高速传输介面后势看好

随着高画质解析度的不断提升和显示萤幕尺寸的不断增加，高速传输与接收显示数位影音视讯的应用需求正日益普及。以往外部连接类比式VGA和数位DVI和内部LVDS介面已无法满足上述需求，高解析多媒体介面HDMI正在外部连接式高速传输介面的消费电子产品领域取而代之，新一代高速串列资料传输介面DisplayPort亦顺势而起，欲统合内外部连接标准。

DisplayPort标准发展现况

由VESA（Video Electronics Standards Association）所订定的DisplayPort，以嵌入式时脉技术，采取开放标准，且​​在符合性测试（Compliance Test）无须技术授权费用，目前已发展到1.1a阶段。市场调查研究机构iSuppli预估，2012年具备DisplayPort装置的出货量，可达2亿6330万台。在DELL、HP以及Genesis等推动下，DisplayPort主要应用于PC或是Notebook的显示介面，将来将扩大至监控萤幕、大尺寸LCD数位电视领域或是下一代多媒体视讯系统。

《图一 2008台北Intel Development Forum现场所展示支持DisplayPort的大尺寸液晶屏幕》

目前DisplayPort 1.1a每通道串列介面高速传输速率约为2.7Gbps，能使用4个通道取得10.8Gbps的高频宽​​，亦可让显示装置透过同一条数位视讯讯号缆线传输高传真数位音效，传输布线距离可达15公尺。 VESA正在规划下一代的DisplayPort 2.0版本，高速串列传输每通道速率则是5.4Gbps，传输速度共可达21.6Gbps。

DisplayPort规格特性优势

DisplayPort通讯协定采封包式架构，能支援弹性化的外接介面标准，在高阶PC产品端领域可与HDMI、VGA、PVI等介面共存；DisplayPort可整合电脑显示器、笔记型电脑显示面板和LCD电视面板等，提升数位讯号完整度，并可提供客户在选择PC外接传输介面架构的多样性。此外，显示器通常是透过VGA或DVI介面与PC相连，传统笔记型电脑的LCD面板是透过LVDS排线与显示卡连接，而显示面板的时脉控制（TCON）则由LVDS驱动，DisplayPort可直接驱动TCON，简化显示器内部设计并进一步整合接收器，并可减少缆线达到传输同样解析度的效果。

另一方面，相较于只支援720p解析度、8～10 bit色深的Dual LVDS，DisplayPort不仅可支援1080p和10～16 bit色深（bit per pixel/color），在脚位线数上可缩小超过40％，频宽却可增加25％，缩小电子元件数亦可降低功耗。

《图二 Intel积极与台湾面板厂商合作推广支持DisplayPort的显示屏幕》

在主要支持者Intel的晶片组系列全力支援DisplayPort的推波助澜下，DisplayPort可顺势带动类似电路讯号特性、显示晶片组常使用的PCI-Express的广泛应用，DisplayPort可因此大幅简化视讯端的设计，也因此2.0版本也可能与下一代5Gbps的PCI Express标准同步推出。

DisplayPort整合时脉控制与接收器设计

因此，采用整合时脉控制与接收器设计，可简化显示器内部DisplayPort硬体架构。以IDT的PanelPort解决方案为例，其便以DisplayPort 1.1a版本为核心，结合可编程等化器（EQ）、mini-LVDS和RSDS的接收器，将时脉控制TCON整合于一个元件中，并运用时脉展频技术（spread spectrum clocking technology），可降低每个数位影音连结介面的电磁干扰（EMI）。

DisplayPort需结合数位讯号处理技术

传输介面需掌握视讯处理技术

未来DisplayPort产业的发展关键，在于晶片设计业者需进一步结合数位类比混合讯号的影像处理技术，满足面板厂商和消费电视制造商的整合元件解决方案需求，才能整体提升高画质视讯传输显示的品质。

