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DisplayPort

DisplayPort（簡稱DP）是一個由PC及晶片製造商聯盟開發，影片電子標準協會（VESA）標準化的數碼式視像介面標準。該介面免認證、免授權金，主要用於視像源與顯示器等裝置的連接，並也支援音頻（英語：Audio signal）、USB和其他形式的資料[1]。

DisplayPort
類別 數碼式音頻/視像接頭
產品歷史
設計者 影片電子標準協會
設計時間 2006年5月
製造時間 2008年-至今
前身 DVI、VGA
取代 無
一般規格
長度 各種
熱插拔 是
外接 是
音頻訊號 可選用，最大8聲道無壓縮192 kHz，32位元音效，位元率為6.144 Mbit/s。
影片訊號 可選用，最大解像度為7680x4320。
纜線 最大長度15公尺（50/60 Hz，24位元全彩1080p的影像傳輸），最大頻寬保證長度為3公尺，使用銅纜線或是光纖製成。
引腳 20〈外部接頭〉/32〈手提電腦的內部接頭〉
電力
訊號 +3.3V
最大電壓 16.0 V
最大電流 500mA
數據
數據訊號 是
位元速率 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提供於AUX CH〈附屬資料〉
協定 小型封包
引腳輸出
引腳1 ML_Lane 0（p） 通道0的差分正訊號
引腳2 GND 接地
引腳3 ML_Lane 0（n） 通道0的差分負訊號
引腳4 ML_Lane 1（p） 通道1的差分正訊號
引腳5 GND 接地
引腳6 ML_Lane 1（n） 通道1的差分負訊號
引腳7 ML_Lane 2（p） 通道2的差分正訊號
引腳8 GND 接地
引腳9 ML_Lane 2（n） 通道2的差分負訊號
引腳10 ML_Lane 3（p） 通道3的差分正訊號
引腳11 GND 接地
引腳12 ML_Lane 3（n） 通道3的差分負訊號
引腳13 CONFIG1 組態1
引腳14 CONFIG2 組態2
引腳15 AUX_CH（p） 附屬通道的差分正訊號（『True’ Signal for Auxiliary Channel）
引腳16 GND 接地
引腳17 AUX_CH（n） 附屬通道的差分負訊號
引腳18 Hot Plug 熱插拔偵測
引腳19 DP_PWR Return 接頭電源回覆
引腳20 DP_PWR 接頭電源
1) Pins 13與14可能都會直接接地或是經由折疊式裝置接地。2)這是來源端的接腳定義，但是母端接腳的定義有可能通道3會位於pin 1與3，而通道0會在pin 10或12。

此介面的設計是為了取代傳統的VGA、DVI和FPD-Link（英語：FPD-Link）（LVDS）介面。透過主動或被動轉接器，該介面可與傳統介面（如HDMI和DVI）向下相容。

概觀

DisplayPort是第一個依賴封包化資料傳輸技術的顯示連接埠，這種封包化傳輸技術可以在乙太網路、USB和PCI Express等技術中找到。它既可以用於內部顯示連接，也可以用於外部的顯示連接。與過去的標準需要在每個輸出端的差分對裏面固定傳輸定時器訊號不同的是，DisplayPort協定是基於小的資料包被稱為微報文，這種微報文可以將定時器訊號嵌入在資料流中。其優點是較少的引腳數，就可以實現更高的解像度。資料包的應用也允許使用DisplayPort可擴充，這就意味着隨着時間的推移，物理連接埠本身不需要顯著的變化就可以增加額外的功能了。

DisplayPort可用於同時傳輸音頻和視像，這兩項中每一項都可以在沒有另外一項的基礎上單獨傳輸。視像訊號路徑中每個顏色通道可以有6到16位元，音頻路徑可以有多達8通道24位元192 kHz的非壓縮的PCM音頻，或可以在音頻流中封裝壓縮的音頻格式。一個雙向的、半雙工的輔助通道攜帶了主鏈結用的裝置管理和裝置控制資料，如VESA EDID、MCCS和DPMS標準。此外，該連接埠是能夠運送雙向USB訊號。

DisplayPort訊號不相容DVI或HDMI。然而，雙模式DisplayPorts被設計用來通過該連接埠傳輸單鏈結DVI或HDMI 1.2/1.4的協定，需要通過使用一個外部無源連接器來實現，選擇所需的訊號，並將電氣訊號從LVDS轉換為TMDS。帶有被動連接器的雙模DisplayPorts不支援VGA和雙鏈結DVI。這些連接埠需要有源連接器來轉換所需要輸出的協定和訊號。VGA連接器可以使用DisplayPort連接器來供電，而雙鏈結DVI連接器可能依賴於外部電源（參考HDMI、DVI和VGA相容性）。

