今日的數位產品，不論是電腦、電視或消費性產品，對於內部和外部數據傳輸的速度要求愈來愈高，目前已進入10Gbps的高速傳輸等級，而且被要求採數位方式來傳輸。在此情況下，傳統的VGA及上一代的DVI、LVDS等規格已顯得不敷使用。2002年推出的高解析度多媒體介面（High-Definition Multimedia Interface；HDMI）已成為數位電視必要的介面技術，目前已有1億多台數位電視採用了HDMI介面，預估到了2010底將可達到2.5億。在此基礎下，HDMI正積極將市場擴展到可攜性的消費性電子產品領域，如數位相機、可攜式媒體播放器（PMP）和手機等。

在此同時，DisplayPort也蓄勢待發，準備在PC、筆記型電腦和液晶顯示器領域中替代已過時的VGA、DVI和LVDS等介面技術。就長遠來看，DisplayPort也以數位電視應用為目標。在去年DisplayPort仍只是一個計畫中的技術名詞，不過，今年起已進入商品化的階段，包括AMD、英特爾（Intel）、IDT（Integrated Device Technology）、Genesis Microchip和Parade Technologies等公司都陸續推出可用的晶片，例如用於新型顯示器的時序控制器（timing controller；TCON）和其它支援性晶片，而包括戴爾（Dell）、三星（Samsung）都已推出採用DisplayPort的液晶顯示器或投影機。

此外，英特爾針對PC和筆記型電腦推出的新一代Cantiga PC晶片組，可同時支援HDMI、DVI、VGA和DisplayPort，而DisplayPort被定義為英特爾主機板與外部連接埠的主要互連技術。英特爾已明確指出，該公司所有主流的PC晶片組未來都將支援DisplayPort。加上AMD也同樣支持DisplayPort，預估到了今年底時，主流的PC、筆記型電腦和顯示器中都會開始採用DisplayPort。

這是一個每年達數千萬出貨量的市場，所以DisplayPort確實有與HDMI一爭長短的條件。相較於HDMI，DisplayPort不收取專利費，也不要求OEM廠商嚴格限制其應用領域，因此未來電視業者也可能轉而支援DisplayPort，用於內部或外部的連結。以下將介紹DisplayPort的技術特性，以及與HDMI的異同比較。

強調開放性的VESA組織

DisplayPort是由視訊電子標準協會（Video Electronics Standards Association；VESA）所核定的新一代視訊輸出介面，其發展的目的是為了在PC與零組件間提供一種互通性的數位連接介面標準，此標準符合開放性並具有延伸性。加入此組織的重要廠商如下：

由於有這麼多大廠進場背書，也讓DisplayPort的支持度看漲，過去四年來VESA的企業成員數目以每年超過20％的成長率持續增加，目前已有超過180家的會員廠商。

身為DisplayPort的制定組織，VESA強調其獨立色彩，以類似IEEE的透明程序來制定及修正推動標準的更新。除了允許所有的VESA會員可以針對未來的標準提出建議改善和投票外，也對非會員採取開放態度，提供合理而非差別待遇的授權。

除了制訂DisplayPort規範外，VESA也訂定了DisplayPort的一致性測試（compliance test）標準，並在去年舉辦了三場的DisplayPort插拔測試大會（Plugtests）。DisplayPort工作小組目前已完成DisplayPort電器介面與數據協定一致性的測試規範。這些測試包括一部分的DisplayPort標誌（logo）計畫。此計畫的管理為一致性測試的諮詢公司VTM，另外在全球各地成立授權測試實驗室，如台灣的百佳泰（Allion），這些單位採用經認證過的測試儀器為廠商的產品進行一致性測試。

