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影音传输东西军
HDMI VS. DisplayPort

【作者: 朱致宜】2011年05月27日 星期五

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由于数位高清电视对于高画质影像传输的需求逐步升高,2002年,Sony、Panasonic、Philips、Hitachi、Toshiba、Thomson等影视家电大厂与Silicon Image合作,推出HDMI(High Definition Multimedia Interface)高解析多媒体影音介面。其中最大的卖点,就是其资料保护协定,让影视大厂较安心其心血结晶较不容易流至盗版手中。


HDMI 八大影视爱 主攻消费性电子

HDMI1.3版本推动Deep Color技术,把像素时脉从165MHz推展至225MHz和340MHz,从2006至2008年,大部份的交换器产品,对于可以提升讯号完整性的Re-Driver功能都有着相当重要的要求。即使当时未用到全部的频宽,客户对高频宽的产品接受度仍然很高。


2009年,HDMI1.4版本正式发表,在新版本中,增加了如HDMI Ethernet频道,音讯回覆频道,较値得注意的是支持4KX2K解析度和3D,新增color space等,建立了在家实现3D功能的关键架构,定义了常见的3D格式(如:Full side-by-side,Frame packing,Line alternative…等),以及最高达1080p的分辨率。


就是在显示装置与讯源装置间提供即时的内容信号发送功能,让使用者不用特别设定,电视就能够得以根据内容类型优化​​画质设置。


不过,HDMI的收费并不低。协会制订了兼容性测试等规章,取得认证产品必须按照最终销售额度抽取销售费,每件收取0.15美元,虽然根据缆线上是否印上协会标章与资料与否,可享有一定程度的优惠,但仍是一笔开销,且加入会员每年必须出一万美元的入会费;对于毛利本就低的电脑产业来说无法接受。所以,在2006年,由视讯电子标准协会(VESA)与Dell等电脑大厂联手,针对HDMI规格作出相应调整,推出DisplayPort介面标准规格,目前,最新版本是2009年11月所订定的1.2版本。


此外,HDMI还有一个官方并不承认,但大家都知道的问题,那就是缆线长度太短。 28AWG的铜线超过5公尺后就开始讯号衰减,尤其如果采用合金缆线,而非铜缆线,经常连累讯号品质受到影响。但官方并不认可这样的问题,宣称可在未增加转接器的状况下,以10公呎以上长度通过认证。为了因应投影或家庭剧院,甚至数位电子看板需求,所以有些厂商会使用讯号增强器以因应实际应用。美商Transwitch则是以自动侦测动态调整电阻电容值的方式,把较差的讯号拉回。


《图一 美商TranSwitch商务发展总监林铭贤》
《图一 美商TranSwitch商务发展总监林铭贤》

DP PC厂力拱 苹果也买单

相较于HDMI处处要收费,DP完全免认证、免授权金。频宽为10.8 Gbit/s,可支援 2560×1600 解析度,资料传输为8bit/10bit。其在规格上的优点,就是其基于小型封包的协定,允许简易的扩充标准。而通道与内嵌的时脉可以降低射频干扰。设计于支援内部晶片之间的联系,可以让显示器的控制回路去除以生产更便宜而轻量化的显示器。当然,这样的设计是为了以统一连接介面取代笔电面板内部的LVDS连结。


Intel2013年的晶片组设计即将除化LVDS,NXP资深产品行销经理胡砚岚表示,面板厂已经开始研究此领域,并认为此举可以接连影响到桌上型电脑用萤幕。她预期2013年,在市场可以看到DisPlayport萤幕。不过,由于HDMI在电视等数位家庭领域的市占率已经有所基础,故电脑大厂在推出娱乐用消费机种时,多仍然必须顾虑市场增加HDMI输出端子。


胡砚岚补充,DisplayPort在近几年的确获得了电脑厂牌在部分产品线采用,即使是电脑用的萤幕,除了100%采用VGA之外,约有60%有DVI输入端子,但DisplayPort?目前支援DisplayPort讯号输入的显示装置实在少之又少。目前在影音传输介面最为「吃了秤砣铁了心」的厂商,唯有苹果。


苹果电脑打从一开始就不吃HDMI的授权机制,建置了完整的DisplayPort解决方案。消费者如果想使用HDMI介面?抱歉!请花30美元自行购买转接头!苹果此举可称是大胆且果决,等同把问题题丢向消费者。而转接头中的零组件设计亦相当复杂。美商TranSwitch商务发展总监林铭贤表示,在苹果的理想中,未来电脑主机向外连接只有一条线就是DisplayPort,而所有外接物件如滑鼠或键盘,都是连至萤幕而非主机,一统目前传输介面纷杂的状态。


Pericom资深市场行销经理Abdullah Raouf表示,数位影像产品营收在PC领域有等比级数成长,还有另外一个原因。那就是PC晶片组目前移除了直接输出HDMI/DVI接口的能力。主要原因是HDMI/DVI的讯号最大电压幅度达到3.6V,但是先进制程技术所生产的晶片组,I/O电压不容易达到这个幅度。所以需要因应的电压桥接产品,转换由晶片组输出的低电压DisplayPort输出讯号到HDMI/DVI所需要的3.0V电压。


