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DisplayPort

DisplayPort（简称DP）是一个由PC及芯片制造商联盟开发，影片电子标准协会（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，并也支持音频（英语：Audio signal）、USB和其他形式的资料[1]。

DisplayPort
类别 数字式音频/视频接头
产品历史
设计者 影片电子标准协会
设计时间 2006年5月
制造时间 2008年-至今
前身 DVI、VGA
取代 无
一般规格
长度 各种
热插拔 是
外接 是
音频信号 可选用，最大8声道无压缩192 kHz，32位音效，比特率为6.144 Mbit/s。
视频信号 可选用，最大分辨率为7680x4320。
缆线 最大长度15米（50/60 Hz，24位全彩1080p的影像传输），最大带宽保证长度为3米，使用铜缆线或是光纤制成。
引脚 20〈外部接头〉/32〈笔记本电脑的内部接头〉
电力
信号 +3.3V
最大电压 16.0 V
最大电流 500mA
数据
数据信号 是
比特率 每通道5.4或8.1 Gbit/s（共21.6 Gbit/s或32.4 Gbit/s）加1 Mbit/s或720 Mbit/s提供于AUX CH〈附属资料〉
协议 小型数据包
引脚输出
引脚1 ML_Lane 0（p） 通道0的差分正信号
引脚2 GND 接地
引脚3 ML_Lane 0（n） 通道0的差分负信号
引脚4 ML_Lane 1（p） 通道1的差分正信号
引脚5 GND 接地
引脚6 ML_Lane 1（n） 通道1的差分负信号
引脚7 ML_Lane 2（p） 通道2的差分正信号
引脚8 GND 接地
引脚9 ML_Lane 2（n） 通道2的差分负信号
引脚10 ML_Lane 3（p） 通道3的差分正信号
引脚11 GND 接地
引脚12 ML_Lane 3（n） 通道3的差分负信号
引脚13 GND 接地
引脚14 GND 接地
引脚15 AUX_CH（p） 附属通道的差分正信号（‘True’ Signal for Auxiliary Channel）
引脚16 GND 接地
引脚17 AUX_CH（n） 附属通道的差分负信号
引脚18 Hot Plug 热插拔侦测
引脚19 DP_PWR Return 接头电源回复
引脚20 DP_PWR 接头电源
1) Pins 13与14可能都会直接接地或是经由折叠式设备接地。2)这是来源端的接脚定义，但是母端接脚的定义有可能通道3会位于pin 1与3，而通道0会在pin 10或12。

此接口的设计是为了取代传统的VGA、DVI和FPD-Link（英语：FPD-Link）（LVDS）接口。透过主动或被动转接器，该接口可与传统接口（如HDMI和DVI）向下兼容。

概观 编辑

DisplayPort是第一个依赖数据包化资料传输技术的显示连接端口，这种数据包化传输技术可以在以太网、USB和PCI Express等技术中找到。它既可以用于内部显示连接，也可以用于外部的显示连接。与过去的标准需要在每个输出端的差分对里面固定传输定时器信号不同的是，DisplayPort协议是基于小的资料包被称为微报文，这种微报文可以将定时器信号嵌入在资料流中。其优点是较少的引脚数，就可以实现更高的分辨率。资料包的应用也允许使用DisplayPort可扩展，这就意味着随着时间的推移，物理连接端口本身不需要显著的变化就可以增加额外的功能了。

DisplayPort可用于同时传输音频和视频，这两项中每一项都可以在没有另外一项的基础上单独传输。视频信号路径中每个颜色通道可以有6到16位，音频路径可以有多达8通道24位192 kHz的非压缩的PCM音频，或可以在音频流中封装压缩的音频格式。一个双向的、半双工的辅助通道携带了主链接用的设备管理和设备控制资料，如VESA EDID、MCCS和DPMS标准。此外，该连接端口是能够运送双向USB信号。

DisplayPort信号不兼容DVI或HDMI。然而，双模式DisplayPorts被设计用来通过该连接端口传输单链接DVI或HDMI 1.2/1.4的协议，需要通过使用一个外部无源连接器来实现，选择所需的信号，并将电气信号从LVDS转换为TMDS。带有被动连接器的双模DisplayPorts不支持VGA和双链接DVI。这些连接端口需要有源连接器来转换所需要输出的协议和信号。VGA连接器可以使用DisplayPort连接器来供电，而双链接DVI连接器可能依赖于外部电源（参考HDMI、DVI和VGA兼容性）。

