HDMI,DVI,VGA,DisplayPort — Всё об интерфейсах подключения. Мир периферийных устройств пк

Стандарт обеспечивает одновременную передачу визуальной и звуковой информации по одному кабелю, он разработан для телевидения и кино, но и пользователи ПК могут использовать его для вывода видеоданных при помощи HDMI разъема.

HDMI - это очередная попытка стандартизации универсального подключения для цифровых аудио- и видеоприложений. Оно сразу же получило мощную поддержку со стороны гигантов электронной индустрии (в группу компаний, занимающихся разработкой стандарта, входят такие компании, как Sony » , Toshiba » , Hitachi » , Panasonic » , Thomson, Philips » и Silicon Image), и большинство современных устройств вывода высокого разрешения имеет хотя бы один такой разъем. HDMI позволяет передавать защищенные от копирования звук и изображение в цифровом формате по одному кабелю, стандарт первой версии основывается на пропускной способности 5 Гб/с, а HDMI 1.3 расширил этот предел до 10.2 Гб/с.

HDMI 1.3 - это последняя спецификация стандарта с увеличенной пропускной способностью интерфейса, увеличенной частотой синхронизации до 340 МГц, что позволяет подключать дисплеи высокого разрешения, поддерживающие большее количество цветов (форматы с глубиной цвета вплоть до 48-бит). Новой версией спецификации определяется и поддержка новых стандартов Dolby для передачи сжатого звука без потерь в качестве. Кроме этого, появились и другие нововведения, в спецификации 1.3 был описан новый разъем , меньший по размеру по сравнению с оригинальным.

В принципе, наличие разъема HDMI на видеокарте совершенно необязательно, его с успехом заменяет переходник с DVI на HDMI . Он несложен и поэтому прилагается в комплекте большинства современных видеокарт. Мало того - на видеокартах серии HDMI разъему востребована прежде всего на картах среднего и низшего уровней, которые устанавливают в маленькие и тихие баребоны, используемые в качестве медиацентров. Из-за встроенного аудио, видеокарты Radeon » HD 2400 и HD 2600 имеют определенное преимущество для сборщиков подобных мультимедийных центров.

По материалам с сайта компании iXBT.com

HDMI – это самый популярный интерфейс для передачи цифровых видеоданных от компьютера к монитору или телевизору. Он встроен практически в каждый современный ноутбук и компьютер, телевизор, монитор и даже в некоторые мобильные устройства. Но у него есть менее знаменитый конкурент – DisplayPort, который, по заявлениям разработчиков, способен выводить более качественную картинку на подключённые интерфейсы. Рассмотрим, чем же эти стандарты отличаются и какой из них лучше.

• Совместимость с другими разъёмами;
• Соотношение цена-качество;
• Поддержка звука. Если её нет, то для нормальной работы придётся дополнительно закупать гарнитуру;
• Распространённость того или иного типа разъёма. Более распространённые порты легче починить, заменить или подобрать к ним кабели.

Пользователям, которые профессионально работают с компьютером, нужно обращать внимание на эти пункты:

• Количество потоков, которое поддерживает разъём. От этого параметра напрямую зависит, сколько можно подключить мониторов к компьютеру;
• Максимально возможную длину кабелей и качество передачи по ней;
• Максимально поддерживаемое разрешение передаваемого контента.

Типы разъёмов у HDIMI

Интерфейс HDMI имеет 19 контактов для передачи изображения и производится в четырёх различных форм-факторах:

Типы разъёмов у DisplayPort

В отличии от HDMI-разъёма, у DisplayPort на один контакт больше – всего 20 контактов. Однако количество типов и разновидностей разъёмов меньше, зато имеющееся вариации более адаптивны к различной цифровой технике, в отличие от конкурента. Такие типы разъёмов имеются на сегодня:

В отличии от HDMI-портов, у DisplayPort имеется специальный элемент блокировки. Несмотря на то, что разработчики DisplayPort не указывали в сертификации к своему продукту пункт об установке блокировки как обязательный, многие производители всё же производят оснащение порта таковым. Однако на Mini DisplayPort всего несколько производителей устанавливают заглушку (чаще всего установка данного механизма на такой небольшой разъём нецелесообразна).

Кабели для HDMI

Последнее крупное обновление кабели для данного разъёма получали в конце 2010 года, благодаря чему были исправлены некоторые проблемы с воспроизведением аудио и видеофайлов. В магазинах больше не продаются кабели старого образца, но т.к. порты HDMI являются самыми распространёнными в мире, у некоторых пользователей может быть по несколько устаревших кабелей, которые практически невозможно отличить от новых, что может создать ряд дополнительных трудностей.

