DisplayPort 1.4 является самой новой и актуальной версией. Но, уже ведется разработка новой версии стандарта, которая должна принести очередное удвоение пропускной способности интерфейса (до 64,8 Гбит/с).

Поддерживаемые разрешения экрана

Интерфейс DisplayPort поддерживает достаточно широкий набор разрешений и частоты обновления экрана. В нижеприведенной таблице вы можете ознакомиться с их полным списков в зависимости от версии стандарта.

Разрешение экрана	Частота обновления экрана	DisplayPort 1.0-1.1a	DisplayPort 1.2-1.2a	DisplayPort 1.3	DisplayPort 1.4
1080p (1920 × 1080)	30 Гц	+	+	+	+
	60 Гц	+	+	+	+
	120 Гц	+	+	+	+
	144 Гц	+	+	+	+
	240 Гц	—	+	+	+
1440p (2560 × 1440)	30 Гц	+	+	+	+
	60 Гц	+	+	+	+
	75 Гц	+	+	+	+
	120 Гц	—	+	+	+
	144 Гц	—	+	+	+
	165 Гц	—	+	+	+
	240 Гц	—	—	+	+
4K (3840 × 2160)	30 Гц	+	+	+	+
	60 Гц	—	+	+	+
	75 Гц	—	+	+	+
	120 Гц	—	—	+	+
	144 Гц	—	—	—	Со сжатием
	240 Гц	—	—	—	Со сжатием
5K (5120 × 2880)	30 Гц	—	+	+	+
	60 Гц	—	—	+	+
	120 Гц	—	—	—	Со сжатием
8K (7680 × 4320)	30 Гц	—	—	+	+
8K (7680 × 4320)	60 Гц	—	—	—	Со сжатием

Чем DisplayPort отличается от HDMI

На данный момент одним из наиболее распространенных интерфейсов для подключения дисплеев является интерфейс HDMI. Сейчас этот интерфейс используется практически во всех устройствах, которые могут передавать или воспроизводить видео изображение. Поэтому и DisplayPort сравнивают в основном именно с HDMI.

Главное отличие HDMI и DisplayPort заключается в их области применения. Хотя HDMI и используется в компьютерной технике, но его основное предназначение это мультимедиа устройства, домашние кинотеатры, Blu-Ray проигрыватели, проекторы и другие подобные устройства. Основное предназначение DisplayPort – это компьютерная техника (персональные компьютеры, ноутбуки и т.д.).

Еще одно важное отличие, DisplayPort – менее зависим от кабелей, чем HDMI. Если для работы HDMI очень важно иметь кабель подходящей версии, то в случае с DP это не так критично. Все кабели DisplayPort поддерживаются всеми устройствами DisplayPort, вне зависимости от версии интерфейса на каждом устройстве или уровня сертификации кабеля. Все возможности DisplayPort доступны при использовании любого кабеля DisplayPort. Единственное ограничение – поддержка скорости передачи. Кабели с низкой скоростью передачи могут ограничивать максимально возможное разрешение или частоту обновления экрана.

Также DP более предпочтителен для любителей компьютерных игр. Этот интерфейс поддерживает адаптивные технологии синхронизации AMD FreeSync и Nvidia G-Sync, в то время как HDMI поддерживает только AMD FreeSync.

Данная статья будет полезна тем, кто задумался о приобретении нового монитора или о замене старого видеоадаптера. Разъем монитора может не подойти к имеющимся интерфейсам графического адаптера. Кроме того, от типа разъема зависит качество изображения, а каждый тип кабеля имеет свою критическую длину.

Прежде было достаточно для подключения к компьютеру монитора разъема VGA. Сегодня в повседневную жизнь приходят такие интерфейсы, как DVI, HDMI, DisplayPort. Каждый из них обладает своими преимуществами и недостатками, которые следует учитывать при апгрейде ПК. Следует знать всё про разъем монитора: типы, переходники, подключение.

1. Разъем VGA (Video Graphics Array) – аналоговый стандарт, предназначенный для мониторов с расширением 640*480. При увеличении разрешения, качество цифровой картинки ухудшается. Для получения изображения высокого качества требуются разъемы цифрового стандарта.

2. Цифровой интерфейс DVI (Digital Visual Interface) передает видеосигнал в цифровом формате и обеспечивает высокое качество цифрового изображения. Интерфейс имеет совместимость с аналоговым разъемом VGA (передает одновременно сигнал и в цифровом формате, и в аналоговом). Недорогие видеоплаты снабжены DVI-выходом с одноканальной модификацией (Single Link). В данном случае обеспечивается разрешение монитора 1920*1080. Более дорогие модели снабжены двухканальным интерфейсом (Dual Link) и могут поддерживать разрешение до 2560*1600. Для ноутбука разработан интерфейс mini-DVI.

