DisplayPort接口全總結

DisplayPort可用于同時傳輸音頻和視頻，這兩項中每一項都可以在沒有另外一項的基礎上單獨傳輸。視頻信號路徑中每個顏色通道可以有6到16位，音頻路徑可以有多達8通道24位192 kHz的非壓縮的PCM音頻，或可以在音頻流中封裝壓縮的音頻格式。一個雙向的、半雙工的輔助通道攜帶了主鏈接用的設備管理和設備控制數據，如VESAEDID、MCCS和DPMS標準。此外，該通信端口是能夠運送雙向USB信號。

DisplayPort信號不兼容DVI或HDMI。然而，雙模式DisplayPorts被設計用來通過該通信端口傳輸單鏈接DVI或HDMI1.2/1.4的協議，需要通過使用一個外部無源連接器來實現，選擇所需的信號，并將電氣信號從LVDS轉換為TMDS。帶有被動連接器的雙模DisplayPorts不支持VGA和雙鏈接DVI。這些通信端口需要有源連接器來轉換所需要輸出的協議和信號。VGA連接器可以使用DisplayPort連接器來供電，而雙鏈接DVI連接器可能依賴于外部電源（參考HDMI、DVI和VGA兼容性）。

DisplayPort連接器在主鏈路可以有1、2、或4路差分數據對（巷道），每巷道可以在自定時器運行于162、270、或540MHz的基礎上其原始碼率為1.62、2.7或者5.4 Gbit/s。數據為8b/10b編碼，即每8位的消息被編入10比特符號中。因此，解碼后每通道的有效數據傳輸速率是1.296、2.16、4.32 Gbit/s（或者說是總量的80%）。

DP接口(DisplayPort)是一種圖像顯示接口，它不僅可以支持全高清顯示分辨率(1920×1080)，還能支持4k分辨率(3840×2160)，以及最新的8k分辨率(7680×4320)。DP接口不僅傳輸率高，而且可靠穩定，其接口傳輸的信號由傳輸圖像的數據通道信號以及傳輸圖像相關的狀態、控制信息的輔助通道信號組成，具體包含DisplayPort數據傳輸主要通道(Main Link)、輔助通道(AUX Channel)與連接(Link Training)。

在視頻和音頻內容通過DP link發送并顯示在顯示屏上之前，在DP source和sink（可能還有分支裝置）之間已經進行了大量通信。

DP主數據Link中的多媒體內容傳輸與數據link的類似程度高于DVI或HDMI。另外連接之前的握手也比純插件要復雜得多。

顯示接口的概述

主鏈路：主鏈路是單向的、高帶寬、低延遲的信道，用于傳輸同步串行數據流，如未壓縮的視頻和音頻。

輔助通道(AUX CH)：輔助通道是1Mbit/s半雙工，雙向通道，用于鏈路管理（狀態信息）和設備控制。

熱插拔檢測(HPD)信號線：HPD信號是sink to source的信號，一是用作sink的檢測，接3.3V或拉高說明sink存在，拉低超過2ms說明sink不存在；也可以作為sink設備的中斷請求，當拉低0.5ms~1ms時，說明sink設備發出中斷，此時source通過AUX讀取sink的DPCD寄存器獲知中斷類型。

此外，DP連接器為盒到盒連接有一個電源引腳為本地設備供電。

AUX Channel-輔助通道

DP設有專用總線，即AUX Channel，用于source和sink之間的握手。因為source是過程的控制裝置，它為sink提出請求。sink與source進行通信的唯一途徑是在熱插拔檢測（HPD）信號中發出一個脈沖。

因為AUX Channel是source / sink通信的關鍵部分，所以理解握手過程的核心在于記錄AUX Channel通信。AUX Channel Monitor工具是所有DP協議相關工程師和設計師必須配備的設備。

輔助通道(AUX Channel)作為DP接口中一條獨立的雙向傳輸輔助通道，采用交流耦合差分傳輸方式，是一條雙向半雙工傳輸通道，單一方向速率僅1Mbit/s左右，用來傳輸設定與控制指令。?

AUX(Auxiliary)的用途包括讀取擴展顯示識別數據(EDID)，以確保DP信號的正確傳輸；讀取顯示器所支持的DP接口的信息，如主要通道的數量和DP信號的傳輸速率；進行各種顯示組態暫存器的設定；讀取顯示器狀態暫存器。

接收(sink)設備可以切換HPD信號來提示源設備啟動一個AUX請求事務來讀取DPCD鏈接/接收狀態寄存器位，包括IRQ_HPD向量寄存器位。

因此，只有先保證AUX的信號正確才能使DP接口的信號正確傳輸，而不同DP協議的液晶模組對AUX輸出信號的幅值有不同的要求。目前，在液晶模組檢測設備對液晶模組進行檢測時，針對不同DP協議的液晶模組，需要設計各種AUX輸出幅值相匹配的液晶模組測試裝置，明顯提高了液晶模組的測試成本。?