Такие типы кабелей для HDMI-разъёмов в ходу на данный момент:

У всех кабелей есть специальная функция – ARC, которая позволяет вместе с видео передавать и звук. В современных моделях HDMI-кабелей есть поддержка полноценной ARC-технологии, благодаря чему по одному кабелю может передаваться звук и видео, без необходимости подключения дополнительных гарнитур.

Однако в старых кабелях данная технология не так реализована. Вы можете смотреть видео и одновременно слышать звук, но его качество будет не всегда самым лучшим (особенно при подключении компьютера/ноутбука к телевизору). Чтобы исправить данную проблему, придётся подсоединить специальный аудиопереходник.

Большинство кабелей делаются из меди, но их длина не превышает 20 метров. Для того, чтобы передавать информацию на более длинные расстояния, используются эти подтипы кабелей:

• CAT 5/6 – используется для передачи информации на расстояние в 50 метров. Разница в версиях (5 или 6) не играет особой роли в качестве и расстоянии передачи данных;
• Коаксиальный – позволяет передавать данные на расстояние в 90 метров;
• Оптоволоконный – нужен для передачи данных на расстояние в 100 и более метров.

Кабели для DisplayPort

Здесь имеется всего 1 вид кабеля, который на сегодня имеет версию 1.2. Возможности кабеля DisplayPort несколько выше, чем у HDMI. Например, DP-кабель без проблем способен передавать видео с разрешением 3840х2160 точек, при этом не теряя в качестве воспроизведения – оно остаётся идеальным (не менее 60 Гц), а также поддерживает передачу 3D-видео. Однако у него могут быть проблемы с передачей звука, т.к. нет встроенного ARC, к тому же, у этих кабелей DisplayPort не предусмотрена возможность поддержки интернет-решений. Если вам требуется передавать одновременно видео и аудиоконтент через один кабель, то лучше выбрать HDMI, т.к. для DP придётся дополнительно закупать специальную звуковую гарнитуру.

Данные кабели способны работать при помощи соответствующих переходников не только с разъёмами DisplayPort, но и HDMI, VGA, DVI. Например, кабели HDMI способны без проблем работать только с DVI, поэтому DP выигрывает у своего конкурента в совместимости с другими разъёмами.

DisplayPort имеет следующие типы кабелей:

• Пассивный. С его помощью можно передавать изображение в качестве 3840×216 точек, но для того, чтобы всё работало на максимальных частотах (60 Гц – идеальный вариант), нужно чтобы длина кабеля была не более 2-х метров. Кабели с длиною в диапазоне от 2 до 15 метров способны воспроизводить только видео формата 1080p без потери в частоте смены кадров или 2560×1600 с незначительной потерей в скорости смены кадров (примерно 45 Гц из 60);
• Активный. Способен передавать видеоизображение 2560×1600 точек на расстояние до 22 метров без потери в качестве воспроизведения. Есть модификация, сделанная из оптоволокна. В случае с последней расстояние передачи без потери качества увеличивается до 100 и более метров.

Также у кабелей DisplayPort есть только стандартная длина для домашнего использования, которая не может превышать 15 метров. Модификаций по типу оптоволоконных проводов и т.д. у DP нет, поэтому если вам нужно передавать данные по кабелю на расстояния свыше 15 метров, придётся либо покупать специальные удлинители, либо использовать технологии конкурента. Однако кабели DisplayPort выигрывают в совместимости с другими разъёмами и в качестве передачи визуального контента.

Дорожки для аудио и видео контента

В этом пункте HDMI-разъёмы тоже проигрывают, т.к. они не поддерживают многопоточный режим для видео и аудиоконтента, следовательно, вывод информации возможен только на один монитор. Для обычного пользователя этого вполне хватит, но для профессиональных геймеров, видеомонтажеров, графических и 3D-дизайнеров этого может быть недостаточно.

У DisplayPort в этом вопросе явное преимущество, т.к. вывод изображения в Ultra HD возможен сразу на два монитора. Если вам нужно подключить 4 и более мониторов, тогда придётся понизить разрешение всех до Full или просто HD. Также звук будет отдельно выводиться для каждого из мониторов.

Если вы профессионально работаете с графикой, видео, 3D-объектами, играми или статистикой, то обратите внимание на компьютеры/ноутбуки с DisplayPort. А ещё лучше купите аппарат сразу с двумя разъёмами – DP и HDMI. Если же вы обычный пользователь, не требующий от компьютера чего-то «сверх», то можно остановится на модели с HDMI-портом (такие аппараты, как правило, стоят дешевле).

