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高清视频接口迈向更高带宽

我爱方案网| HDMI,Displayport,DiiVA,高清视频接口| 2011-10-25
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中心议题:
    * HDMI的应用趋势
    * Displayport接口类型
    * DiiVA 接口的优劣
解决方案:
    * 更加方便设备布线
    * 各种设备之间可以进行内容共享
    * 增加支持的新技术

随着高清视频内容的不断丰富,传统模拟音视频接口因为带宽的限制、传输质量的不可控以及繁杂的布线已经不能满足应用需求,新一代数字视频接口在各种视频设 备中得到了广泛的应用,其中较早布局市场的HDMI已经成为目前的事实性标准。到2009年4月为止,全球共有约850家厂商得到HDMI授权。

据相关机构预测,到2010年,全世界带有HDMI接口的产品将突破10亿台,与2007年的1.4亿台相比无疑是个巨大的飞跃。另据国内HDMI连接器 制造商的预测,2009年国内HDMI连接器的总产量将在2007年2亿个和2008年2.2亿个的基础上稳步攀升至2.4亿个。

相比其他传输标准,包括Displayport和中国最近自主制定的DiiVA,HDMI在市场占有率上具备绝对的优势。目前几乎所有的大屏幕HDTV、 液晶显示器都配备了一个以上的HDMI接口,在DVD、蓝光播放器、高清机顶盒、次世代游戏机等源端设备上,HDMI也成为了标准的配置。

而近两年来HDMI在PC市场也取得了很大的突破,正在不断侵占另一种高清视频接口——Displayport接口的目标市场,目前主流的台式机显卡都配 备了HDMI输出,在中高端笔记本上,HDMI接口更是成为标配。

同时,HDMI也正在渗透便携式设备领域,从HDMI1.3版本开始,HDMI标准就包含了针对便携式设备的TypeCMini连接器规 范,SiliconImage、ADI等厂商已经推出了用在便携式设备上的HDMI源端芯片,而一些IP供应商也发布了低功耗的HDMI1.3接口 IP(控制器、PHY),助力更低功耗的HDMI接口芯片设计。

可以说HDMI从问世到今天,正经历着从家庭娱乐——PC——便携式设备的市场拓展。当然,HDMI的制定和推广机构HDMILICENSING,LLC 公司,包括幕后厂商SiliconImage公司是不会放过其他领域的市场机会的。不久前,HDMI1.4的发布就预示着HDMI正在瞄准更为广阔的应 用,意欲一统数字音视频接口市场。

HDMI瞄准更为广泛的市场

HDMILICENSING,LLC抢在VESA的DisplayPort1.2版本发布之前,在今年5月27日发布了HDMI最新的1.4版本,根据官 方公布的数据,HDMI1.4版本更新的内容主要包括以下七点:

1)HDMI以太网通道
2)音频回传通道
3)3DOverHDMI
4)支持4K×2K分辨率
5)扩大对色空深的支持
6)MicroHDMI连接器
7)汽车连接系统

由以上更新的内容可以看出,第1和第2点增加的功能都是为了更加方便设备布线。以往要实现各种设备的联网,每台源端设备都必须接一根网线,加上HDTV的 一根网线,网络布线十分繁杂。

增加以太网功能后,可以直接将HDTV接入网络,而机顶盒、蓝光播放器、次世代游戏机等源端设备与HDTV通过HDMI线缆连接即可实现上网,可以看作让 HDTV实现了类似Hub的功能,只需将一根网线连接至HDTV,就可以让所有的设备上网,简化了布线。

另外,通过新设计的标准/高速以太网HDMI线缆,各种设备之间可以进行内容共享,实现了RecordingoverHDMI的理念。同样,以往要将电视 的音频信号传输到功放的话,需要一根额外的布线,现在增加了音频回传通道后,可以让电视的声音回传到功放,从而简化了布线。

后面五点的更新内容意图非常明显,扩大HDMI的市场布局,让HDMI支持更多的应用,巩固其领导地位。在显示能力方面,对3D的支持让HDMI在未来的 3D电视应用占得了先机,HDMI1.4版将支持各种常见的3D技术,虽然目前3D标准还不成熟,各大厂商标准没有统一,但率先支持3D显示的现有基础技 术有助于获得终端厂商的信赖。

对4K×2K分辨率的支持让HDMI能满足目前4096×216024Hz的数字电影规范,随着PC显示器分辨率的不断提高,不久的将来要想在家中欣赏数 字电影,就需要通过HDMI线缆连接PC主机和显示器了。随着数码相机的普及,为了让数码相机在平板电视中播放正确的色彩,也定义了不同色彩空间的支持, 通过HDMI1.4接口的色彩空间扩展技术,会自动设置显示设备为输出设备的色彩配置,来达到无偏差的色彩显示。
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在接口种类方面,新的1.4标准定义了TypeDMicroHDMI和TypeE汽车HDMI的连接器标准。相比1.3标准定义的 TypeCMini,TypeDMicro的尺寸更小,达到了与MiniUSB相当的尺寸,且与TycoC一样是19pin,这很好的适应了目前便携设备 不断轻薄化的趋势。而汽车用TypeE连接器规范的制定则显示出新标准制定者的高瞻远瞩,可以预见高清视频从消费领域进入汽车领域是迟早的事情。