《图三 IDT策略营销资深总监Tom Kao》

IDT策略行销资深总监Tom Kao表示，高画质Full HD数位显示解析度1080p即将在市场逐渐普及，解析度2160p的QHD也将出现于可预期的未来，电视品牌大厂也已宣布可支援240Hz画面频率（Frame Rates）的LCD萤幕样品。这些市场趋势均显示由于面板影像反应速度越来越快，面板厂商对于高画质视讯影像传输品质、以及提升高速串列（high-speed serial）传输介面在数位讯号的完整性要求，也会越来越殷切。因此，面板厂商也需兼顾以往由TV制造商需注意的影像处理（video processing）技术环节，包括FRC（Frame Rates Conversion）、NR（Random Noise Reduction）、影像解码（decode）等等。

掌握面板产业发展趋势

Tom Kao进一步指出，数位视讯处理和分散传输技术，需符合面板显示产业链的市场发展趋势。面板显示技术不仅要掌握时序控制（timing controller）设计、提高画面频率降低Judder延迟，背光模组也将由白光LED区域控制（local dimming）动态背光，朝向RGB LED场序式（field sequential）发展。因此，半导体供应商需掌握面板产业链技术发展趋势，采取并购视讯处理技术的策略，在面板厂商背后，支援一套整合关键混合讯号（mixed signal）、影像处理技术以及DisplayPort高速串列介面的元件解决方案，便能在显示面板市场中脱颖而出。

HDMI市场应用现况

从DVI基础衍生的HDMI规格，是由SONY、Panasonic、Philips、Hitachi、Silicon Image、Thomson、Toshiba所共同建立。从2003年发展迄今，目前已进展到1.3版本，相关生态系统已经相当成熟，已成为大尺寸显示萤幕、数位电视等消费电子领域高速传输介面的重要连接规格。去年支援HDMI规格的产品装置已达1亿9300万台，截至9月为止，目前采用HDMI标准的多媒体影音厂商已达851家，其中台湾部分便占25％，整体亚太地区就占71％，HDMI在亚太地区的发展十分蓬勃且至为关键。

《图四 2005～2011年HDMI 装置成长趋势图 》 数据源:HDMI Licensing LLC

今年预计将有超过800家厂商所出货的2.29亿个终端装置，采用HDMI规格的连接埠，预计2009年此一数字将达到3亿个。根据市场调查研究机构In-Stat统计数据预估，到2011年具备HDMI传输连接埠功能的终端装置将达4.8亿组。此外iSuppli的研究报告指出，2012年具有HDMI规格的设备可达7 亿7280 万台，年复合年成长率将达32％。

HDMI规格特性优势

目前HDMI1.3c版是为1.3a设计的测试标准，增加线材测试条目或修正其内容有助于HDMI装置的互连相容性。 HDMI1.3a规格资料传输和时脉传输各自独立，每组资料传输通道最高可提升至3.4Gbps，HDMI转换器适应不同资源间的多种传输线长度，可在长20公尺的传输线上，传输12位元深色的1080p媒体串流，并可支援1440p、48bit的高品质画质输出。HDMI可传输全数位无须经过压缩的高画质视讯内容及高传真多声道音讯，能够确保不失真的传输品质，一条HDMI连接埠传输线可取代11条类比连接线，能大幅简化复杂线路的不便。

HDMI Licensing LLC发展策略

2009年HDMI推广与标准验证组织HDMI Licensing LLC的发展策略，在技术上主要是强化HDMI功能在市场的竞争差异性，包括HDMI 1.3支援新一代动态画面标准Deep Color、采用IEC 61966-2-4色彩标准的xvYCC；以及高传真音讯格式Dolby TrueHD和DTS-HD等等。晶片设计业者也朝向此一趋势设计发展，例如ADI的整合型类比介面与HDMI接收器，便支援完全12位元色深的Deep Color准确度以及高达1080p的所有高画质（HD）电视格式，显示解析度可达UXGA；此接收器还支援RGB与YPrPb视频信号转换成数位YCrCb或RGB像素输出流的转换。其支援的分量(component-video)视频包括525i、625i、525p、625p、720p、1080i、1080p与1250i标准，以及许多其他的HD与SMPTE(美国动画和电视工程协会)标准。