На выбор видеокарты также может повлиять и имеющийся или предполагаемый к приобретению монитор. Или даже мониторы (во множественном числе). Так, для современных LCD-мониторов с цифровыми входами очень желательно, чтобы на видеокарте был разъём DVI, HDMI или DisplayPort. К счастью, на всех современных решениях сейчас есть такие порты, а зачастую и все вместе. Ещё одна тонкость заключается в том, что если требуется разрешение выше 1920×1200 по цифровому выходу DVI, то обязательно нужно подключать видеокарту к монитору при помощи разъёма и кабеля с поддержкой Dual-Link DVI. Впрочем, сейчас с этим проблем уже нет. Рассмотрим основные разъёмы, использующиеся для подключения устройств отображения информации.

Аналоговый D-Sub разъём (также известен как VGA -выход или DB-15F )

Это давно известный всем и привычный 15-контактный разъём для подключения аналоговых мониторов. Сокращение VGA расшифровывается как video graphics array (массив пикселей) или video graphics adapter (видеоадаптер). Разъём предназначен для вывода аналогового сигнала, на качество которого может влиять множество разных факторов, таких, как качество RAMDAC и аналоговых цепей, поэтому качество получаемой картинки может отличаться на разных видеокартах. Кроме того, в современных видеокартах качеству аналогового выхода уделяется меньше внимания, и для получения чёткой картинки на высоких разрешениях лучше использовать цифровое подключение.

Разъёмы D-Sub были фактически единственным стандартом до времени широкого распространения LCD-мониторов. Такие выходы и сейчас часто используются для подключения LCD-мониторов, но лишь бюджетных моделей, которые плохо подходят для игр. Для подключения современных мониторов и проекторов рекомендуется использовать цифровые интерфейсы, одним из наиболее распространенных из которых является DVI.

Разъём DVI (вариации: DVI-I и DVI-D )

DVI — это стандартный интерфейс, чаще всего использующийся для вывода цифрового видеосигнала на ЖК-мониторы, за исключением самых дешевых. На фотографии показана довольно старая видеокарта с тремя разъёмами: D-Sub, S-Video и DVI. Существует три типа DVI-разъёмов: DVI-D (цифровой), DVI-A (аналоговый) и DVI-I (integrated — комбинированный или универсальный):

DVI-D — исключительно цифровое подключение, позволяющее избежать потерь в качестве из-за двойной конвертации цифрового сигнала в аналоговый и из аналогового в цифровой. Этот тип подключения предоставляет максимально качественную картинку, он выводит сигнал только в цифровом виде, к нему могут быть подключены цифровые LCD-мониторы с DVI-входами или профессиональные ЭЛТ-мониторы со встроенным RAMDAC и входом DVI (весьма редкие экземпляры, особенно сейчас). От DVI-I этот разъём отличается физическим отсутствием части контактов, и переходник DVI-to-D-Sub, о котором речь пойдет далее, в него не воткнуть. Чаще всего этот тип DVI применяется в системных платах с интегрированным видеоядром, на видеокартах он встречается реже.

DVI-A — это довольно редкий тип аналогового подключения по DVI, предназначенного для вывода аналогового изображения на ЭЛТ-приемники. В этом случае сигнал ухудшается из-за двойного цифрово-аналогового и аналогово-цифрового преобразования, его качество соответствует качеству стандартного VGA-подключения. В природе почти не встречается.

DVI-I — это комбинация двух вышеописанных вариантов, способная на передачу как аналогового сигнала, так и цифрового. Этот тип применяется в видеоплатах наиболее часто, он универсален и при помощи специальных переходников, идущих в комплекте поставки большинства видеокарт, к нему можно подключить также и обычный аналоговый ЭЛТ-монитор со входом DB-15F. Вот как выглядят эти переходники:

Во всех современных видеокартах есть хотя бы один DVI-выход, а то и два универсальных разъёма DVI-I. D-Sub чаще всего отсутствуют (но их можно подключать при помощи переходников, см. выше), кроме, опять же, бюджетных моделей. Для передачи цифровых данных используется или одноканальное решение DVI Single-Link, или двухканальное — Dual-Link. Формат передачи Single-Link использует один TMDS-передатчик (165 МГц), а Dual-Link — два, он удваивает пропускную способность и позволяет получать разрешения экрана выше, чем 1920×1080 и 1920×1200 на 60 Гц, поддерживая режимы очень высокого разрешения, вроде 2560×1600. Поэтому для самых крупных LCD-мониторов с большим разрешением, таких как 30-дюймовые модели, а также мониторов, предназначенных для вывода стереокартинки, обязательно будет нужна видеокарта с двухканальным выходом DVI Dual-Link или HDMI версии 1.3.

