用DVI、HDMI、DisplayPort将系统与显示器连接:怎样解决连接不通的问题

技术分类: 通信  | 2007-04-05
Brian Dipert,EDN高级技术编辑

  HDMI:发展中的派生物

  DVI 连接器的形状因子适合于计算机应用,但消费电子供应商需要更小、更用户友好的连 接器,例如不需要螺钉。但我们不应把 HDMI 简单地看作一个缩小的 DVI 端口(图 3)。如其名称所示,它的开发者(其中主要是 Silicon Image)采用了一种与 DVI 反向兼容的方式,能够通过一根电缆同时传输视频和 8 通道音频数据(压缩与非压缩、24位采样、192 kHz 采样率)。(从图 1中可以理解到这种改进的吸引力。)最初的 HDMI 草案是将音频信息调制在时钟信号上,但现在音频数据的传输发生在“数据岛”的间隔内,即在水平显示和垂直显示消隐期间。PC 以外的 HDMI 不仅支持 RGB,而且还包括支持 4:4:4 和 4:2:2 的视频分量格式。HDMI 支持三种编码协议:8B/10B 用于可容忍偶然掉位的视频;4B/10B 用于音频,而 2B/10B 则用于最关键的控制信息。

图3制造商认为DVI连接器a体积太大不利于消费电子产品的使用鼓励更薄更简单的HDMI Type A插头b的开发HDMI 最新型Type C连接器更加苗条它可以用于数码相机和摄像机


  自从2002年12月推出1.0版本规范以来,HDMI按照反向兼容方法作了定期的改进(表1)。例如,值得注意的1.2a版正式支持CEC(消费电子控制),这是一种采用AV Link协议的遥控方案,它在HDMI源与目标的实现中都是可选的,但需要电缆中的接线支持。最新的1.3版HDMI

将最大单链接时钟速率增加到340 MHz,这种增强不仅要求HDMI链接的两端都符合1.3版本,并且终端用户还要使用经过Category 2速度认证的电缆才能获得这种优势。这些通过10.2 Gbps带宽获得的优势还包括误差检测与校正编码,或者包括增加每链接图像分辨率、提升每链接图像帧率,以及将图像彩色深度增加到24 位/像素以上。这种深度的增加将使HDMI支持RGB 和分量视频格式下 30位、36位和 48位彩色(相当于10、12和16位/分量)。

  终端用户从 1.3 版中得到的另一个优点是通过支持下一代 xvYCC 彩色空间标准,从而扩展了图像色谱范围。HDMI 1.3 版还扩展了对音频传输的支持,以便包含支持杜比实验室和 DTS 最新的高保真无损耗压缩格式。只有当传输设备不具备解码这些格式能力时,这种增加才有意义,如果设备可以解码这些格式,则它可以支持早期 HDMI 版本中的未压缩音频传输,以及多声道模拟音频连接。音画同步(Lip-synch)校正可以对通过家庭影院设备链处理音、视频的不同延迟作出补偿,小型 C 型连接器的开发者设计它是针对微型数码静止相机和摄像机的多媒体数据传输。

  持怀疑态度的人会提出疑问,HDMI 1.3 版较高的带宽能力在实际生活中是否有意义,因为以前的 HDMI 版本已经能处理传统的视频信号源,包括标准和高清晰光盘,以及通过有线电缆、IPTV(互联网协议电视)、地面和卫星服务商提供的标准清晰度电视和高清晰度电视。对这种置疑只需三个词作回答:相机、计算机和游戏机。显然,台式游戏机和计算机游戏机爱好者们最关心的是高的帧速,因为这样游戏玩家才能实现快速的反应(参考文献 10)。现代相机很容易捕捉到高分辨率的 HDR(大动态范围)图像,而现代计算机也可以轻易地表现并输出它们。各种显示创新正在不断为观看者提供内容丰富的图像,如深黑功能、LED 背光、多色背光阵列、BrightSide 技术公司的逐 LED 逐帧控制白光与多色 LED 阵列(参考文献 11)。显示器已不再只是承担传统的视频显示任务,有了 HDMI 1.3 版,系统与显示器之间的链接将不再是质量的瓶颈。

  不提 DRM 就不算对HDMI的完整讨论。有一种常见的误解,认为所有带 HDMI 的设备都实现了 DRM,实际上,HDCP(大带宽数字内容保护)支持是可选的,不过它在 HDMI 中的实现与 DVI 一样是采用 DVI-HDCP 形式,并且它的实现要向 HDCP 知识产权版权拥有者支付额外专利金。尽管 HDMI 创始人组织吸取了 DVI 的教训,并实现了一个正式的批准过程,但这个批准还没有扩展到包括可选 HDCP。于是(也许并不令人惊讶),现在多数消费者对于今天 HDMI 的问题可以追溯到创建 HDCP 的根源。

  著名消费电子配件供应商 Monster Cable 的一篇文章简单地谈过这些 HDMI 灾难及其与 HDCP 的关系(参考文献 12)。消费者经常提出的抱怨包括:当带 HDMI 的 DVD 播放机和显示器之间有一台音频/视频接收机时,就无法实现 DVD 机与显示器之间的通信,而两者直接连接时却工作正常。消费者还抱怨不能让各种设备正常工作,除非用户按照某个特定的次序启动这些设备;还有当消费者将显示器上的某个视频源切换走,再转回来时就无法恢复原有的稳定运行。

  所有这些问题都不可避免地造成源与目标之间 HDCP“信息交换”的中断,视频源不能正确的解析一个 DRM 中断,因而禁止其输出。解决问题的“糟糕”方法有设备重新上电,或拔下插头再重新插上,以恢复正常功能。即使 DRM 功能如预期一样正常无误,通常带 DVI 和 HDMI 的视频源在出厂时是关闭数字输出的,因此使用者需要先将它们通过模拟方式连接到一台显示器上,在设置菜单里重新配置,然后再用数字方式重新连接。并且 Monster Cable 报告说,消费者一般都会放弃尝试,干脆将电缆和设备都送回商店要求退款,这种情况下,供应商、零售商和终端用户三方都成为受害者。
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