DisplayPort连接器在主链路可以有1、2、或4路差分资料对（巷道），每巷道可以在自定时器执行于162、270、或540MHz的基础上其原始比特率为1.62、2.7或者5.4 Gbit/s。资料为8b/10b编码，即每8位的消息被编入10比特符号中。因此，解码后每通道的有效资料传输速率是1.296、2.16、4.32 Gbit/s（或者说是总量的80％）。

版本 编辑

1.0 编辑

2006年5月发布。带宽10.8Gbps。DisplayPort 1.0的最大传输速度是8.64Gbit/s，长度是2米。已经废弃。

1.1a 编辑

2008年1月发布。DisplayPort 1.1允许使用其他传输介质（例如光纤），令传输距离增加[2]，但没有标准化其他传输介质。同时加入HDCP到DisplayPort Content Protection (DPCP). 目前极少使用。

1.2 编辑

于2009年12月22日发布。它最大的改变是传输速度增加两倍到21.6Gbit/s（High Bit Rate 2（HBR2）mode），支持4K（4096X2160）60Hz，因此支授更高的分辨率、帧速率及色深。苹果公司设计的Mini DisplayPort亦兼容此标准[3] [4][5][6]。支持3D、支持多流（multi-streaming）。目前此版本是主流。

1.2a 编辑

2012年5月12日，视频电子标准协会宣布，DisplayPort 1.2a增加可由视频输出端动态控制屏幕更新率的技术“适应性同步”（Adaptive-Sync），让屏幕完全配合视频输出端的指示来更新画面[7][8]。

1.3 编辑

2014年9月15日，视频电子标准协会发布DisplayPort 1.3，带宽速度最高32.4 Gbps（HBR3），编码后有效带宽为25.92 Gbps，可支持4K（3840X2160）120hz、5K（5120X2880）60hz、8K（7680X4320）30hz。

1.4 编辑

2016年2月份最终版的DP 1.4连接端口规范，新标准基于2014年9月的DP 1.3规范，带宽不变但加入了显示压缩流(Display Stream Compression)技术、前向错误更正(Forward Error Correction)、高动态范围数据包（HDR meta transport），声道也提升到32声道1536 KHz采样率，一般情况下，DP1.4可提供4K 120Hz 8bit输出，若搭配DSC技术，可提供4K 144Hz 10bit输出。

2.0 编辑

三倍数据带宽性能 编辑

之前版本的DisplayPort v1.4a提供了32.4 Gbps的最大链路带宽，四个通道中的每一个都以8.1 Gbps / lane的链路速率运行。使用8b / 10b信道编码，相当于25.92 Gbps的最大有效载荷。DP 2.0将最大链路速率提高到20 Gbps / lane，并具有更高效的128b / 132b信道编码，最大有效载荷为77.37 Gbps - 与DP 1.4a相比，增加了三倍。这意味着DP 2.0是第一个以60 Hz刷新率支持8K分辨率（7680 x 4320）的标准，全彩色4：4：4分辨率，包括每像素30位（bpp），支持HDR-10。

最大化USB-C连接器的增益 编辑

DP 2.0实现的性能提升是通过本机DP连接器和通过DP Alt模式的USB-C连接器实现的。USB-C允许单个连接器用于USB数据、视频数据和电源。如果需要同时支持SuperSpeed USB数据和视频，DP 2.0支持的显著提高的数据速率使用户能够在超高分辨率视频的同时获得电源和SuperSpeed USB数据。

DP 2.0配置示例 编辑

随着DP 2.0的带宽增加，VESA提供了高度的多功能性和配置，可实现更高的显示分辨率和刷新率。除了具有HDR支持的上述具有60 Hz的8K分辨率外，本机DP连接器上的DP 2.0或作为DisplayPort Alt Mode的USB-C可实现各种高性能配置：

单显示分辨率 编辑

一个16K（15360×8640）显示器@ 60Hz和30 bpp 4：4：4 HDR（带DSC） 一个10K（10240×4320）显示器@ 60Hz和24 bpp 4：4：4（无压缩）

双显示分辨率 编辑

两个8K（7680×4320）显示器@ 120Hz和30 bpp 4：4：4 HDR（带DSC） 两个4K（3840×2160）显示@ 144Hz和24 bpp 4：4：4（无压缩）

三重显示分辨率 编辑

三个10K（10240×4320）显示器@ 60Hz和30 bpp 4：4：4 HDR（带DSC） 三个4K（3840×2160）显示@ 90Hz和30 bpp 4：4：4 HDR（无压缩）