Разъём HDMI

В последнее время широкое распространение получил новый бытовой интерфейс — High Definition Multimedia Interface. Этот стандарт обеспечивает одновременную передачу визуальной и звуковой информации по одному кабелю, он разработан для телевидения и кино, но и пользователи ПК могут использовать его для вывода видеоданных при помощи HDMI-разъёма.

На фото слева — HDMI, справа — DVI-I. HDMI-выходы на видеокартах сейчас встречаются уже довольно часто, и таких моделей всё больше, особенно в случае видеокарт, предназначенных для создания медиацентров. Просмотр видеоданных высокого разрешения на компьютере требует видеокарты и монитора, поддерживающих систему защиты содержимого HDCP, и соединенных кабелем HDMI или DVI. Видеокарты не обязательно должны нести разъём HDMI на борту, в остальных случаях подключение HDMI-кабеля осуществляется и через переходник на DVI:

HDMI — это очередная попытка стандартизации универсального подключения для цифровых аудио- и видеоприложений. Оно сразу же получило мощную поддержку со стороны гигантов электронной индустрии (в группу компаний, занимающихся разработкой стандарта, входят такие компании, как Sony, Toshiba, Hitachi, Panasonic, Thomson, Philips и Silicon Image), и большинство современных устройств вывода высокого разрешения имеет хотя бы один такой разъём. HDMI позволяет передавать защищенные от копирования звук и изображение в цифровом формате по одному кабелю, стандарт первой версии основывается на пропускной способности 5 Гбит/с, а HDMI 1.3 расширил этот предел до 10,2 Гбит/с.

HDMI 1.3 — это обновленная спецификация стандарта с увеличенной пропускной способностью интерфейса, увеличенной частотой синхронизации до 340 МГц, что позволяет подключать дисплеи высокого разрешения, поддерживающие большее количество цветов (форматы с глубиной цвета вплоть до 48 бит). Новой версией спецификации определяется и поддержка новых стандартов Dolby для передачи сжатого звука без потерь в качестве. Кроме этого, появились и другие нововведения, в спецификации 1.3 был описан новый разъём mini-HDMI, меньший по размеру по сравнению с оригинальным. Такие разъёмы также используются на видеокартах.

HDMI 1.4b — это последняя новая версия данного стандарта, вышедшая не так давно. В HDMI 1.4 появились следующие основные нововведения: поддержка формата стереоотображения (также называемого «3D») с поочередной передачей кадров и активными очками для просмотра, поддержка Fast Ethernet-соединения HDMI Ethernet Channel для передачи данных, реверсивный аудиоканал, позволяющий передавать цифровой звук в обратном направлении, поддержка форматов разрешения 3840×2160 до 30 Гц и 4096×2160 до 24 Гц, поддержка новых цветовых пространств и самый маленький разъём micro-HDMI.

В HDMI 1.4a поддержка стереоотображения была значительно улучшена, появились новые режимы Side-by-Side и Top-and-Bottom в дополнение к режимам спецификации 1.4. И наконец, совсем свежее обновление стандарта HDMI 1.4b произошло буквально несколько недель назад, и нововведения этой версии пока неизвестны широкой публике, да и устройств с его поддержкой пока что на рынке нет.

Собственно, наличие именно разъёма HDMI на видеокарте необязательно, во многих случаях его может заменить переходник с DVI на HDMI. Он несложен и поэтому прилагается в комплекте большинства современных видеокарт. Мало того, современные GPU имеют встроенный аудиочип, необходимый для поддержки передачи звука по HDMI. На всех современных видеокартах AMD и NVIDIA нет необходимости во внешнем аудиорешении и соответствующих соединительных кабелях, и передавать аудиосигнал с внешней звуковой карты не нужно.

Передача видео- и аудиосигнала по одному HDMI-разъёму востребована прежде всего на картах среднего и низшего уровней, которые устанавливают в маленькие и тихие баребоны, используемые в качестве медиацентров, хотя и в игровых решениях HDMI применяется часто, во многом из-за распространения бытовой техники с такими разъёмами.

Разъём

Постепенно, в дополнение к распространенным видеоинтерфейсам DVI и HDMI, на рынке появляются решения с интерфейсом DisplayPort. Single-Link DVI передаёт видеосигнал с разрешением до 1920×1080 пикселей, частотой 60 Гц и 8 бит на компоненту цвета, Dual-Link позволяет передавать 2560×1600 на частоте 60 Гц, но уже 3840×2400 пикселей при тех же условиях для Dual-Link DVI недоступны. У HDMI почти те же ограничения, версия 1.3 поддерживает передачу сигнала с разрешением до 2560×1600 точек с частотой 60 Гц и 8 бит на компоненту цвета (на более низких разрешениях — и 16 бит). Хотя максимальные возможности у DisplayPort немногим выше, чем у Dual-Link DVI, лишь 2560×2048 пикселей при 60 Гц и 8 бит на цветовой канал, но у него есть поддержка 10-битного цвета на канал при разрешении 2560×1600, а также 12 бит для формата 1080p.