DisplayPort連接器在主鏈路可以有1、2、或4路差分資料對（巷道），每巷道可以在自訂時器執行於162、270、或540MHz的基礎上其原始位元率為1.62、2.7或者5.4 Gbit/s。資料為8b/10b編碼，即每8位元的訊息被編入10位元符號中。因此，解碼後每通道的有效資料傳輸速率是1.296、2.16、4.32 Gbit/s（或者說是總量的80％）。

版本

1.0

2006年5月發佈。頻寬10.8Gbps。DisplayPort 1.0的最大傳輸速度是8.64Gbit/s，長度是2米。已經廢棄。

1.1a

2008年1月發佈。DisplayPort 1.1允許使用其他傳輸媒介（例如光纖），令傳輸距離增加[2]，但沒有標準化其他傳輸媒介。同時加入HDCP到DisplayPort Content Protection (DPCP). 目前極少使用。

1.2

於2009年12月22日發佈。它最大的改變是傳輸速度增加兩倍到21.6Gbit/s（High Bit Rate 2（HBR2）mode），支援4K（4096X2160）60Hz，因此支授更高的解像度、幀速率及色深。蘋果公司設計的Mini DisplayPort亦相容此標準[3] [4][5][6]。支援3D、支援多流（multi-streaming）。目前此版本是主流。

1.2a

2012年5月12日，影片電子標準協會宣佈，DisplayPort 1.2a增加可由影像輸出端動態控制螢幕更新率的技術「適應性同步」（Adaptive-Sync），讓螢幕完全配合影像輸出端的指示來更新畫面[7][8]。

1.3

2014年9月15日，影片電子標準協會發佈DisplayPort 1.3，頻寬速度最高32.4 Gbps（HBR3），編碼後有效頻寬為25.92 Gbps，可支援4K（3840X2160）120hz、5K（5120X2880）60hz、8K（7680X4320）30hz。

1.4

2016年2月份最終版的DP 1.4連接埠規範，新標準基於2014年9月的DP 1.3規範，頻寬不變但加入了顯示壓縮串流(Display Stream Compression)技術、前向錯誤更正(Forward Error Correction)、高動態範圍資料封包（HDR meta transport），聲道也提升到32聲道1536 KHz取樣率，一般情況下，DP1.4可提供4K 120Hz 8bit輸出，若搭配DSC技術，可提供4K 144Hz 10bit輸出。

2.0

三倍數據帶寬效能

之前版本的DisplayPort v1.4a提供了32.4 Gbps的最大鏈路帶寬，四個通道中的每一個都以8.1 Gbps / lane的鏈路速率運行。使用8b / 10b信道編碼，相當於25.92 Gbps的最大有效載荷。DP 2.0將最大鏈路速率提高到20 Gbps / lane，並具有更高效的128b / 132b信道編碼，最大有效載荷為77.37 Gbps - 與DP 1.4a相比，增加了三倍。這意味着DP 2.0是第一個以60 Hz重新整理頻率支援8K解像度（7680 x 4320）的標準，全彩色4：4：4解像度，包括每像素30位（bpp），支援HDR-10。

最大化USB-C連接器的增益

DP 2.0實現的效能提升是通過本機DP連接器和通過DP Alt模式的USB-C連接器實現的。USB-C允許單個連接器用於USB數據、影片數據和電源。如果需要同時支援SuperSpeed USB數據和影片，DP 2.0支援的顯著提高的數據速率使用戶能夠在超高解像度影片的同時獲得電源和SuperSpeed USB數據。

DP 2.0組態範例

隨着DP 2.0的帶寬增加，VESA提供了高度的多功能性和組態，可實現更高的顯示解像度和重新整理頻率。除了具有HDR支援的上述具有60 Hz的8K解像度外，本機DP連接器上的DP 2.0或作為DisplayPort Alt Mode的USB-C可實現各種高效能組態：

單顯示解像度

一個16K（15360×8640）顯示器@ 60Hz和30 bpp 4：4：4 HDR（帶DSC） 一個10K（10240×4320）顯示器@ 60Hz和24 bpp 4：4：4（無壓縮）

雙顯示解像度

兩個8K（7680×4320）顯示器@ 120Hz和30 bpp 4：4：4 HDR（帶DSC） 兩個4K（3840×2160）顯示@ 144Hz和24 bpp 4：4：4（無壓縮）

三重顯示解像度

三個10K（10240×4320）顯示器@ 60Hz和30 bpp 4：4：4 HDR（帶DSC） 三個4K（3840×2160）顯示@ 90Hz和30 bpp 4：4：4 HDR（無壓縮）