3. Мультимедийный цифровой интерфейс с высоким разрешением HDMI (High Definition Multimedia Interface) чаще всего используется в устройствах домашнего развлечения (плоские телевизоры, blu-ray-плейеры). Разъем монитора также сохраняет высокое качество исходного сигнала. Вместе с этим интерфейсом была разработана и новая технология HDCP, защищающая контент от точного копирования, например, те же видеоматериалы.

С 2003 года (год создания) интерфейс несколько раз модифицировали, добавляя поддержку видео и аудиоформатов. Для небольших моделей техники создан миниатюризированный интерфейс. Им комплектуются многие устройства.

4. DisplayPort (DP) – новый цифровой интерфейс, предназначенный для соединения графических адаптеров с устройствами отображения. Текущая версия разрешает подключение нескольких мониторов при условии их последовательного подключения в цепочку.

На данный момент, устройств с таким портом немного, но у DP большое будущее. Его усовершенствованная модель DP++ (такое обозначение можно увидеть на разъемах ноутбуков или компьютеров) позволяет подключать мониторы с HDMI или DVI-интерфейсами.

5. USB (3.0) : подключение с помощью разъема USB стало возможным, когда появилась высокоскоростная версия интерфейса 3.0. Используя переходник DisplayLink можно подключить монитор с разъемом DVI/HDMI к USB порту ноутбука или компьютера.

Как «подогнать» разъем монитора и видеокарты?

Самый распространённый доступный по цене переходник на сегодня — DVI-I/VGA. Есть конвертеры, преобразующие выходной цифровой сигнал в аналоговый (например, DisplayPort/VGA), но такой вариант обойдется намного дороже.

Однако нужно еще кое-что учитывать при выборе переходника. Некоторые из них лишают имеющийся интерфейс некоторых преимуществ. Например, при подключении HDMI-разъема монитора или телевизора к разъему DVI будет отсутствовать звук.

Особенность версий разъема hdmi

При стыковке устройств с разными версиями интерфейсов HDMI, устройства будут выполнять функции только ранней версии. Например, при подключении 3D телевизора с поддержкой HDMI версии 1.4 к видеокарте с HDMI 1.2 все 3D-игры будут отображаться только в формате 2D.

Если сложилась такая ситуация, можно заменить драйвер на видеокарте на более новый. Используя программу 3DTV Play, можно получить возможность отображения 3D-графики на собственном телевизоре.

Какой разъем для монитора выбрать?

По данным тестирования, VGA-интерфейсы показывают самое низкое качество отображения. Для монитора с диагональю более 17 дюймов и разрешением более 1024*786 рекомендуется использовать разъемы DVI, HDMI, DisplayPort.

Как подключить монитор и ноутбук?

Чтобы подключить ноутбук к внешнему монитору, необходимо воспользоваться имеющимися разъемами. После чего можно будет, используя комбинацию кнопок «Fn + F8», переключаться между следующими режимами.

Можно использовать внешний монитор, как основной . При этом изображение будет выводиться только на внешний монитор, а на дисплее ноутбука картинка будет полностью отсутствовать (удобно для просмотра кинофильмов).

Можно использовать внешний монитор в режиме клона , т.е. одно и то же изображение будет отображаться и на экране ноутбука и на внешнем мониторе/телевизоре (удобно для проведения семинаров и презентаций).

Многоэкранный режим позволяет увеличить размер рабочего стола (растянуть), используя несколько мониторов (удобно при наборе текста и просмотре сообщений).

Максимальная длина кабеля

Длина кабеля зависит от типа подключения. При DVI-DVI соединении, максимально допустимая длина кабеля 10 м. При DVI-HDMI соединениях – не более 5 м. При соединениях с помощью разъема DisplayPort — не более 3 м. Соблюдение этих требований поможет получить максимальную скорость передачи данных. Если требуется передавать информацию на большее расстояние, придется прибегнуть к помощи усилителя сигнала.

При покупке видеокабеля следует выбирать хорошо экранированные модели. Это поможет избежать отрицательного влияния расположенных рядом электронных устройств на качество передаваемого видеосигнала. При использовании кабеля низкого качества может замедляться скорость передачи видеоданных. Что, в свою очередь, может привести к появлению на экране прерывистого изображения (наложению спектров).