《图五 HDMI Licensing LLC总裁Steve Venuti》

HDMI Licensing LLC总裁Steve Venuti表示，在推动市场应用上，HDMI Licensing LLC将进一步推动支援可携式装置，发展诸如星级旅馆等企业垂直市场应用深度，并结合光纤及其他有线高画质影音视讯传输环境，同时协助好莱坞电影工业巩固高画质3D电影内容的传输品质并提高频宽的需求，进一步强化HDMI在PC领域的影响力。

CEC远端遥控技术

比起DisplayPort，HDMI拥有更为深厚的市场影响力。为提升HDMI终端装置之间的相互操作性（Interoperability），HDMI Licensing LLC正积极推广自行研发的CEC远端遥控（Consumer electronics Control）技术在市场的整合度。

CEC技术可藉由单键无线控制、自动分辨家庭影音剧院内所有支援HDMI规格的终端装置，再透过接收器传输播放高画质影像，CEC技术同时支援系统开关、单键录影、按键控制、终端装置选单控制等功能。例如ADI推出业界最小的低功耗HDMIv 1.3发射器，支援利用单一遥控器即可控制多个HD设备运行的CEC功能，可将在数位相机、DSLR相机、摄影机、可携式媒体播放器及手机等可携式多媒体设备中的视讯发送至高画质电视。NXP的HDMI 1.3a转换器也内建CEC）功能，可透过单一遥控器对具备CEC功能的设备和环境进行管理。

Steve Venuti深入剖析表示，这项CEC技术其实已应用于许多自有品牌大厂的多媒体影音设备中，包括SONY的Theatre Sync、Samsung的Anynet、Panasonic的VIERA Link、LG的SimpLink、Toshiba的REGZAlink和Sharp的AQUOS Link等。由于各家厂商将CEC技术视为自身产品具备市场差异性的重要基础，因此多内建封闭控制指令，以致于HDMI产品之间的潜在相容性因而被忽略。有鉴于此，HDMI Licensing LLC正在定义整合性的指令平台，藉由一定的指令控制方式，便可使不同厂牌具备HDMI连接功能的装置得以相容，如此不仅提升装置间的相互操作性，同时更扩大了HDMI规格的应用广度。

Display/HDMI介面转换设计方向

PERICOM亚太区行销总监吴韶阡表示，美国市场为基础的OEM/ODM厂商多以DiplayPort为主要发展方向，而日本厂商则以HDMI为核心，不过市场一般预估在消费电子领域，Display/HDMI高速传输介面应用发展可能同时并存，此外PC和消费电子产品之间高速传输连结需求也日益明显。因此针对Display/HDMI之间在protocol以及讯号转换的介面设计也就越来越重要，PERICOM在高速传输介面单模和双模解多工器（Demux）和讯号重驱动晶片（Redriver）设计、以及Display/HDMI与类比DVI讯号转换介面设计的设计方向，也须与OEM/ODM厂商维持密切联系，所以PERICOM同时参与HDMI Licensing LLC和DisplayPort协会的标准制订作业。

《图六 PERICOM在台北Intel Development Forum会上展示支持DisplayPort/HDMI的解多任务器及转换接口方案》

Display/HDMI验证测试角色关键

Display/HDMI对于高速串列Giga资料传输的需求，也提高相关讯号完整性量测除错重复测试的复杂度。在HDMI和DisplayPort测试流程当中，接收器测试测试流程重要且最复杂，其中就规范数十种的电气特性测试以及抖动容忍度测试。无论是设计还是测试阶段，工程师都需要严苛的标准和先进的相容性测试解决方案，更需要集中高效能量测仪器成立有效率的量测作业流程，才能够支援发射器、接收器和通道测试的讯号完整性量测，其整合挑战度不低。

《图八 Agilent电子量测事业群全球信号分析部门营销经理Jim Curran和全球示波器产品线业务部经理Dave Rishavy》