DisplayPort技術特性

在PC、筆記型電腦的領域，過去的數位多媒體介面有對外及對內兩種標準，外部box-to-box採用DVI，而內部Chip-to-chip連結則採用LVDS。DisplayPort的出現，即訴求以更高的頻寬線路比來一統江湖，並能減少傳輸線的使用、簡化設計的複雜度、提供彈性的傳輸效能，以及提供創新的功能。DisplayPort由三部份組成，分別為主鏈路（Main Link）、輔助通道（AUX CH）和熱插拔訊號檢測（Hot Plug Detect；HPD），請參考圖一，其中熱插拔訊號實現終端設備（Sink Device）中斷請求，主鏈路、輔助通道和其它特性簡介如下：

《圖一　DisplayPort組成及運作架構 <資料來源：Analogix>》

主鏈路

DisplayPort的主鏈路由4條線路（Lane）組成，每條線路為交流耦合（AC-coupled）的差分對線（differential pair），並支援兩種傳輸速率：2.7Gbps或1.62Gbps。採用DisplayPort可以彈性使用1、2或4條線路，若採用4條2.7Gbps的線路，可以實現最高10.8Gbps的傳輸速率。設備業者可依實際應用的頻寬需求、Tx/Rx功能和通道品質來決定需要用到幾條線路。

這種彈性讓DisplayPort可應用於各種顯示畫質，請參考表一，而不同線路數與傳輸率可達到不同的畫質表現，請參考表二。此外，各種色深（color depth）、解析度和畫面刷新頻率都可以自由轉換，當使用2.7Gbps的傳輸速率，DisplayPort可以支援最高視訊解析度請參考表三。

《表一　DisplayPort可彈性應用於各種顯示畫質》 - BigPic:926x272

《表二　不同線路數與傳輸率可達到的畫質表現》 - BigPic:923x217

《表三　使用2.7Gbps的傳輸速率，DisplayPort可以支援最高視訊解析度》 - BigPic:923x218

輔助通道

輔助通道是由一對交流耦合差分線組成的雙向、半雙工通道，用於傳輸狀態資訊、控制命令等。在DisplayPort的傳輸中採主從架構，所有通訊都必須由源端設備（Source Device）發起，終端設備（Sink Device）也可以透過熱插拔訊號來提出通訊請求。輔助通道在15公尺的傳輸距離上能提供1Mbps的穩定傳輸頻寬，此頻寬遠高於目前廣泛用於HDTV遙控器的100Kbps HDMI-CEC控制機制。它同時要求傳輸延遲需做到在500us內完成，其突發數據（burst data）相當或小於16Byte。

分層結構

DisplayPort分層結構包含實體層（PHY layer）及鏈路層（Link layer），其中，終端設備傳輸層的DisplayPort配置數據（DisplayPort Configuration Data；DPCD）描述了該設備的能力，並儲存鏈路的相關資訊，如鏈路是否同步等。鏈路與設備服務透過讀取終端設備DPCP和延伸顯示辨識碼（Extended Display Identification Data；EDID），識別其工作能力和狀態，分別在鏈路級和設備級配置和維護傳輸。

由於DisplayPort傳輸線路採用交流耦合，發送端和接收端有不同的共模電壓，這使晶片可以擁有更小的特徵尺寸，也方便了DisplayPort與其它新興高速數位介面（如PCI Express）的連接、耦合。

接頭、連接器與線長

DisplayPort的目的是取代對內及對外的傳統連接線，因此有內部及外部兩種接頭。內部接頭僅寬26.3mm、高1.1mm，尺寸比LVDS小30％，內接DisplayPort允許的線路長度達610mm，這在設計大尺寸DTV時非常有用。外部接頭有兩種，一種是標準型，尺寸為16×4.7mm，與HDMI type A相似（～14×4.5mm），但多了一個可讓接頭反扣於連接處的牢固設計；另一種則是小尺寸的低矮型（Low Profile），適合超薄型筆記型電腦及特殊需求PC使用。

外部連接器用於PC、筆記型電腦、顯示卡和顯示器等設備的連結，它有20個Pin腳；內部連接器則用來連接設備內部的繪圖引擎和面板驅動裝置，它有32個Pin腳。以50/60Hz來傳輸1080p（24bpp）解析度視訊，DisplayPort最長可傳輸15公尺；若採用全頻寬傳送，則可達3公尺。其線材可以是銅線，也可以是光纖。