DPCD?:DisplayPort Configuration Data?

DP source和sink之間的信息傳送通過對sink上的DisplayPort配置數據（DPCD）寄存器進行讀寫來實現。

通過讀取DPCD中的特定寄存器，source將知曉sink的性能。在建立數據link，即link訓練期間，source對DPCD進行寫操作，以指明目標link的配置，另外sink也將各個link訓練階段的結果寫到此處。

在數十個DPCD寄存器中調用每個位的詳細含義非常具有挑戰性。因此，對于DP調試程序的生產率來說重要的是，所用工具能夠輕松地根據VESA DP技術規范等標準的常用術語解析AUX讀寫操作中的DPCD內容。

EDID

擴展顯示標識數據（EDID）是一個結構化數據塊，定義了DP接收裝置的性能。它定義了構造、型號名稱、屏幕尺寸和顏色格式。在連接到sink之后，source首先要執行的操作之一就是讀取sink的EDID數據。

對DP source和sink之間的通信起到重要作用的是EDID定義了sink以及sink支持的視頻模式的原始分辨率。在選擇將要發送給sink的內容的格式時，該數據是source的基礎。分辨率、所用視頻模式、顏色格式、音頻格式等。

通過改變測試sink的EDID，工程師可以輕松驗證sink的靈活性。易于使用的EDID編輯器可向用戶說明各個比特位，是另外一種非常重要且節省時間的工具。

主Link配置

根據source需要發送給sink的內容以及從EDID和DPCD讀取來的sink性能，source可確定發送內容的格式以及用于傳輸的數據link配置。一個良好設計的source將嘗試優化link的使用，以達到將功耗降至最低等目的。因此其目標是使用盡可能少的信道和盡可能低的電壓擺動。

在link訓練期間，source使用其首選配置啟動實際訓練過程，在link建立之前通過迭代法對其進行改變。一旦link建立，source便可開始發送內容本身。

用戶可以在AUX Channel Monitor的幫助下評估通信記錄，進而驗證link培訓過程是如何執行的。此外，工具的易用性將有助于工程師保持注意力集中。因為一對具有多流功能的source和sink之間的link訓練過程可包含上百個讀寫操作，諸如突出顯示數據以便于閱讀、過濾數據以專注于基礎數據等功能至關重要。

通過改變sink或source的性能因素，工程師可以驗證其DUT sink或DUTsource是否按預期工作。VESA定義的Link Compliance Test中的各種測試事實上可驗證sink或source是否按實現良好互操作性所需的方式進行工作。一個良好的工具允許編輯和保存性能數據，供以后使用。

MSA和SDP

在內容傳輸期間，source還發送額外數據：主數據流屬性（MSA）和可選的次級數據包（SDP）。

MSA是source向sink通知其提供的視頻模式詳細信息的途徑。工程師的一項任務是驗證MSA與實際視頻模式是否匹配。

SDP可包含多媒體內容的音頻部分以及所謂的INFOFRAMES。INFOFRAMES是定義視頻和音頻結構的數據——sink進行解讀的方式。工程師將進行相同任務：驗證發送的數據與內容是否匹配。

DP硬件設計

DP信號是一個交流耦合、100歐姆的差分信號接口，下圖是一個典型的DP電路設計圖示。交流耦合電容必須添加，推薦封裝0402；共模電感的選擇要注意其是否支持足夠高的數據速率；ESD盡量選擇寄生電容小的器件。

DP接口Layout設計

DP接口布線要求

參數	要求
阻抗控制	100±10%差分；50±10%單端
AC耦合電容	100nF,10%,0402
DP最大走線長度	4000mil
差分對內等長	<0.05mm
差分對間距離	≥5H
與其他信號間距	≥5H
與參考平面邊緣最小間距	≥5H
過孔建議數量	≤2個

除以上表中基本要求外，在設計時也要注意如下幾個問題，

盡量縮短走線長度，遠離開關電源、晶振等噪聲源；

建議在信號線換層孔附近添加回流孔，盡量減少換層孔；

信號走線優先參考GND層，并保證參考平面完整。如果設計中無法避免跨平面參考，建議再跨平面分割處用旁路電容將回流信號連接起來；

差分耦合電容、共模電感和ESD等器件盡量靠近DP座并對稱放置；

DP座上機殼地與數字地完全分開單點連接；

另，由于元器件的PAD width會導致阻抗不連續，因此建議在元器件pad下方的參考層挖空以減小阻抗的不連續性。下圖為Layout的一個例子。

部分內容引自博客(107條消息) DisplayPort-DP接口知識_maze.ma的博客-CSDN博客_dp接口https://blog.csdn.net/u012839187/article/details/90475941

總結

以上是生活随笔為你收集整理的DisplayPort接口全总结的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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