当通过DP Alt模式在USB-C连接器上仅使用两个通道以同时使用SuperSpeed USB数据和视频时，DP 2.0可以激活以下配置： 三个4K（3840×2160）显示@ 144Hz和30 bpp 4：4：4 HDR（带DSC）； 两个4Kx4K（4096×4096）显示器（用于AR / VR耳机）@ 120Hz和30 bpp 4：4：4 HDR（带DSC）； 三个QHD（2560×1440）@ 120Hz和24 bpp 4：4：4（无压缩）； 一个8K（7680×4320）显示器@ 30Hz和30 bpp 4：4：4 HDR（无压缩）。

“作为一个由电子产品价值链上的280多家成员公司组成的开放标准机构，VESA有一个独特的优势，可以预测显示器市场几年的需求，并在需求之前为我们的标准增加新功能，”Alan Kobayashi说。 VESA董事会主席和VESA DisplayPort任务组主席。“DP 2.0代表了我们在DisplayPort历史上最重要的里程碑之一，也是这项无处不在的标准多年努力和重大改进的结晶。与之前版本的DisplayPort相比，它为视频技术中的主要拐点铺平了道路，如UHD，4K，5K，USB-C和HDR视频，DP 2.0将有助于将行业提升到新的水平 - 实现更高的帧价格和分辨率高达8K以上，

提高电源效率 编辑

DP 2.0还支持VESA的新面板重放功能，该功能旨在优化具有更高分辨率显示器的小型终端设备（如一体式PC和笔记本电脑）的功率范围和散热性能。与嵌入式DisplayPort（eDP）中的Panel Self Refresh功能类似，Panel Replay包含部分更新功能，使系统视频处理器或GPU仅更新自视频帧更新后已更改的显示部分，从而节省系统功耗。优点包括能够在使用设备的同时更快地为设备充电。

2.1 编辑

2.1a 编辑

配套标准 编辑

Mini DisplayPort 编辑

Mini DisplayPort是一个微型版本的DisplayPort。为苹果公司与其产品特有，2008年10月14日自行发表，并于2011年获Thunderbolt协议采用为接口。现在应用于MacBook（取代先前的Mini-DVI）、MacBook Air（取代先前的Micro-DVI）与MacBook Pro（取代先前的DVI）笔记本电脑中。亦应用于27吋的LED Cinema Display。

PDMI 编辑

PDMI（全称Portable Digital Media Interface，中文名为便携式数字媒体接口）是一种便携式媒体播放器的互连标准。2010年2月CEA（美国消费电子协会）开发了此标准，名称为便携式媒体播放器通用互联标准（Common Interconnection for Portable Media Players），标准号为ANSI/CEA-2017-A。在微软David McLauchlan的带领下，全球有超过五十家消费类电子公司支持和投入到此标准的开发。它被设计用于替代只有苹果公司使用的iPod接口。

SlimPort 编辑

 
Analogix ANX7808 - Nexus 5

SlimPort是一项由硅谷数模基于DisplayPort技术开发的，支持在移动设备和外部所显示屏之间建立简单连接的技术。

功能特色 编辑

  • 使用USB/MicroUSB接口。SlimPort技术不需要设备必须配置MHL接口，仅通过现有的USB接口便可实现即插即用的使用过程，大大拓展了显示设备的选择范围。[9]
  • 实现移动设备高清化/3D化。SlimPort技术不仅可以让手机、平板电脑等设备中的资料转移到全高清的显示设备上，最高支持带7.1声道音频的1080p3D视频。
  • 同时连接多种显示设备。由于SlimPort技术仅需要USB接口便可实现信号的转换和传输。因此它可以实现一个移动设备同时连接多个显示器，在每个显示器上运行不同的效果应用程序。
  • 延长移动设备的电池寿命。在连接的过程中，SlimPort技术不会消耗电池电力，降低移动设备的功效，反而能够保持电池寿命，延长移动设备的性能，对移动设备进行有效的保护。
  • 完全兼容现有HDMI1.4a标准和旧的HDMI标准。[10]
  • 支持好莱坞标准内容保护。完全兼容好莱坞标准内容保护(HDCP)，以保护著作权内容不会受到未经授权的截取。
  • 无版税费用。

与HDMI的关系 编辑

原本DisplayPort出来时，凭借著免授权费、革新的技术与拓展性，一度有取代HDMI的说法[11]，不过因为厂商供应链生态圈不重叠以及市场上高清资源尚未普及等因素，以及随后HDMI 1.4至2.0和2.1等陆续推出更新的追赶，加之HDMI接头部件生产量大、价格更低稀释了专利成本，两者实际上在各自电视电脑显示器的领域维持并发的状态[12]，而且未来都需要直接面对USB-C与无线传输的兢争[13]，而对于消费者而言，不同接口对仅一般程度影音需求均够用，体验的影响不大，应根据产品周边决定即可[14]。

