面板產業正加速朝向更高的解析度及更多的位元顏色發展。然而，唯有提升從主機到面板的整體資料傳輸速率，才有可能在解析度及顏色上取得突破，因此要擺脫此限制，進一步取得突破的重任，便落在面板顯示介面的身上。

為了更準確地觀察未來，我們將先概述面板顯示介面標準的進展歷程。從全面採用電晶體－電晶體邏輯（Transistor-Transistor Logic , TTL）到今天的DisplayPort數位顯示介面，此文將檢視從1960年代到2007年的面板顯示介面，並鳥瞰新一代的標準。

《圖一　顯示介面發展歷程：尋求更高的頻寬。此圖表顯示自1994年以來顯示頻寬的增加。》

電晶體－電晶體邏輯

典型的數位介面TTL是顯示面板初次現身時所採用的介面標準。在當時，面板大小不超過10英吋，解析度為6位元顏色的VGA，頻寬需求也僅有300 Mbps。TTL IC代表了從小規模到大規模的整合，相較於今天的微處理整合了數千萬個電晶體，當時每一晶片只包含了數百個電晶體。

TTL受到歡迎是因為德州儀器（TI）的7400系列IC。在TI的產品系列快速成為標準後，Motorola, Signetics, SGS-Thomson, National Semiconductor和其他業者相繼推出自有產品，加入TI的行列。TTL代表了低成本的IC，讓具經濟效益的數位技術可和類比解決方案匹敵。在1990年代的後半時期，隨著面板尺寸成長至15英吋，解析度提升至XGA，且頻寬也一躍達到850 Mbps。隨之而來包括功耗和電磁干擾（EMI）在內的挑戰，都讓慢速的TTL介面成為顯示面板中的瓶頸。

LVDS顯示介面

低電壓差動訊號傳輸（Low Voltage Differential Signaling , LVDS）顯示介面（LDI）為一差動信號系統，在雙絞銅纜上傳輸兩種不同的電壓。相較於TTL，此強度較小的信號，以及雙絞線間的緊密耦合，能減少TTL所面對的功耗和EMI的挑戰。

LVDS代表了一種電氣信號傳輸方法，並能在廉價的銅纜上高速運作。為了在接收端運作兩個不同的電壓，LVDS利用電壓的不同（一般為350 Mv）去進行訊息編碼。電壓的極性由接收器所感應，其決定了邏輯層級。由於信號的強度很小，且兩條銅線間的耦合形成了緊密的電/磁區域，因此得以降低EMI。電線的平均電壓是1.25伏特。此介面的採用始於1990年代的後半時期。

《圖二　顯示介面的例子：LVDS影像連結》

LVDS為主流的序列數據傳輸，而非平行傳輸。LVDS結合了高速和頻道內同步，使得大量的數據可透過為數較少的線纜傳輸。

基於LVDS，國家半導體公司在1999年發表了Open LDI規格，能將TTL的總電線數目由22條減少為8條，連接器和配線也得以縮減。更重要的是，LDI突破了TTL的瓶頸，並將頻寬增加至將近2.8Gbps。做為一種開放標準，LDI沒有專利費用，這讓它在短時間內便成為實際在使用的面板顯示介面標準。

再一次地，瓶頸又開始出現了。隨著面板業者繼續地增加面板尺寸並發展更豐富的色彩，40至50英吋、1080畫素的面板開始成為主流。8位元顏色的面板需要將近3 Gbps的頻寬，這超出了4-pair LVDS介面的能力範圍。甚至是具有數位電影院（Digital Cinema）4096x2160的解析度，且能顯示更深度的10位元和12位元顏色的更大面板也出現了。為符合數位電影院解析度的頻寬需求，便得使用8-Links和40對（808條電線）的匯流排寬度。

在此層級，挑戰再度出現，包括複雜的連接器和配線，以及串音雜訊、數據失準及其他的問題等。LDI現在已成為面板顯示介面的瓶頸，而其他的介面創新則還在等待中。

最小轉換差動信號傳送

1990年代晚期，Silicon Image開始向顯示產業推動該公司擁有專利的標準---最小轉換差動信號傳送（Transition Minimized Differential Signaling，TMDS），此標準沿襲PanelLink、數位影像介面（Digital Visual Interface ，DVI），和高解析多媒體傳輸介面（High-Definition Multimedia Interface，HDMI）的形式。在此標準中，傳送器包含先進編碼演算法，可降低銅線上的EMI，並可在接受端進行時脈回復。

此8位元/10位元編碼為兩階段的過程，可將8位元的輸入轉換為10位元的編碼。相似於LVDS，其使用差動信號，可減少EMI並加速精確的信號傳輸。同樣類似於LVDS，TMDS也是一種序列傳輸方式。

此技術已由DVI成功實現於PC領域中，而HDMI也成功實現於消費性電子產業中。然而，TDMS還無法成為一種被廣泛採用的面板介面標準。取而代之地，沒有專利費用的LVDS則被廣泛採用。此外，現行版本的DVI無法升級，且有其物理、功能和成本上的限制。

DisplayPort

舞台上的新角色是DisplayPort，這是由視訊電子標準協會（Video Electronics Standards Association，ESA）所提出的一種數位顯示介面標準，其在2006年通過初始認證，1.1版本則在2007年4月2日通過認證。此標準建議使用於電腦和螢幕間，或是電腦和家庭劇院系統間的連結。

DisplayPort包含有一個單向主連線（Main Link），以傳輸音訊/視訊串流；以及一個半雙工雙向輔助通道（AUX CH），用以隨插即用。主連線和AUX CH由AC耦合差動對線所構成。主連線具有1、 2或4對線或線路，而AUX CH則有一對，且毋需連接時脈。這讓差動對線可發揮最大的用處。例如，1680 x 1050的面板解析度將可能透過一個單一主連線線路便可達成。就現階段而言，DisplayPort規格可支援高達10.8 Gbps的頻寬，並可經由15公尺線纜提供WQXGA（2560 x 1600）的解析度。

《圖三　DisplayPort數據傳輸通道（資料來源：VESA）》

DisplayPort為特別針對電腦和顯示螢幕間的連結提供音訊/視訊互連，且沒有權利金及專利金的問題。DisplayPort已獲得AMD/ATI、Dell、IDT、Genesis、HP、Intel、Lenovo、Quantum Data、Molex，和NVIDIA的支持，且這些公司支持此標準繼續擴充。DisplayPort也已被面板業者接受成為面板顯示介面標準，並已開始應用在產品上。

DisplayPort的優點包括能讓液晶螢幕的價格更便宜，加上更佳的效能擴充性，能符合從入門等級到高效能顯示器的廣泛需求和應用。透過微封包架構，DisplayPort更可支援未來的創新。DisplayPort現在已被電腦螢幕所採用。

表一顯示Displayport和其他標準間的差異。在逐項檢視下可清楚發現DisplayPort提供諸多優勢，特別是針對目前的市場。

結論

雖然面板顯示技術不斷進步，但現階段的顯示介面標準卻遭逢頻寬的瓶頸。在過去十年間主導顯示介面的LVDS，如今已漸失動力。技術上的瓶頸，正為個人電腦、筆記型電腦顯示，以及液晶電視帶來巨大的架構變革。擁有更高的效能以及產業的支持，採用DisplayPort的產品已準備就緒，將成為驅動顯示介面市場的下一個技術。

--作者Henry Zeng為Integrated Device Technology（IDT）數位顯示部門的應用工程和技術行銷總監。--