目前SiliconImage已经率先发布了HDMI1.4源端和终端芯片,各家连接器和线缆厂商也已经积极跟进,预计到明年初CES展会,我们就能体验 到HDMI1.4接口的风采。不过,HDMI也不是高枕无忧,在计算机领域和消费电子领域,分别有两种标准在虎视眈眈。

Displayport的突围

相比HDMI的风生水起,Displayport在近几年的发展一直不尽如人意。VESA在今年六月份的台北国际计算机展上发布了最新的 DisplayPort1.2版本,新标准带宽大大增强,达到了4通道21.6Gbps的传输速率,同样可以支持4k×2k分辨率和3D显示。

DP1.2还支持多路视频信号传输,DP接收端采用一种被称为菊花莲式的连接方式进行信号传输,这种方式主要是由源端过来的DP信号先接到第一个显示器 上,然后由这台显示器的将DP信号送出到下一个显示端或到一个DPHUB,再由第二个显示器或DPHUB向下游DP设备传送。同时,1.2版本还推出了针 对便携式设备的miniDisplayPort1.2接口。

苹果Macbook笔记本上的miniDisplayPort接口

与HDMI从消费电子入手不同,Displayport的支持者大都是计算机相关厂商,因此有望在PC领域形成突破。值得一提的是目前苹果的 Macbook系列就采用了MiniDisplayPort接口,具备Display接口的显卡也已经开始布局,再加上显示器终端厂商三星、戴尔、LG、 飞利浦等公司的支持,Displayport有望抢回被HDMI抢占的一部分PC市场。

DP最大的优势是免除了专利使用费(RoyaltyFree),不过,这一优势目前已经不太明显,因为HDMILICENSING,LLC已经将授权费降 到了每年1万美元加上单位产品0.04美元,由于HDMI出货量大,可以很好的解决授权费成本问题。目前,包括Genesis(已经被意发半导体所收 购)、硅谷数模等厂商已经推出了DP芯片,而图形芯片巨头AMD和Nvidia也积极投入DP技术,包括英特尔也在其主板芯片组中加入对DP的支持,DP 在PC领域的长期前景仍然值得期待。

另外,DP还拥有HDMI不具备的能力,能同时支持内部和外部接口。DP发送端可接收TTL、LVDS信号,DP接收端可输出TTL、LVDS信号,这意 味着当用在内部接口转换或作为外部接口2-BOX电视系统中时可直接将前端音视频处理信号TTL、LVDS进行转换传输,无需进行其他信号格式转换从而简 化了设计。

未来显示器分辨率不断提高,HDTV内部的图像后处理能力也在不断提高,内部数据处理带宽不断增加,一组LVDS线已经不能满足1080P@120Hz以 上的高清信号传输需求,而一组DP线完全能满足需求。所以Displayport还有望在显示器内部接口方面取得突破。

中国标准DiiVA加入市场争夺

正当HDMI和Displayport争夺的不可开交时,另一个高清接口标准DiiVA又掺和进来。今年四月份,由中国消费电子大厂海信、TCL、创维、 长虹、康佳、海尔、熊猫、上广电、以及凌旭公司共同领导的DiiVA联盟,正式发布DiiVA规格1.0版。目前,三星、LG、松下电器、夏普、万利达 (Malata)、厦华电子(Prima)、联发科技、太克科技、富士康、日本航空电子以及安捷伦联手加入DiiVA联盟成为贡献者。新标准发布不久就获 得了亚洲厂商的大力支持。

据悉,DiiVA标准定义的性能同HDMI1.4有异曲同工之处。DiiVA支持视频带宽到13.5Gbps,混合信道频宽合计超过2Gbps,可做双向 资料和音频传输,也将同时支持HDCP2.0与DTCP-IP内容保护,还可支持其它在中国发展的内容保护系统。

数据的类型可以同时串流,包括现有与未来应用的未压缩高分辨率影音格式、USB、以太网络、装置控制指令。DiiVA规格包括传送层和网络层,让视频流, 音频和数据封包,可以在DiiVA家庭网络中,安全地改变从任一信号源传送到任一显示器的路径。此外,DiiVA规格将提供移动装置的网络连结力与充电功 能。

DiiVA还致力于控制导入成本DiiVA还致力于控制导入成本,其线缆部分可以使用以太网使用的低价六类双绞线。距离越长,价格差距就越大。不过 DiiVA的连接器需要专门的产品。

DiiVA目前还没有得到欧美厂商的支持,目前也只有一家来自台湾地区的芯片厂商Synerchip在着手打造芯片,不过,Synerchip公司的创始 人正是SiliconImage的原首席执行官DavidLee,David深知HDMI的优缺点,因此在技术层面DiiVA并不会输给HDMI。此外, 最重要的一点,也是DiiVA联盟强调的一点是,“全世界近百分之七十的电视制造商、百分之九十的DVD的制造商都在中国”,同时又得到了日韩消费电子厂 商的支持,DiiVA在消费电子领域的潜力非常大。

如果相关上游产业链得以完善,体现出成本优势,DiiVA仍有发展的空间,并且极有可能成为中国消费电子厂商与欧美HDMI芯片厂商议价的砝码。


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