今日的数位产品，不论是电脑、电视或消费性产品，对于内部和外部数据传输的速度要求愈来愈高，目前已进入10Gbps的高速传输等级，而且被要求采数位方式来传输。在此情况下，传统的VGA及上一代的DVI、LVDS等规格已显得不敷使用。 2002年推出的高解析度多媒体介面（High-Definition Multimedia Interface；HDMI）已成为数位电视必要的介面技术，目前已有1亿多台数位电视采用了HDMI介面，预估到了2010底将可达到2.5亿。在此基础下，HDMI正积极将市场扩展到可携性的消费性电子产品领域，如数位相机、可携式媒体播放器（PMP）和手机等。

在此同时，DisplayPort也蓄势待发，准备在PC、笔记型电脑和液晶显示器领域中替代已过时的VGA、DVI和LVDS等介面技术。就长远来看，DisplayPort也以数位电视应用为目标。在去年DisplayPort仍只是一个计画中的技术名词，不过，今年起已进入商品化的阶段，包括AMD、英特尔（Intel）、IDT（Integrated Device Technology）、Genesis Microchip和Parade Technologies等公司都陆续推出可用的晶片，例如用于新型显示器的时序控制器（timing controller；TCON）和其它支援性晶片，而包括戴尔（Dell）、三星（Samsung）都已推出采用DisplayPort的液晶显示器或投影机。

此外，英特尔针对PC和笔记型电脑推出的新一代Cantiga PC晶片组，可同时支援HDMI、DVI、VGA和DisplayPort，而DisplayPort被定义为英特尔主机板与外部连接埠的主要互连技术。英特尔已明确指出，该公司所有主流的PC晶片组未来都将支援DisplayPort。加上AMD也同样支持DisplayPort，预估到了今年底时，主流的PC、笔记型电脑和显示器中都会开始采用DisplayPort。

这是一个每年达数千万出货量的市场，所以DisplayPort确实有与HDMI一争长短的条件。相较于HDMI，DisplayPort不收取专利费，也不要求OEM厂商严格限制其应用领域，因此未来电视业者也可能转而支援DisplayPort，用于内部或外部的连结。以下将介绍DisplayPort的技术特性，以及与HDMI的异同比较。

强调开放性的VESA组织

DisplayPort是由视讯电子标准协会（Video Electronics Standards Association；VESA）所核定的新一代视讯输出介面，其发展的目的是为了在PC与零组件间提供一种互通性的数位连接介面标准，此标准符合开放性并具有延伸性。加入此组织的重要厂商如下：

由于有这么多大厂进场背书，也让DisplayPort的支持度看涨，过去四年来VESA的企业成员数目以每年超过​​20％的成长率持续增加，目前已有超过180家的会员厂商。

身为DisplayPort的制定组织，VESA强调其独立色彩，以类似IEEE的透明程序来制定及修正推动标准的更新。除了允许所有的VESA会员可以针对未来的标准提出建议改善和投票外，也对非会员采取开放态度，提供合理而非差别待遇的授权。

除了制订DisplayPort规范外，VESA也订定了DisplayPort的一致性测试（compliance test）标准，并在去年举办了三场的DisplayPort插拔测试大会（Plugtests）。 DisplayPort工作小组目前已完成DisplayPort电器介面与数据协定一致性的测试规范。这些测试包括一部分的DisplayPort标志（logo）计画。此计画的管理为一致性测试的咨询公司VTM，另外在全球各地成立授权测试实验室，如台湾的百佳泰（Allion），这些单位采用经认证过的测试仪器为厂商的产品进行一致性测试。

DisplayPort技术特性

在PC、笔记型电脑的领域，过去的数位多媒体介面有对外及对内两种标准，外部box-to-box采用DVI，而内部Chip-to-chip连结则采用LVDS。 DisplayPort的出现，即诉求以更高的频宽线路比来一统江湖，并能减少传输线的使用、简化设计的复杂度、提供弹性的传输效能，以及提供创新的功能。 DisplayPort由三部份组成，分别为主链路（Main Link）、辅助通道（AUX CH）和热插拔讯号检测（Hot Plug Detect；HPD），请参考图一，其中热插拔讯号实现终端设备（Sink Device）中断请求，主链路、辅助通道和其它特性简介如下：

《图一 DisplayPort组成及运作架构 》

主链路

DisplayPort的主链路由4条线路（Lane）组成，每条线路为交流耦合（AC-coupled）的差分对线（differential pair），并支援两种传输速率：2.7Gbps或1.62Gbps。采用DisplayPort可以弹性使用1、2或4条线路，若采用4条2.7Gbps的线路，可以实现最高10.8Gbps的传输速率。设备业者可依实际应用的频宽需求、Tx/Rx功能和通道品质来决定需要用到几条线路。

这种弹性让DisplayPort可应用于各种显示画质，请参考表一，而不同线路数与传输率可达到不同的画质表现，请参考表二。此外，各种色深（color depth）、解析度和画面刷新频率都可以自由转换，当使用2.7Gbps的传输速率，DisplayPort可以支援最高视讯解析度请参考表三。