Первая версия цифрового видеоинтерфейса DisplayPort была принята VESA (Video Electronics Standards Association) весной 2006 года. Она определяет новый универсальный цифровой интерфейс, не подлежащий лицензированию и не облагаемый выплатами, предназначенный для соединения компьютеров и мониторов, а также другой мультимедийной техники. В группу VESA DisplayPort, продвигающую стандарт, входят крупные производители электроники: AMD, NVIDIA, Dell, HP, Intel, Lenovo, Molex, Philips, Samsung.

Основным соперником DisplayPort является разъём HDMI с поддержкой защиты от записи HDCP, хотя он предназначен скорее для соединения бытовых цифровых устройств, вроде плееров и HDTV-панелей. Ещё одним конкурентом раньше можно было назвать Unified Display Interface — менее дорогую альтернативу разъёмам HDMI и DVI, но основной её разработчик, компания Intel, отказалась от продвижения стандарта в пользу DisplayPort.

Отсутствие лицензионных выплат важно для производителей, ведь за использование в своей продукции интерфейса HDMI они обязаны выплачивать лицензионные сборы организации HDMI Licensing, которая затем делит средства между держателями прав на стандарт: Panasonic, Philips, Hitachi, Silicon Image, Sony, Thomson и Toshiba. Отказ от HDMI в пользу аналогичного «бесплатного» универсального интерфейса сэкономит производителям видеокарт и мониторов приличные средства — понятно, почему им DisplayPort понравился.

Технически, разъём DisplayPort поддерживает до четырёх линий передачи данных, по каждой из которых можно передавать 1,3, 2,2 или 4,3 гигабит/с, всего до 17,28 гигабит/с. Поддерживаются режимы с глубиной цвета от 6 до 16 бит на цветовой канал. Дополнительный двунаправленный канал, предназначенный для передачи команд и управляющей информации, работает на скорости 1 мегабит/с или 720 мегабит/с и используется для обслуживания работы основного канала, а также передачи сигналов VESA EDID и VESA MCCS. Также, в отличие от DVI, тактовый сигнал передаётся по сигнальным линиям, а не отдельно, и декодируется приёмником.

DisplayPort имеет опциональную возможность защиты контента от копирования DPCP (DisplayPort Content Protection), разработанную компанией AMD и использующую 128-битное AES-кодирование. Передаваемый видеосигнал несовместим с DVI и HDMI, но по спецификации допускается их передача. На данный момент DisplayPort поддерживает максимальную скорость передачи данных 17,28 гигабит/с и разрешение 3840×2160 при 60 Гц.

Основные отличительные особенности DisplayPort: открытый и расширяемый стандарт; поддержка форматов RGB и YCbCr; поддержка глубины цвета: 6, 8, 10, 12 и 16 бит на цветовую компоненту; передача полного сигнала на 3 метра, а 1080p — на 15 метров; поддержка 128-битного AES-кодирования DisplayPort Content Protection, а также 40-битного High-bandwidth Digital Content Protection (HDCP 1.3); бо́льшая пропускная способность по сравнению с Dual-Link DVI и HDMI; передача нескольких потоков по одному соединению; совместимость с DVI, HDMI и VGA при помощи переходников; простое расширение стандарта под изменяющиеся потребности рынка; внешнее и внутреннее присоединение (подсоединение LCD-панели в ноутбуке, замена внутренним LVDS-соединениям).

Обновленная версия стандарта — 1.1, появилась через год после 1.0. Её нововведениями стала поддержка защиты от копирования HDCP, важная при просмотре защищенного контента с дисков Blu-ray и HD DVD, и поддержка волоконно-оптических кабелей в дополнение к обычным медным. Последнее позволяет передавать сигнал на ещё бо́льшие расстояния без потерь в качестве.

В DisplayPort 1.2, утверждённом в 2009 году, была вдвое увеличена пропускная способность интерфейса, до 17,28 гигабит/с, что позволило поддержать более высокие разрешения, частоту обновления экрана и глубину цвета. Также именно в 1.2 появилась поддержка передачи нескольких потоков по одному соединению для подключения нескольких мониторов, поддержка форматов стереоотображения и цветовых пространств xvYCC, scRGB и Adobe RGB. Появился и уменьшенный разъём Mini-DisplayPort для портативных устройств.