平板电脑也开始支持外部视讯连接,由于制程不断缩小,类比介面无法完美的支援延展。智慧化整合是这段过渡时期,业界所最期盼的方案。 IDT影像显示部门行销与业务开发总监Jason Lu表示,显示器市场的本质是动态性的,无论是HDMI或是DisplayPort,都必须有充分的弹性去适应市场变化。所以产品的市场区隔相形更为重要,要支援能够导入投影机、机上盒或转接的Dongle系统;而非商品化的胶合(Glue)离散元件。


《图二 Pericom资深市场营销经理Abdullah Raouf》
《图二 Pericom资深市场营销经理Abdullah Raouf》

combo风潮难挡 行动装置冲第一

研究机构In-Stat今年的研究数据显示,未来2-4年,DisplayPort将取代PC和PC外设上的现有视讯互连标准(DVI和LVDS),并在2014年之前形成一个超过3亿台的年出货量市场。这代表的,不是DisplayPort可以和HDMI一决生死,而是代表HDMI无法全盘攻陷PC领域,两者短兵相交,势必要产生某种程度的合作。


胡砚岚说,未来两种技术仍然各有各的擅场,HDMI仍以客厅家电为主,PC领域则适用于DisplayPort。但不可忽视的是,如何透过转接方式进行讯号切换,无论是由DisplayPort转DVI、转HDMI,都将成为更重要的课题。如前所述,目前的两种作法,一种是直接整合在PC产品内部,另外一种则是把电压桥接功能放在外部Dongle之上。


Transwitch目前手上有HDP技术,以双模实体层(PHY),将HDMI1.4与DisplayPort1.1的晶粒整合于单一实体层内。简化实体层构造所带来的第一个好处就是降低制造成本,也因为节省了体积,可同步替终端装置节省寸土寸金的内部空间。不过,这样的概念目前仍是比较新式的作法,故Transwitch一改过往仅推出IP的作法,于今年「撩落去」开模作IC。此举是否引发原先IP客户的疑虑,林铭贤乐观认为应无影响,他表示,在技术推广的先期,客户倾向先直接购买IC、评估市场接受度后才会投入更多资源于自行研发上。


而在行动装置上,两者都有各自对应的规格。 Silicon Image目前正在力推MHL与Micro-USB接口的整合。 Silicon Image修改了MHL架构,允许在micro-USB接口上进行多路转换MHL讯号。而MyDP,也可以用同样的概念让标准低成本的Micro-USB接口输出1080p的影像,至于MyDP与MHL是否可以相辅相成? Abdullah Raouf认为的确有,因为这样一来就不需要在缆线上内建主动元件转换一动装置和显示设备的讯号,但目前这项优势无法显现,因为现行显示设备太少能够支持DP规格。


不过林铭贤与胡砚岚都认为,在平板电脑领域,MyDP不一定会落败。因为平板电脑的规格主宰者不是PC大厂、也不是八大影业支持的HDMI,而是特立独行的苹果电脑。随着iPad、iPhone成为全民商品捷报连连,苹果对于DisplayPort的支援,势必带动更大的HDMI转DP需求。


《图三 NXP资深产品营销经理胡砚岚》
《图三 NXP资深产品营销经理胡砚岚》

小心!两军可能终归Thunderbolt

不过,值得注意的是Thunderbolt的后势。 Thunderbolt是Apple采用的新传输介面,自今年2月24日起,Thunderbolt就已出现在新款MacBook Pro笔电上。事实上,Thunderbolt之根源就是Intel的Light Peak。 Thunderbolt 建立于两项基础技术上:PCI Express 和 DisplayPort。如果推行顺利,未来将把纯资料传输跟影音传输的端子整合,一统江湖。故业界盛传,Thunderbolt几乎可称是USB4.0,将成为PC跨家电领域最强大并具弹性的I/O介面。


Intel创始了USB和PCI Express,而Apple 则创了FireWire,Thunderbolt控制器相容于PCI-E 2.0装置,所以透过现行的转接器,就可以转DisplayPort、DVI、HDMI和VGA显示器。又或者主机也可在不多加集线器的状态下,抓到与Thunderbolt连接的Mini DisplayPort产品。举例来说,Apple目前就是采取以原生方式支援Mini DisplayPort显示器。


虽然Intel从来不点头认了关于Thunderbolt就是USB4.0的谣言。但,如果可以用一条线、一颗晶片解决的事情,就不需要把线材等零组件设计弄得如此复杂。 USB-IF的声势仍然相当浩大,而HDMI在客厅领域的势力也很难消减,尤其大部分的人不愿意因为移动储存资料而牺牲视讯效能。在ICT产业盛行减法的年代,影音传输与资料传输介面大一统,也许不会在一、两年内落实成真,但千万,别忽视了潜在的趋势。


《图四》
《图四》
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