Direct Drive

直接驅動（Direct Drive）為DisplayPort的一項關鍵性技術。傳統的顯示架構中，在PC的顯示卡端，必須在北橋中支援Graphic PLL和RAMDAC的功能，而且需外掛HDMI或DVI的發射器（Tx），在顯示器端也得外加一些額外的元件，如ADC、接收器（Rx）、OSD、縮放控制器（Scaling）、MCU、LVDS Tx等，相當複雜。在DisplayPort的直接驅動架構下，OSD和Scaling的功能都交給PC端，可以大幅減少電腦的顯示技術架構，而且能降低LCD顯示器的成本，並設計生產尺寸更小、更便宜的液晶顯示器。兩種架構的比較請參考圖二。在今年的Computex已有廠商推出此種架構的產品。

《圖二　Direct Drive直接驅動架構與傳統方式比較 <資料來源：Analogix>》

DisplayPort vs. HDMI：異同比較

DisplayPort和HDMI有許多的技術相似性，兩者皆屬於傳輸未經壓縮、全數位化音訊/視訊的介面，透過單一纜線就能同步整合影音訊號。在像素色深（color depth）上每個色彩元件可達16位元（48bpp），內容保護機制上同樣支援HDCP，也支援CEA861的數位音訊封包格式。兩者同樣支援24,30,36位元的RGB或YCbCr色域標準，但HDMI已開始支援新一代色域標準xvYCC，使得色彩呈現範圍更加寬廣，其色彩顯示為目前色域範圍的1.8倍，能夠實現更接近自然色的逼真畫面。其他的重要差異還包括：

編碼方式

相較HDMI採用專屬的最小化傳輸差分訊號（TMDS）編碼方式，DisplayPort的主鏈路上採用業界標準的ANSI 8B/10B編碼，此技術的好處是時脈信號已內嵌於資料線路內，而HDMI每組鏈結還需要額外1組時脈對線來配合傳輸。兩種技術各有優缺點，都需針對電磁干擾（EMI）做出防治：在高速傳輸下較容易產生偏斜（skew），TMDS可在維持直流平衡之下，將訊號0與訊號1變化壓到最低，可有效減少電磁干擾；採用8B/10B編碼方式的DisplayPort，其訊號0與訊號1變化次數多，因此必須運用展頻（Spread Spectrum）時脈技術來抑制電磁雜訊峰值。

微封包vs.交換式傳輸

DisplayPort的另一個特色為採用微封包架構（Micro-Packet Architecture），也就是將視訊、音訊數據串流都被封包化為微封包，再在主鏈路上傳送。相較於HDMI以類似交換式的光柵掃描（Raster Scan）即時方式傳輸視訊，DisplayPort採用真正的封包方式傳輸，使數據完整性得到了大幅提升，可達1E-12，超過了HDMI標準的1E-9。不僅如此，微封包架構允許在同一條線路中傳輸多組視訊，相較之下，交換式傳輸限定一條鏈路只能傳輸一組視訊。請參考圖三。

《圖三　DisplayPort的微封包架構 vs. HDMI的光柵掃描架構 <資料來源：Analogix>》

收費策略

除了技術上的差異，另一個備受關注的議題在於兩大制定組織的收費策略。HDMI最為人垢病的地方，即是進入的費用門檻太高，參與HDMI Licensing組織的年費達1萬美金，此外還要負擔龐大的權利金與測試費用。相對於VESA，HDMI組織顯得封閉性相當高，該組織由7個主要創始公司主導，使用者必須支付授權費和權利金。VESA則強調為非營利組織，與HDMI最大的不同處即在於使用者不需支付權利金（royalty-free）（連接器製造商例外，必須支付Molex公司專利費），而且在使用上不會有限制。

應用領域

目前HDMI已廣泛應用於數位電視、機上盒、DVD播放機、電視遊樂器、擴大機、數位音響等家庭娛樂產品中，並積極拓展其應用領域，如PC/筆記型電腦和可攜式消費性電子產品。相較之下，DisplayPort仍是初生之犢，其應用仍鎖定在PC顯示的領域，主要是顯示器、筆記型電腦和視訊源端（如顯示卡）的應用。