Следует обратить внимание на наличие позолоченных контактов в разъеме монитора. Они противодействует появлению коррозии в местах с повышенной влажности воздуха. К тому же, такие контакты снижают сопротивление между штекером и разъемом, благодаря чему улучшается качество передачи данных.

– 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

Лет 10 назад – что для компьютерной техники означает в прошлом веке – для соединения системного блока ПК с монитором использовался интерфейс VGA, разработанный компанией IBM ещё в 1987 г. Компьютер – цифровое устройство, а кинескопный монитор – аналоговое, поэтому видеокарта ПК формировала аналоговый выходной видеосигнал, который с помощью интерфейса VGA и передавался монитору. Это всех устраивало, тем более что стандартной диагональю монитора было 14, 15, потом 17 дюймов, и полосы пропускания VGA хватало для передачи сигнала с требуемым разрешением и частотой кадровой развёртки.

С появлением жидкокристаллических мониторов ситуация изменилась. LCD монитор – это цифровое устройство, но у пользователей в ПК стояли в основном видеокарты с интерфейсом VGA, да и производители видеокарт не сразу перестроились. Поэтому в первые LCD мониторы устанавливали интерфейс VGA и аналого-цифровой преобразователь.

DVI – это полностью цифровой интерфейс, который был предназначен для связи системных блоков с мониторами, а потому передача звука не предусматривалось, и расстояние, на которое можно было передавать сигнал, было небольшим, всего несколько метров.

Возникла странная ситуация: аналоговый сигнал существовал только в кабеле, соединяющем видеокарту с монитором. Ясно, что такая ситуация инженеров не устраивала, и они задумались о создании нового цифрового интерфейса. Такой интерфейс был разработан консорциумом Digital Display Working Group и получил название DVI (Digital Video Interface, Цифровой видео интерфейс). Первая версия интерфейса была представлена в 1999 г.

Это уже был полностью цифровой интерфейс, но изначально он предназначался именно для связи системных блоков с мониторами, а потому передача звука не предусматривалось, и расстояние, на которое можно было передавать сигнал, было небольшим, всего несколько метров, а если требовалось большее расстояние, нужно было использовать т.н. активные удлинители интерфейса.

С 2008 г. через DVI с определёнными ограничениями и оговорками стало возможно передавать звук.

Интерфейс DVI выпускается в двух вариантах: DVI-I и DVI-D. Первый вариант допускает передачу сигнала VGA, но одновременная передача аналогового и цифрового сигнала невозможна: либо-либо.

Внедрение интерфейса HDMI, в отличие от DVI объясняется не только и не столько техническими причинами. Собственникам мультимедийного контента требовалось защитить его от несанкционированного копирования

DVI был спроектирован с запасом на будущее: Он существовал в варианте Single Link и Dual Link с удвоенной полосой пропускания, однако, как это часто бывает в хайтеке, все возможности DVI оказались невостребованными, потому что на смену ему пришёл новый интерфейс HDMI (High Definition Multimedia Interface - интерфейс для мультимедиа высокой чёткости). Первая версия интерфейса была представлена в 2002 г., а в прошлом году появилась актуальная на сегодняшний день версия 2.0.

Однако внедрение интерфейса HDMI, в отличие от DVI объясняется не только и не столько техническими причинами. Собственникам мультимедийного контента требовалось защитить его от несанкционированного копирования, поэтому в HDMI была включена система HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection, Защита широкополосного цифрового контента). По замыслу разработчиков, цифровой контент высокого разрешения не может выходить за пределы обрабатывающих его устройств в незашифрованном виде. Это решение создало изрядные проблемы пользователям, но, главное, система HDCP требует лицензионных отчислений: минимум 4 цента за каждое устройство (15 центов, если не указан логотип HDMI на продукте и в рекламных материалах). А если учесть количество лицензий в типичной мультимедийной системе, недовольство производителей понятно (рис. 2).

Возникла ситуация, напоминающая давний конфликт между стандартами IEEE-1394 и USB, когда неразумная лицензионная политика Apple привела к повсеместному отказу от этого технически очень хорошего (на то время) стандарта.