當通過DP Alt模式在USB-C連接器上僅使用兩個通道以同時使用SuperSpeed USB數據和影片時，DP 2.0可以啟用以下組態： 三個4K（3840×2160）顯示@ 144Hz和30 bpp 4：4：4 HDR（帶DSC）； 兩個4Kx4K（4096×4096）顯示器（用於AR / VR耳機）@ 120Hz和30 bpp 4：4：4 HDR（帶DSC）； 三個QHD（2560×1440）@ 120Hz和24 bpp 4：4：4（無壓縮）； 一個8K（7680×4320）顯示器@ 30Hz和30 bpp 4：4：4 HDR（無壓縮）。

「作為一個由電子產品價值鏈上的280多家成員公司組成的開放標準機構，VESA有一個獨特的優勢，可以預測顯示器市場幾年的需求，並在需求之前為我們的標準增加新功能，」Alan Kobayashi說。 VESA董事會主席和VESA DisplayPort任務組主席。「DP 2.0代表了我們在DisplayPort歷史上最重要的里程碑之一，也是這項無處不在的標準多年努力和重大改進的結晶。與之前版本的DisplayPort相比，它為影片技術中的主要拐點鋪平了道路，如UHD，4K，5K，USB-C和HDR影片，DP 2.0將有助於將行業提升到新的水平 - 實現更高的幀價格和解像度高達8K以上，

提高電源效率

DP 2.0還支援VESA的新面板重放功能，該功能旨在優化具有更高解像度顯示器的小型終端裝置（如一體式PC和手提電腦）的功率範圍和散熱效能。與嵌入式DisplayPort（eDP）中的Panel Self Refresh功能類似，Panel Replay包含部分更新功能，使系統影片處理器或GPU僅更新自影片幀更新後已更改的顯示部分，從而節省系統功耗。優點包括能夠在使用裝置的同時更快地為裝置充電。

2.1

2.1a

配套標準

Mini DisplayPort

Mini DisplayPort是一個微型版本的DisplayPort。為蘋果公司與其產品特有，2008年10月14日自行發表，並於2011年獲Thunderbolt協定採用為介面。現在應用於MacBook（取代先前的Mini-DVI）、MacBook Air（取代先前的Micro-DVI）與MacBook Pro（取代先前的DVI）手提電腦中。亦應用於27吋的LED Cinema Display。

PDMI

PDMI（全稱Portable Digital Media Interface，中文名為可攜式數碼媒體介面）是一種可攜式媒體播放器的互連標準。2010年2月CEA（美國消費電子協會）開發了此標準，名稱為可攜式媒體播放器通用互聯標準（Common Interconnection for Portable Media Players），標準號為ANSI/CEA-2017-A。在微軟David McLauchlan的帶領下，全球有超過五十家消費類電子公司支援和投入到此標準的開發。它被設計用於替代只有蘋果公司使用的iPod介面。

SlimPort

 
Analogix ANX7808 - Nexus 5

SlimPort是一項由矽谷數模基於DisplayPort技術開發的，支援在流動裝置和外部所顯示器之間建立簡單連接的技術。

功能特色

  • 使用USB/MicroUSB介面。SlimPort技術不需要裝置必須組態MHL介面，僅通過現有的USB介面便可實現隨插即用的使用過程，大大拓展了顯示裝置的選擇範圍。[9]
  • 實現流動裝置高清化/3D化。SlimPort技術不僅可以讓手機、平板電腦等裝置中的資料轉移到全高清的顯示裝置上，最高支援帶7.1聲道音頻的1080p3D影片。
  • 同時連接多種顯示裝置。由於SlimPort技術僅需要USB介面便可實現訊號的轉換和傳輸。因此它可以實現一個流動裝置同時連接多個顯示器，在每個顯示器上執行不同的效果應用程式。
  • 延長流動裝置的電池壽命。在連接的過程中，SlimPort技術不會消耗電池電力，降低流動裝置的功效，反而能夠保持電池壽命，延長流動裝置的效能，對流動裝置進行有效的保護。
  • 完全相容現有HDMI1.4a標準和舊的HDMI標準。[10]
  • 支援荷里活標準內容保護。完全相容荷里活標準內容保護(HDCP)，以保護版權內容不會受到未經授權的截取。
  • 無版稅費用。