Полноразмерный внешний разъём DisplayPort имеет 20 контактов, его физический размер можно сравнить со всем известными разъёмами USB. Новый тип разъёма уже можно увидеть на многих современных видеокартах и мониторах, внешне он похож и на HDMI, и на USB, но также может быть оснащён защёлками на разъёмах, аналогичным тем, что предусмотрены в Serial ATA.

Перед тем как AMD купила компанию ATI, последняя сообщила о поставках видеокарт с разъёмами DisplayPort — уже в начале 2007 года, но слияние компаний отодвинуло это появление на какое-то время. В дальнейшем AMD объявила DisplayPort стандартным разъёмом в рамках платформы Fusion, подразумевающей унифицированную архитектуру центрального и графического процессоров в одном чипе, а также будущих мобильных платформ. NVIDIA не отстаёт от соперника, выпуская широкий ассортимент видеокарт с поддержкой DisplayPort.

Из производителей мониторов, объявивших о поддержке и анонсировавших DisplayPort-продукты, первыми стали Samsung и Dell. Естественно, такую поддержку получили сначала новые мониторы с большим размером диагонали экрана и высоким разрешением. Существуют переходники DisplayPort-to-HDMI и DisplayPort-to-DVI, а также DisplayPort-to-VGA, преобразующий цифровой сигнал в аналоговый. То есть даже в случае присутствия на видеокарте исключительно разъёмов DisplayPort, их можно будет подключить к любому типу монитора.

Кроме вышеперечисленных разъёмов, на старых видеокартах также иногда встречаются композитный разъём и S-Video (S-VHS) с четырьмя или семью штырьками. Чаще всего они используются для вывода сигнала на устаревшие аналоговые телевизионные приемники, и даже на S-Video композитный сигнал зачастую получают смешиванием, что негативно влияет на качество картинки. S-Video лучше по качеству, чем композитный «тюльпан», но оба они уступают компонентному выходу YPbPr. Такой разъём есть на некоторых мониторах и телевизорах высокого разрешения, сигнал по нему передается в аналоговой форме и по качеству сравним с интерфейсом D-Sub. Впрочем, в случае современных видеокарт и мониторов обращать внимание на все аналоговые разъёмы просто не имеет никакого смысла.

В современной электронной технике интерфейсы определяют практически все – скорость обмена данными, объем передаваемой информации, архитектуру устройств, расстояние между сопрягаемыми устройствами, габариты соединительных разъемов и самих устройств и т.д. и т.п. Именно поэтому, в век глобальной информатизации одним из важнейших факторов, способствующих дальнейшему прогрессу, является разработка новых интерфейсов. И работа по совершенствованию средств передачи самых разнообразных данных не прекращается ни на минуту и ведется практическими всеми основными разработчиками электроники. Интересно отметить, что некоторые компании, известные ранее как производители исключительно микросхем и других электронных компонентов, постепенно меняют свое направление деятельности, переходя на разработку новых перспективных интерфейсов и на выпуск элементной базы для этих интерфейсов. Сегодня мы решили рассказать о возможно скором появлении нового интерфейса для одного из основных периферийных устройств персональных компьютеров – о новом интерфейсе для дисплеев, который предлагается весьма авторитетной организацией, хорошо известной всем, кто хоть чуть-чуть знаком с современной вычислительной техникой – мы говорим об ассоциации VESA.

На сегодняшний день существует целый ряд интерфейсных соединений, предназначенных для подключения дисплея к источнику сигнала. К таким общим интерфейсам можно отнести:

- аналоговый разъем VGA – DSUB-15pin;

- интерфейс DVI;

- интерфейс P&D;

- интерфейс DFP и др.

И это не считая специфических и промышленных интерфейсов, не нашедших широкого применения, но все-таки, использующихся для подключения дисплеев к источникам сигналов.

Конечно же, в свете массового применения «цифровых» дисплеев на жидких кристаллах (LCD-дисплеев), большую актуальность начинают приобретать, так называемые, «цифровые» интерфейсы, наиболее известным из которых является, несомненно, DVI. И очень многим кажется, что данный интерфейс настолько отвечает всем потребностям при передаче изображения на дисплей, что нет никакого смысла что-либо изменять. Привлекательность интерфейсу DVI придает еще и то, что с помощью него можно передавать данные не только в цифровом виде, но и в виде обычных аналоговых сигналов R/G/B. Но так не думают в ассоциации VESA. В результате, совсем недавно – в марте 2007 года этой организацией был выпущен документ, получивший название «DisplayPort™ interface standard. Ver.1.1» (стандарт интерфейса DisplayPort. Версия 1.1).

