DisplayPort

Zobacz multimedia związane z tematem: DisplayPort

DisplayPort, DP – uniwersalny interfejs cyfrowy (zatwierdzony w maju 2006) opracowany przez VESA (Video Electronics Standards Association). Głównym zamierzeniem nowego standardu jest połączenie komputer-monitor lub komputer-system kina domowego (w tym projektory, wielkoformatowe wyświetlacze, telewizory itp.).

Złącze DisplayPort obsługuje od 1 do 4 linii transmisyjnych przesyłających dźwięk i obraz z prędkością 1,62 lub 2,7 Gb/s (maksymalnie 10,8 Gb/s przy czterech liniach transmisyjnych). Standard umożliwia jednoczesną dwukierunkową wymianę informacji. Dwukierunkowe pomocnicze kanały (Auxiliary Channel) pracują ze stałą prędkością 1Mb/s, umożliwiając zarządzanie i kontrolę nad strumieniem danych zgodnie ze standardem VESA EDID i VESA MCCS. Sygnał wideo może być zgodny z DVI oraz HDMI^[1] pod warunkiem, że urządzenie nadające sygnał ma możliwość przełączenia rodzaju sygnału z DisplayPort na HDMI, DVI lub VGA^[2]. Sygnał może być chroniony technologią DRM.

DisplayPort opcjonalnie wyposażony jest w DPCP (DisplayPort Content Protection – ochrona zawartości DisplayPort) ochronę przed kopiowaniem opracowaną przez Philipsa używającą 128-bitowego algorytmu AES (Advanced Encryption Standard).

Połączenie DisplayPort i wyprowadzonej na zewnątrz magistrali PCI Express w jednym złączu tworzy interfejs Thunderbolt.

Oznaczenia dotyczące gniazda

Pin	Funkcja
1	linia 0 plus
2	masa
3	linia 0 minus
4	linia 1 plus
5	masa
6	linia 1 minus
7	linia 2 plus
8	masa
9	linia 2 minus
10	linia 3 plus
11	masa
12	linia 3 minus
13	config 1 zmasowany
14	config 2 zmasowany
15	linia aux plus
16	masa
17	linia aux minus
18	detekcja połączenia
19	powrót zasilania
20	zasilanie

DisplayPort jest pierwszym interfejsem wyświetlacza, który opiera się na pakietowej transmisji danych, formie komunikacji cyfrowej występującej w technologiach takich jak Ethernet, USB i PCI Express. Umożliwia to podłączenie zarówno wewnętrznego, jak i zewnętrznego wyświetlacza i w przeciwieństwie do starszych standardów, które przesyłają sygnał zegarowy z każdym wyjściem, protokół DisplayPort opiera się na małych pakietach danych znanych jako mikropakiety, które mogą osadzać sygnał zegara w strumieniu danych. Pozwala to na uzyskanie wyższej rozdzielczości, przy użyciu mniejszej liczby pinów^[4]. Użycie pakietów danych sprawia, że DisplayPort jest rozszerzalny, co oznacza, że z czasem mogą być dodawane dodatkowe funkcje, bez znaczących zmian w fizycznym interfejsie^[5].

DisplayPort może być używany do jednoczesnego przesyłania audio i wideo, chociaż każdy z nich jest opcjonalny i może być przesyłany bez drugiego. Ścieżka sygnału wideo może wynosić od sześciu do szesnastu bitów na kanał koloru, a ścieżka audio może zawierać do ośmiu kanałów 24-bitowego, 192 kHz dźwięku PCM, który jest nieskompresowany^[6]. Dwukierunkowy, półdupleksowy kanał pomocniczy przenosi zarządzanie urządzeniami i dane sterowania urządzeniem do głównego łącza, takiego jak VESA EDID, MCCS i standardu DPMS. Ponadto interfejs jest w stanie przenosić dwukierunkowe sygnały USB^[7].