與HDMI的關係

原本DisplayPort出來時，憑藉着免授權費、革新的技術與拓展性，一度有取代HDMI的說法[11]，不過因為廠商供應鏈生態圈不重疊以及市場上高清資源尚未普及等因素，以及隨後HDMI 1.4至2.0和2.1等陸續推出更新的追趕，加之HDMI接頭部件生產量大、價格更低稀釋了專利成本，兩者實際上在各自電視電腦顯示器的領域維持並行的狀態[12]，而且未來都需要直接面對USB-C與無線傳輸的兢爭[13]，而對於消費者而言，不同介面對僅一般程度影音需求均夠用，體驗的影響不大，應根據產品周邊決定即可[14]。

支援廠商

AMD、蘋果、戴爾、英特爾、聯想和惠普等企業曾表態支援DisplayPort。

優點

  1. 基於小型封包的協定
    • 允許簡易的擴充DisplayPort標準
    • 允許在單獨實體連線上有多重視像流（在未來版本）
  2. 設計於支援內部晶片之間的聯繫
    • 允許直接操作顯示器功能選項，能夠將顯示器的控制迴路去除以生產更便宜與更輕薄的顯示器。
    • 目標是要以統一的連結介面取代手提電腦面板內部的LVDS連接，直接驅動顯示面板。
  3. 允許向後相容於單路DVI/HDMI；雙路的DVI/HDMI與模擬VGA接頭需要轉換接頭。
  4. 支援RGB與YCbCr色彩空間（ITU-R BT.601與BT.709的格式）。
  5. 輔助通道能夠使用於觸控式面板資料、USB連結、相機、麥克風等裝置。
  6. 較少的通道與內嵌的時脈降低射頻干擾《RFI》。
  7. 支援USB Type-C。
  8. 支援144Hz重新整理頻率

技術規格

  • DP1.4最高達32.4Gbps的頻寬，可支援8K 60Hz 、4K 120Hz HDR高清晰。
  • 8bit/10bit資料傳輸
  • 開放且可延伸的標準能夠加速普及。
  • 支援6、8、10、12與16位元色深。
  • 纜線的完整頻寬保證長度為3公尺。
  • 1080p的有效傳輸頻寬保證長度為5公尺。
  • 支援128-bit AES的DisplayPort內容保護（DPCP），版本1.1更支援40-bit HDCP。
  • 同時支援內部與外部連結，能夠使電腦製造商因此降低花費。[15]

多螢幕輸出

DisplayPort 1.2支援MST（Multi-Stream Transport），單個DP可連接到多個顯示器。要使用這項功能，顯示器需要支援DP 1.2菊花鏈（Daisy-chaining），或使用MST Hub把DP一個拆成三個。

參見

參考資料

  1. ^ DisplayPort Technical Overview (PDF). VESA.org. 2011-01-10 [2012-01-23]. （原始內容 (PDF)存檔於2018-11-08）. 
  2. ^ Video Electronics Standards Association (VESA) Endorses Alternative to Copper Cables. Luxtera Inc. 2007-04-17 [2010-01-19]. （原始內容存檔於2010-02-18）. 
  3. ^ Tony Smith, "DisplayPort revision to get mini connector, stereo 3D" （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, The Register, 13 January 2009
  4. ^ WinHEC 2008 GRA-583: Display Technologies. Microsoft. 2008-11-06 [2013-10-06]. （原始內容存檔於2008-12-27）. 
  5. ^ CES 2009 Press Event (PDF). VESA. 2009-01-11. [失效連結]
  6. ^ DisplayPort® Developer Conference Presentations Posted. Vesa. [2013-10-06]. （原始內容存檔於2012-03-04）. 
  7. ^ VESA Adds 'Adaptive-Sync' to Popular DisplayPort Video Standard. VESA. 2014-05-12 [2014-05-17]. （原始內容存檔於2014-05-15）. 
  8. ^ Sam. VESA宣布DisplayPort 1.2a將納入「Adaptive-Sync」動態更新率技術. 巴哈姆特電玩資訊站. 2014-05-13 [2014-05-17]. （原始內容存檔於2014-05-15）. 
  9. ^ 中關村線上. 淘汰所有接口！SlimPort技术何时普及. 2013-01-15 [2016-05-22]. （原始內容存檔於2016-03-04）. 
  10. ^ 硅谷数模努力打造SlimPort生态圈. [2016-05-22]. （原始內容存檔於2016-01-26）. 
  11. ^ 存档副本. [2022-07-28]. （原始內容存檔於2022-07-28）. 
  12. ^ 存档副本. [2022-07-28]. （原始內容存檔於2018-11-06）. 
  13. ^ 存档副本. [2022-07-28]. （原始內容存檔於2022-07-28）. 
  14. ^ 存档副本. [2022-07-28]. （原始內容存檔於2022-07-28）. 
  15. ^ The DisplayPort, LVDS, DVI and HDMI compared list （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） Audioholics online a/v magazine

外部連結

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