以顯示器來說，目前通常採用VGA或DVI介面來連結顯示器，此架構中的顯示面板需採用LVDS來驅動時序控制器（TCON），使得顯示器主板的設計相當複雜，若採用上述的直接驅動（Direct Drive）架構，則可以大幅簡化顯示器的內部設計。

採用先進的高速DisplayPort也有助於簡化筆記型電腦的設計。由於筆記型電腦鉸鏈（Hinge）空間有限，而LVDS的每組對線僅有0.945Gbps的傳輸率，若採用LVDS要做到WUXGA的畫質，必須使用20條傳輸線才能做到，這將造成設計上的困擾；換成採用DisplayPort，那只要8條線路即可做到，不但能簡化設計，還能節省空間，讓筆記型電腦有更多空間可利用，或設計出更小尺寸的產品。請參考圖四。

《圖四　採用DisplayPort能簡化Notebook設計 <資料來源：Analogix>》

兩大標準未來展望

HDMI

隨著HDTV的盛行，可攜式設備也開始訴求能傳輸full HD（1080p）的視訊內容，這時就有需要延伸HDMI的介面來提供高頻寬數位內容保護（HDCP）技術來傳輸加密的高畫質視訊。美商晶像（Silicon Image）在今年初推出其行動高畫質連結（Mobile High-Definition Link；MHL）晶片，其目的就是要滿足這項訴求，這是該公司提出的個人娛樂網路（Personal Entertainment Network；PEN）計畫的一環。

MHL將標準HDMI連結中的三個最小化傳輸差分訊號通道縮減成一個，並在行動設計中嵌入一個最新型發射器，以及將一個全HDMI橋接晶片置於一個單獨的接線式支架（wired cradle）中，能為行動設備實現平均功耗只有60mW、速度達到2.25Gbps的連接，而且這個鏈路貫穿了所有5個接腳，可以傳輸到設備上任何現有的連接器。不過MHL的價格仍然太高，遠遠超過消費者可接受的範圍，分析師預估至少要三年時間來降低成本。

HDMI的另一個發展是與USB的結合。USB Implementer論壇準備在2008年推出USB的修改版，將應用於在顯示設備和行動設備之間，進行壓縮高畫質視訊的傳輸。該組織表示，該技術將是傳輸未壓縮視訊的HDMI技術的補充，其開發人員將把HDMI的HDCP編碼作為該新版USB的最重要部份。不過，USB與PC及PC周邊（如印表機）的關聯性更大，因此讓USB與電視連結的訴求看來仍不明顯。

DisplayPort

DisplayPort雖然是新出爐的技術，但其規格仍在不斷地增強及延伸中。VESA預計在2008、2009年提出2X的新速率標準，屆時Main Link將達21.6Gbps，輔助通道也可能提升到480Mbps，可望使之成為類似USB的連接器。然而這些提升都不需要再對接頭、接線進行變更。

此外，VESA組織日前發表最新的DisplayID和行動顯示數位介面（MDDI）標準，以及延伸顯示辨識碼（EDID）的1.4版規範。VESA也在開發一種尺寸很小的小型連接器，讓一個4晶片、半尺寸繪圖卡可以容納四個這種連接器，這將適用於行動產品之中。

結論

今日的數位世界，為了原音、原影的重現，整個產業鏈的規格不斷向上提升，而傳輸介面正是其中的一環，目前已進入10Gbps的高速時代。當然，今日的高速在明日可能又顯得落伍了，但這畢竟是一個劃時代的速度，讓我們能體驗HD的畫質與高傳真的音訊。在HDMI獨佔鰲頭多年後，DisplayPort終於登場了。它顯然不是省油的燈，除卻技術的特性，在開放性和royalty-free的訴求，以及PC市場的廣大基石上，絕對是HDMI不容輕忽的競爭對手。

（作者為電子技術資深自由作者）