支持厂商 编辑

AMD、苹果、戴尔、英特尔、联想和惠普等企业曾表态支持DisplayPort。

优点 编辑

  1. 基于小型数据包的协议
    • 允许简易的扩展DisplayPort标准
    • 允许在单独实体连在线有多重视频流（在未来版本）
  2. 设计于支持内部芯片之间的联系
    • 允许直接操作显示器功能选项，能够将显示器的控制回路去除以生产更便宜与更轻薄的显示器。
    • 目标是要以统一的链接界面取代笔记本电脑面板内部的LVDS连接，直接驱动显示面板。
  3. 允许向后兼容于单路DVI/HDMI；双路的DVI/HDMI与模拟VGA接头需要转换接头。
  4. 支持RGB与YCbCr色彩空间（ITU-R BT.601与BT.709的格式）。
  5. 辅助通道能够使用于触控式面板资料、USB链接、相机、麦克风等设备。
  6. 较少的通道与内嵌的主频降低射频干扰《RFI》。
  7. 支持USB Type-C。
  8. 支持144Hz刷新率

技术规格 编辑

  • DP1.4最高达32.4Gbps的带宽，可支持8K 60Hz 、4K 120Hz HDR高清晰。
  • 8bit/10bit资料传输
  • 开放且可扩展的标准能够加速普及。
  • 支持6、8、10、12与16位色深。
  • 缆线的完整带宽保证长度为3米。
  • 1080p的有效传输带宽保证长度为5米。
  • 支持128-bit AES的DisplayPort内容保护（DPCP），版本1.1更支持40-bit HDCP。
  • 同时支持内部与外部链接，能够使电脑制造商因此降低花费。[15]

多屏幕输出 编辑

DisplayPort 1.2支持MST（Multi-Stream Transport），单个DP可连接到多个显示器。要使用这项功能，显示器需要支持DP 1.2菊花链（Daisy-chaining），或使用MST Hub把DP一个拆成三个。

参见 编辑

参考资料 编辑

  1. ^ DisplayPort Technical Overview (PDF). VESA.org. 2011-01-10 [2012-01-23]. （原始内容 (PDF)存档于2018-11-08）. 
  2. ^ Video Electronics Standards Association (VESA) Endorses Alternative to Copper Cables. Luxtera Inc. 2007-04-17 [2010-01-19]. （原始内容存档于2010-02-18）. 
  3. ^ Tony Smith, "DisplayPort revision to get mini connector, stereo 3D" （页面存档备份，存于互联网档案馆）, The Register, 13 January 2009
  4. ^ WinHEC 2008 GRA-583: Display Technologies. Microsoft. 2008-11-06 [2013-10-06]. （原始内容存档于2008-12-27）. 
  5. ^ CES 2009 Press Event (PDF). VESA. 2009-01-11. [失效链接]
  6. ^ DisplayPort® Developer Conference Presentations Posted. Vesa. [2013-10-06]. （原始内容存档于2012-03-04）. 
  7. ^ VESA Adds 'Adaptive-Sync' to Popular DisplayPort Video Standard. VESA. 2014-05-12 [2014-05-17]. （原始内容存档于2014-05-15）. 
  8. ^ Sam. VESA宣布DisplayPort 1.2a將納入「Adaptive-Sync」動態更新率技術. 巴哈姆特电玩信息站. 2014-05-13 [2014-05-17]. （原始内容存档于2014-05-15）. 
  9. ^ 中关村在线. 淘汰所有接口！SlimPort技术何时普及. 2013-01-15 [2016-05-22]. （原始内容存档于2016-03-04）. 
  10. ^ 硅谷数模努力打造SlimPort生态圈. [2016-05-22]. （原始内容存档于2016-01-26）. 
  11. ^ 存档副本. [2022-07-28]. （原始内容存档于2022-07-28）. 
  12. ^ 存档副本. [2022-07-28]. （原始内容存档于2018-11-06）. 
  13. ^ 存档副本. [2022-07-28]. （原始内容存档于2022-07-28）. 
  14. ^ 存档副本. [2022-07-28]. （原始内容存档于2022-07-28）. 
  15. ^ The DisplayPort, LVDS, DVI and HDMI compared list （页面存档备份，存于互联网档案馆） Audioholics online a/v magazine

外部链接 编辑

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