Данный стандарт ориентирован на производителей LCD-панелей, LCD-дисплеев, видеопроекторов, графических карт, чипсетов и потребительской электроники. Новый интерфейс для подключения дисплеев призван заменить собою такие интерфейсы, как DVI и LVDS, а, в конечном счете, интерфейс VGA. DisplayPort позволяет обеспечить подключение через единый цифровой интерфейс как внешних так и внутренних дисплеев. Под понятием «единый цифровой интерфейс» здесь необходимо понимать то, что DisplayPort может обеспечивать передачу данных (пикселей) непосредственно от любого источника видеоизображения на любую LCD-панель, позволяя упростить все те сложности при передаче данных, которые существуют на сегодняшний день. При этом, в спецификации DisplayPort учтены все положительные аспекты практического применения интерфейсов DVI и HDMI.

В интерфейс DisplayPort добавлена поддержка HDCP версии 1.3. Поддержка HDCP позволяет подключаться с помощью DisplayPort к устройствам Blye-Ray и HD-DVD и получать доступ к защищенному контенту.

DisplayPort работает с пониженными напряжениями, что приводит к пониженному энергопотреблению. Это, в свою очередь снижает уровень электромагнитных помех и улучшает 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 даже у двухканального интерфейса DVI;

- наличие уникальной микро-пакетной архитектуры, открывающей новые возможности для дисплеев;

- опциональная поддержка аудио-функций;

- использование очень простого и малогабаритного защелкивающегося соединительного разъема типа USB, значительного упрощающего подключение дисплеев к источникам видеосигналов.

Все эти особенности и преимущества интерфейса DisplayPort позволяют надеяться на его широкое применение в будущем и на заинтересованность производителей оборудования в его повсеместном внедрении.

Общие сведения

Интерфейс DisplayPort включает в себя три канала передачи данных (рис.1 ):

- основной канал (Main Link);

- дополнительный канал (AUX CH - Auxiliary channel);

- линия «горячего подключения» (HPD – Hot Plug Detect).

Рис.1 Интерфейс Display Port состоит из трех каналов передачи данных

Основной канал

Основной канал предназначены для передачи графической информации. Этот канал состоит из четырех линий, каждая из которых представляет собой дифференциальную пару. Существует 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 учетом количества задействованных линий, представлена в табл.1 .

Таблица 1. Пропускная способность интерфейса Display Port

Данные по линиям основного канала предаются в последовательном виде, что, впрочем, характерно для всех производительных цифровых интерфейсов, а использование дифференциальных пар снижает уровень электромагнитных помех и повышает помехозащищенность каналов. Данные, передаваемые по линиям основного канала, кодируются либо в формате RGB , либо в формате Y/C/ .

Хотя количество линий основного канала и составляет четыре, это совсем не означает, что все они обязательно должны быть задействованы. В зависимости от режима работа, выбранной кодировки цвета (RGB или Y/C ), а также глубины цвета (количество бит на точку), 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 units). Эти микро-пакеты передаются по линиям канала Main Link , т.е. каждый пакет передается по своей соответствующей линии канала. Длина единицы передачи (т.е. длина микро-пакета) для каждой линии канала Main Link находится в диапазоне от 32 до 64 символов. При разбивке потока данных на пакеты, осуществляется их выравнивание под соответствующее количество символов путем заполнения пакета «дополнительными» символами. Так, например, если длина пакета задана в 32 символа, а реальный пакет состоит из 28 символов, то к нему добавляется еще 4 символа, чтобы получился пакет стандартной длины.

В периоды горизонтального и вертикального гашения, основной поток видеоданных прерывается и практически все символы пакетов становятся «дополнительными». В результате, такие пакеты могут быть замещены пакетами потока атрибутов, содержащих информацию о высоте, ширине и других параметрах изображения, передаваемого в основном потоке. Эта информация может быть использована дисплеем для самостоятельной регенерации основного потока. Кроме того, во время вертикального и горизонтального гашения может быть организована передача пакетов аудио-потока.

Символ – это 8-разрядная порция данных, которая преобразуется в 10-разрядный код с использованием метода кодирования ANSI 8B/10B, который называют еще К-кодирование (ANSI X3.230-1994) Только после преобразования 8-битных данных в 10-битный код, обеспечивается их передача по линиям интерфейса. В спецификации DisplayPort различают два типа символов: символы данных и управляющие символы. Управляющие символы вставляются в пакеты, состоящие из символов данных для формирования фреймов. 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 – приемное 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 15м 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 (т.е. этот канала 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. Кроме того, через этот сигнал дисплей генерирует прерывание для формирования запроса, обслуживаемого дополнительным каналом. Сигнал HPD является логическим сигналом с уровнем от 2.25 до 3.6 Вольт. Состояние сигнала HPD полностью управляется дисплеем, который устанавливает его в низкий уровень при возникновении событий, требующих реакции источника видеосигналов.