《表一 DisplayPort可弹性应用于各种显示画质》 - BigPic:926x272

《表二 不同线路数与传输率可达到的画质表现》 - BigPic:923x217

《表三 使用2.7Gbps的传输速率，DisplayPort可以支持最高视讯分辨率》 - BigPic:923x218

辅助通道

辅助通道是由一对交流耦合差分线组成的双向、半双工通道，用于传输状态资讯、控制命令等。在DisplayPort的传输中采主从架构，所有通讯都必须由源端设备（Source Device）发起，终端设备（Sink Device）也可以透过热插拔讯号来提出通讯请求。辅助通道在15公尺的传输距离上能提供1Mbps的稳定传输频宽，此频宽远高于目前广泛用于HDTV遥控器的100Kbps HDMI-CEC控制机制。它同时要求传输延迟需做到在500us内完成，其突发数据（burst data）相当或小于16Byte。

分层结构

DisplayPort分层结构包含实体层（PHY layer）及链路层（Link layer），其中，终端设备传输层的DisplayPort配置数据（DisplayPort Configuration Data；DPCD）描述了该设备的能力，并储存链路的相关资讯，如链路是否同步等。链路与设备服务透过读取终端设备DPCP和延伸显示辨识码（Extended Display Identification Data；EDID），识别其工作能力和状态，分别在链路级和设备级配置和维护传输。

由于DisplayPort传输线路采用交流耦合，发送端和接​​收端有不同的共模电压，这使晶片可以拥有更小的特征尺寸，也方便了DisplayPort与其它新兴高速数位介面（如PCI Express）的连接、耦合。

接头、连接器与线长

DisplayPort的目的是取代对内及对外的传统连接线，因此有内部及外部两种接头。内部接头仅宽26.3mm、高1.1mm，尺寸比LVDS小30％，内接DisplayPort允许的线路长度达610mm，这在设计大尺寸DTV时非常有用。外部接头有两种，一种是标准型，尺寸为16×4.7mm，与HDMI type A相似（～14×4.5mm），但多了一个可让接头反扣于连接处的牢固设计；另一种则是小尺寸的低矮型（Low Profile），适合超薄型笔记型电脑及特殊需求PC使用。

外部连接器用于PC、笔记型电脑、显示卡和显示器等设备的连结，它有20个Pin脚；内部连接器则用来连接设备内部的绘图引擎和面板驱动装置，它有32个Pin脚。以50/60Hz来传输1080p（24bpp）解析度视讯，DisplayPort最长可传输15公尺；若采用全频宽传送，则可达3公尺。其线材可以是铜线，也可以是光纤。

Direct Drive

直接驱动（Direct Drive）为DisplayPort的一项关键性技术。传统的显示架构中，在PC的显示卡端，必须在北桥中支援Graphic PLL和RAMDAC的功能，而且需外挂HDMI或DVI的发射器（Tx），在显示器端也得外加一些额外的元件，如ADC、接收器（Rx）、OSD、缩放控制器（Scaling）、MCU、LVDS Tx等，相当复杂。在DisplayPort的直接驱动架构下，OSD和Scaling的功能都交给PC端，可以大幅减少电脑的显示技术架构，而且能降低LCD显示器的成本，并设计生产尺寸更小、更便宜的液晶显示器。两种架构的比较请参考图二。在今年的Computex已有厂商推出此种架构的产品。

《图二 Direct Drive直接驱动架构与传统方式比较 》

DisplayPort vs. HDMI：异同比较

DisplayPort和HDMI有许多的技术相似性，两者皆属于传输未经压缩、全数位化音讯/视讯的介面，透过单一缆线就能同步整合影音讯号。在像素色深（color depth）上每个色彩元件可达16位元（48bpp），内容保护机制上同样支援HDCP，也支援CEA861的数位音讯封包格式。两者同样支援24,30,36位元的RGB或YCbCr色域标准，但HDMI已开始支援新一代色域标准xvYCC，使得色彩呈现范围更加宽广，其色彩显示为目前色域范围的1.8倍，能够实现更接近自然色的逼真画面。其他的重要差异还包括：

编码方式

相较HDMI采用专属的最小化传输差分讯号（TMDS）编码方式，DisplayPort的主链路上采用业界标准的ANSI 8B/10B编码，此技术的好处是时脉信号已内嵌于资料线路内，而HDMI每组链结还需要额外1组时脉对线来配合传输。两种技术各有优缺点，都需针对电磁干扰（EMI）做出防治：在高速传输下较容易产生偏斜（skew），TMDS可在维持直流平衡之下，将讯号0与讯号1变化压到最低，可有效减少电磁干扰；采用8B/10B编码方式的DisplayPort，其讯号0与讯号1变化次数多，因此必须运用展频（Spread Spectrum）时脉技术来抑制电磁杂讯峰值。