Вот и сейчас произошло нечто похожее. В 2007 г. VESA представила спецификацию 1.1 интерфейса DisplayPort, который технически совершеннее HDMI, а главное, не требует никаких лицензионных отчислений. Результат не замедлил сказаться. До лета 2011 г. DisplayPort являлся стандартом для новых продуктов семейства Apple Macintosh. Мониторы Apple последнего поколения (Apple LED Cinema Display) поддерживали исключительно вход DisplayPort. Компьютеры MacBook, MacBook Pro, MacBook Air имеют выход DisplayPort, к которому через специальный адаптер может также подключаться монитор DVI или VGA. Компьютеры Mac mini имеют выходы DisplayPort и DVI. К настоящему времени Mini DisplayPort заменён на аналогичный по внешнему виду, но более совершенный интерфейс Thunderbolt, который является обратно совместимым с ним.

В 2007 г. VESA представила спецификацию 1.1 интерфейса DisplayPort, который технически совершеннее HDMI, а главное, не требует никаких лицензионных отчислений.

DisplayPort поддерживают такие известные производители как Acer, AMD, ASUS, Apple, Analogix, ASRock, BENQ, Dell, Fujitsu, Genesis Microchip, Gigabyte, Hewlett-Packard, Hosiden Corporation, Intel, Integrated Device Technology, Lenovo, LG, Luxtera, Molex, NEC, Nvidia, NXP Semiconductors, Palit, Parade Technologies, Philips, Quantum Data, Samsung, Texas Instruments и Tyco Electronics.

Рассмотрим интерфейс DisplayPort более подробно.

Рис. 2. Количество лицензий в типичной мультимедийной системе

Прежде всего, отметим, что этот интерфейс ориентирован на LCD-дисплеи, видеопроекторы, и видеокарты ПК. Не исключено, что со временем DisplayPort вытеснит HDMI.

И, хотя DisplayPort имеет свою собственную систему защиты DPCP, он также поддерживает HDCP версии 1.3, что позволяет подключаться к устройствам BluRay и получать доступ к защищённому контенту.

DisplayPort работает с пониженными напряжениями, что способствует пониженному энергопотреблению. Это, в свою очередь снижает уровень электромагнитных помех и улучшает электромагнитную 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 у Dual Link DVI;
наличие уникальной микро-пакетной архитектуры;
опциональная поддержка аудио-функций;
наличием простой и удобной защёлки на разъёме, неизвестно почему отсутствующей в HDMI.

Общие сведения

Интерфейс DisplayPort включает в себя три канала передачи данных (рис.3):

основной канал (Main Link);
дополнительный канал (AUX CH – Auxiliary channel);
линия «горячего подключения» (HPD – Hot Plug Detect).

Рис.3 Интерфейс DisplayPort состоит из трёх каналов передачи данных

Основной канал

Основной канал предназначены для передачи графической информации. Этот канал состоит из четырёх линий, каждая из которых представляет собой дифференциальную пару. Поддерживаются 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 учётом количества задействованных линий, дана в табл.1.

Таблица 1. Пропускная способность интерфейса Display Port

Данные по линиям основного канала передаются последовательно, а использование дифференциальных пар повышает помехозащищённость линий. Данные, передаваемые по линиям основного канала, кодируются либо в формате RGB, либо в формате Y/C.

В зависимости от режима работа, выбранной кодировки цвета (RGB или Y/C), а также глубины цвета, 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 unit). Каждый микро-пакет передаётся по своей линии канала Main Link. Длина микро-пакета находится в диапазоне от 32 до 64 символов. При разбивке потока данных на пакеты осуществляется их выравнивание под соответствующее количество символов путём заполнения пакета «дополнительными» символами. Так, например, если длина пакета задана в 32 символа, а реальный пакет состоит из 28 символов, то к нему добавляется ещё 4 символа.

В периоды горизонтального и вертикального гашения развёртки основной поток видеоданных прерывается, и практически все символы пакетов становятся «дополнительными». Такие пакеты могут быть замещены пакетами потока атрибутов, содержащих информацию о высоте, ширине и других параметрах изображения, передаваемого в основном потоке. Эта информация используется дисплеем. Кроме того, во время интервалов вертикального и горизонтального гашения могут передаваться пакеты аудио-потока.

В спецификации DisplayPort различают два типа символов: символы данных и управляющие символы. Управляющие символы вставляются в пакеты, состоящие из символов данных. 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 – приёмное 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 15 м 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 (Extended Display Identification Data, этот канал 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. Сигнал HPD – это логический уровень с напряжением от 2,25 до 3,6 В. Логический уровень сигнала HPD управляется дисплеем. Низкий уровень соответствует возникновению событий, требующих реакции источника видеосигналов.

В зависимости от длительности, различают два варианта сигнала HPD:

Если сигнал HPD устанавливается 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.
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.