Различают два варианта сигнала HPD, в зависимости от его длительности.

1) Если сигнал HPD устанавливается монитором 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.

2) 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.

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 «землей».

Физические характеристики

Интерфейсный кабель для DisplayPort выпускается (будет выпускаться) в двух модификациях (две категории отражения):

- 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 надежность передаваемых данных. Но, в принципе, длина кабеля может быть и больше, если использовать режимы работы с низким разрешением. В частности, в стандарте указано, что при определенных условиях (низкочастотные режимы) длина кабеля может достигать и 15 метров (режим с частотой кадра 50 Гц и при использовании всех четырех линий основного канала). Ассоциация VESA очень серьезно относится к вопросам конструкции соединительного кабеля, и в стандарте регламентировано практически все – от типа материалов, используемых для изоляции, до взаимного положения жил кабеля внутри общей изоляции. Поэтому к вопросам приобретения кабеля для DisplayPort придется относиться очень серьезно, особенно, если предполагается использовать дисплеи с высоким разрешением и хорошей глубиной цвета.

Как уже отмечалось выше, все информационные линии интерфейса выполнены в виде дифференциальных пар. Величина сигналов на этих дифференциальных парах может достаточно сильно изменяться при изменении частоты передачи данных, т.е. при выборе того или иного режима работы. Но, в принципе, размах сигналов на дифференциальных информационных линиях должен находиться в диапазоне от 0.4В до 1.2В (с учетом допусков от 0.34В до 1.38В). 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 3.6В, т.е. соответствует напряжению питания (см. рис.2).

Рис.2

Соединительный разъем

Соединительный разъем интерфейса DisplayPort, как мы уже отмечали, очень похож на разъем USB. Основное отличие в том, что на разъеме DisplayPort имеется 20-контактов (см. рис.3).

Рис.3

На кабеле с двух сторон находятся «вилки». На устройствах (на видеокарте и на дисплее) должна находиться «розетка». Для устройств допускается, как горизонтальное, так и вертикальное расположение «розеток» (рис.4).

Рис.4

Разъем является ключевым, т.е. подключить его неправильно невозможно. Контакты на разъеме расположены в два ряда и с некоторым смещением рядов относительно друг друга (шахматный порядок).

Таблица 3.

Назначение контактов разъема представлено в табл.3 и табл. 4.

Таблица 4.

Распайка кабеля со стороны источника видеосигналов и со стороны дисплея разная, что отражено на рис.5.

Рис.5

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

На разъем выведена линия питания, обозначаемая DP_PWR. На эту линию от устройства-источника видеосигналов подается питающее напряжение величиной от 3.0В до 16.0В. Величина максимального тока по этой линии не должна превышать 500 мА. Линия DP_PWR может использоваться для питания маломощных устройств, подключенных к источнику сигнала или для питания отдельных цепей дисплеев. Устройства-приемники (дисплеи) также могут подавать на эту линию питающее напряжение, но уже величиной +3.3В, обеспечивающим максимальную величину тока в 500 мА. Минимальная мощность, которую может обеспечить линия DP_PWR, составляет 1.5 Ватт. Таким образом, разъем DisplayPort можно использовать для подключения маломощных устройств, не имеющих собственного источника питания. Общим проводом для линии питания DP_PWR является контакт, обозначены Return DP_PWR. Необходимо обратить внимание, что в стандартном кабеле сигнал DP_PWR может отсутствовать, т.е. конт.20 разъема не будет задействован.

Так как разъем DisplayPort является двухрядным, то его контакты разделяют на контакты верхнего и контакты нижнего ряда, что также отражено в таблицах 3 и 4.

Можно отметить и еще одну особенность разъема. При его подключении, так же как и в USB, разные группы контактов соединяются поочередно. Это обеспечивает возможность горячего подключения устройств без явления статических разрядов. Порядок сопряжения следующий:

1. Сначала подключается металлический экран разъема.

3. И, в-третьих, подключаются линии основного канала (ML_Lane), дополнительного канала (AUX_CH) и линия HPD.

Такая последовательность подключения обеспечивается за счет разной длины контактов.

На этом и закончим предварительное знакомство с интерфейсом DisplayPort, которому пророчат большое будущее. Поживем – увидим. Вполне возможно, что катализирующее действие на внедрение этого интерфейса окажет хорошо заметное сейчас сближение бытовой техники и вычислительной техники, в результате которого появляется необходимость взаимного подключения самых разнообразных устройств, особенности которых ранее не учитывались разработчиками интерфейсов. А, кроме того, повсеместное доминирование цифровых технологий отображения информации и постепенное стирание границ между различными типами подобных устройств, все-таки, требуют решения вопроса стандартизации обмена данными.

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.