微封包vs.交换式传输

DisplayPort的另一个特色为采用微封包架构（Micro-Packet Architecture），也就是将视讯、音讯数据串流都被封包化为微封包，再在主链路上传送。相较于HDMI以类似交换式的光栅扫描（Raster Scan）即时方式传输视讯，DisplayPort采用真正的封包方式传输，使数据完整性得到了大幅提升，可达1E-12，超过了HDMI标准的1E- 9。不仅如此，微封包架构允许在同一条线路中传输多组视讯，相较之下，交换式传输限定一条链路只能传输一组视讯。请参考图三。

《图三 DisplayPort的微封包架构 vs. HDMI的光栅扫描架构 》

收费策略

除了技术上的差异，另一个备受关注的议题在于两大制定组织的收费策略。 HDMI最为人垢病的地方，即是进入的费用门槛太高，参与HDMI Licensing组织的年费达1万美金，此外还要负担庞大的权利金与测试费用。相对于VESA，HDMI组织显得封闭性相当高，该组织由7个主要创始公司主导，使用者必须支付授权费和权利金。VESA则强调为非营利组织，与HDMI最大的不同处即在于使用者不需支付权利金（royalty-free）（连接器制造商例外，必须支付Molex公司专利费），而且在使用上不会有限制。

应用领域

目前HDMI已广泛应用于数位电视、机上盒、DVD播放机、电视游乐器、扩大机、数位音响等家庭娱乐产品中，并积极拓展其应用领域，如PC/笔记型电脑和可携式消费性电子产品。相较之下，DisplayPort仍是初生之犊，其应用仍锁定在PC显示的领域，主要是显示器、笔记型电脑和视讯源端（如显示卡）的应用。

以显示器来说，目前通常采用VGA或DVI介面来连结显示器，此架构中的显示面板需采用LVDS来驱动时序控制器（TCON），使得显示器主板的设计相当复杂，若采用上述的直接驱动（Direct Drive）架构，则可以大幅简化显示器的内部设计。

采用先进的高速DisplayPort也有助于简化笔记型电脑的设计。由于笔记型电脑铰链（Hinge）空间有限，而LVDS的每组对线仅有0.945Gbps的传输率，若采用LVDS要做到WUXGA的画质，必须使用20条传输线才能做到，这将造成设计上的困扰；换成采用DisplayPort，那只要8条线路即可做到，不但能简化设计，还能节省空间，让笔记型电脑有更多空间可利用，或设计出更小尺寸的产品。请参考图四。

《图四 采用DisplayPort能简化Notebook设计 》

两大标准未来展望

HDMI

随着HDTV的盛行，可携式设备也开始诉求能传输full HD（1080p）的视讯内容，这时就有需要延伸HDMI的介面来提供高频宽数位内容保护（HDCP）技术来传输加密的高画质视讯。美商晶像（Silicon Image）在今年初推出其行动高画质连结（Mobile High-Definition Link；MHL）晶片，其目的就是要满足这项诉求，这是该公司提出的个人娱乐网路（Personal Entertainment Network；PEN）计画的一环。

MHL将标准HDMI连结中的三个最小化传输差分讯号通道缩减成一个，并在行动设计中嵌入一个最新型发射器，以及将一个全HDMI桥接晶片置于一个单独的接线式支架（wired cradle）中，能为行动设备实现平均功耗只有60mW、速度达到2.25Gbps的连接，而且这个链路贯穿了所有5个接脚，可以传输到设备上任何现有的连接器。不过MHL的价格仍然太高，远远超过消费者可接受的范围，分析师预估至少要三年时间来降低成本。

HDMI的另一个发展是与USB的结合。 USB Implementer论坛准备在2008年推出USB的修改版，将应用于在显示设备和行动设备之间，进行压缩高画质视讯的传输。该组织表示，该技术将是传输未压缩视讯的HDMI技术的补充，其开发人员将把HDMI的HDCP编码作为该新版USB的最重要部份。不过，USB与PC及PC周边（如印表机）的关联性更大，因此让USB与电视连结的诉求看来仍不明显。

DisplayPort

DisplayPort虽然是新出炉的技术，但其规格仍在不断地增强及延伸中。 VESA预计在2008、2009年提出2X的新速率标准，届时Main Link将达21.6Gbps，辅助通道也可能提升到480Mbps，可望使之成为类似USB的连接器。然而这些提升都不需要再对接头、接线进行变更。

此外，VESA组织日前发表最新的DisplayID和行动显示数位介面（MDDI）标准，以及延伸显示辨识码（EDID）的1.4版规范。 VESA也在开发一种尺寸很小的小型连接器，让一个4晶片、半尺寸绘图卡可以容纳四个这种连接器，这将适用于行动产品之中。

结论

今日的数位世界，为了原音、原影的重现，整个产业链的规格不断向上提升，而传输介面正是其中的一环，目前已进入10Gbps的高速时代。当然，今日的高速在明日可能又显得落伍了，但这毕竟是一个划时代的速度，让我们能体验HD的画质与高传真的音讯。在HDMI独占鳌头多年后，DisplayPort终于登场了。它显然不是省油的灯，除却技术的特性，在开放性和royalty-free的诉求，以及PC市场的广大基石上，绝对是HDMI不容轻忽的竞争对手。

（作者为电子技术资深自由作者）