В стандарте указано, что при определённых условиях (низкочастотные режимы) длина кабеля DisplayPort может достигать 15 м (режим с частотой кадра 50 Гц и при использовании всех четырёх линий основного канала).

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 «землёй».

Кабели

Интерфейсный кабель для DisplayPort выпускается в двух модификациях:

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 надёжность передаваемых данных. Но, в принципе, она может быть и больше, если использовать режимы работы с низким разрешением. В частности, в стандарте указано, что при определённых условиях (низкочастотные режимы) длина кабеля может достигать 15 м (режим с частотой кадра 50 Гц и при использовании всех четырёх линий основного канала). В стандарте регламентировано практически все – от типа материалов, используемых для изоляции, до взаимного положения жил кабеля внутри общей изоляции. Поэтому, если планируется использовать дисплеи с высоким разрешением и большой глубиной цвета, необходимо приобрести качественные кабели.

Как уже отмечалось выше, все информационные линии интерфейса выполнены в виде дифференциальных пар. Величина сигналов на этих дифференциальных парах зависит от частоты передачи данных, т.е. от режима работы. Однако размах сигналов на дифференциальных информационных линиях должен находиться в диапазоне от 0,4 В до 1,2 В (с учётом допусков от 0,34 В до 1,38 В). 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 3,6 В, т.е. соответствует напряжению питания (см. рис.4).

Рис. 4. Диаграммы сигналов в кабеле DisplayPort

Соединительные разъёмы

Соединительный разъем интерфейса DisplayPort похож на разъем USB (рис. 5). Основное отличие в том, что на разъёме DisplayPort больше (20) контактов. Разъёмы интерфейсов VGA, DVI и DisplayPort показаны на рис. 6.

Рис. 5. Кабельные вилка и розетка интерфейса DisplayPort

Рис.6. Сравнение разъёмов различных интерфейсов

На кабеле с двух сторон находятся своеобразные вилки. На блочной части устройств (на видеокарте и на дисплее) устанавливают розетки. Допускается горизонтальное и вертикальное размещение розеток (рис.7).

Рис. 7. Вертикальное и горизонтальное расположение блочных розеток DisplayPort

Разъём имеет ключ, т.е. подключить его неправильно невозможно. Контакты расположены в два ряда и со смещением рядов относительно друг друга.

В отличие от HDMI, разъём имеет защёлку (рис. 8).

Разъём имеет ещё одну важную особенность. При его подключении, так же как и в USB, разные группы контактов соединяются поочерёдно. Это обеспечивает возможность горячего подключения устройств без опасности повреждения схем статическим электричеством. Порядок подключения следующий:

Металлический экран разъёма.
Контакты заземления (GND), линия питания (DP_PWR) и общий провод для линии питания (Return DP_PWR).
Линии основного канала (ML_Lane), дополнительного канала (AUX_CH) и линия HPD.

Рис. 8. Защёлка разъёма DisplayPort

Назначение контактов разъёма показано на рис. 9.

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

Рис.9. Назначение контактов разъёма
(Нажмите на изображение для увеличения)

На разъем выведена линия питания, обозначаемая DP_PWR. На эту линию от устройства-источника видеосигналов подаётся напряжение величиной от 3 до 16 В. Величина максимального тока не должна превышать 500 мА. Линия DP_PWR может использоваться для питания маломощных устройств, подключённых к источнику сигнала или для питания отдельных цепей дисплеев. Устройства-приёмники (дисплеи) также могут подавать на эту линию питающее напряжение величиной +3,3 В с максимальным током также в 500 мА. Таким образом, интерфейс DisplayPort, подобно USB, можно использовать для подключения маломощных устройств, не имеющих собственного источника питания. Общим проводом для линии питания DP_PWR является контакт, обозначенный Return DP_PWR.

В стандартном кабеле сигнал DP_PWR может отсутствовать, т.е. конт.20 разъёма не будет задействован.

В настоящее время на рынке имеется множество переходников с одного интерфейса на другой (рис. 10, 11).

Рис. 10. Адаптер DVI-DisplayPort

Рис. 11. Адаптер HDMI-DisplayPort

Эксперты в области хайтека считают, что у интерфейса DisplayPort большое будущее. Так это или нет, покажет время. Возможно, что распространению интерфейса будет помогать сближение бытовой и вычислительной техники, в результате чего возникнет необходимость взаимного подключения самых разнообразных устройств, что ранее не учитывались разработчиками интерфейсов.