DisplayPort używa protokołu sygnału LVDS, który nie jest kompatybilny z DVI czy HDMI. Jednakże porty DisplayPort pracujące w trybie podwójnym (dual-mode) są zaprojektowane do przesyłania jednokanałowego (single-link) protokołu DVI lub HDMI (TMDS) poprzez interfejs DP, za pomocą zewnętrznego adaptera pasywnego. Adapter zapewnia zgodność i konwertuje sygnał z 3,3 V na 5 V. W przypadku analogowych VGA / YPbPr i dwukanałowego (dual-link) DVI, w celu zapewnienia kompatybilności wymagany jest już adapter aktywny i nie jest wykorzystywany tu tryb podwójny. Aktywne adaptery VGA są zasilane bezpośrednio ze złącza DisplayPort, natomiast aktywne adaptery DVI dual-link zwykle opierają się na zewnętrznym źródle zasilania, takim jak USB^[8].

Pierwsza wersja, 1.0, została zatwierdzona przez VESA w dniu 3 maja 2006^[9]. Wersja 1.1 została zatwierdzona w dniu 2 kwietnia 2007^[10], a wersję 1.1a zatwierdzono w dniu 11 stycznia 2008^[11]. DisplayPort 1.0 – 1.1a zapewnia maksymalną przepustowość 10,8 Gbit/s (szybkość transmisji 8,64 Gbit/s), wykorzystując standardowe łącze czteropasmowe. Przewody DisplayPort o długości do 2 metrów powinny zapewniać pełną przepustowość 10,8 Gbit/s^[11]. DisplayPort 1.1 umożliwia urządzeniom zastosowanie alternatywnych mediów przewodzących, takich jak światłowody, umożliwiając znacznie większy zasięg od źródła do wyświetlacza bez degradacji sygnału^[12], choć alternatywne implementacje nie są standaryzowane. W dodatku do DisplayPort Content Protection (DPCP), obejmuje również HDCP. Normę dotyczącą DisplayPort 1.1a można pobrać bezpłatnie ze strony internetowej VESA^[13].

Wersja 1.2 DisplayPort została wprowadzona 7 stycznia 2010^[14]. Najbardziej znaczącym ulepszeniem w nowszej wersji jest podwojenie przepustowości do 17,28 Gbit/s w trybie High Bit Rate 2 (HBR2), co pozwoliło na zwiększenie rozdzielczości, wyższe częstotliwości odświeżania i uzyskanie większej głębi kolorów. Inne usprawnienia obejmują możliwość istnienia wielu niezależnych strumieni wideo (połączenie szeregowe z wieloma monitorami) zwanych transportem wielostrumieniowym (Multi-Stream Transport), usprawnienia w przesyłaniu stereoskopowego 3D, zwiększoną przepustowość kanału AUX (od 1 Mbit/s do 720 Mbit/s), więcej przestrzeni kolorów, w tym xvYCC, scRGB i Adobe RGB 1998 oraz Global Time Code (GTC) dla synchronizacji audio / wideo poniżej 1 µs. Firma Apple Inc. wprowadziła również złącze Mini DisplayPort, które jest znacznie mniejsze i zostało zaprojektowane do laptopów i innych małych urządzeń. Jest ono zgodne z nowym standardem^{[6][15][16][17]}.

Wersja 1.2a DisplayPort została wydana w styczniu 2013^[18] i może opcjonalnie zawierać Adaptacyjną Synchronizację VESA (VESA’s Adaptive Sync)^[19]. FreeSync firmy AMD wykorzystuje do działania funkcję Adaptive-Sync. FreeSync po raz pierwszy zademonstrowano na targach CES 2014 na laptopie Toshiba Satellite, wykorzystując funkcję samo-odświeżania panelu (Panel-Self-Refresh – PSR) ze standardu Embedded DisplayPort^[20]. Za sprawą propozycji AMD, VESA zaadaptowała funkcję PSR do użytku w autonomicznych wyświetlaczach i dodała ją pod nazwą „Adaptive-Sync” do głównego standardu DisplayPort jako opcjonalną w wersji 1.2a^[21]. Jako że jest to funkcja opcjonalna, wsparcie dla Adaptive-Sync nie jest wymagane do zgodności z DisplayPort 1.2a.

Wersja 1.3 DisplayPort została zatwierdzona 15 września 2014^[22]. Standard ten zwiększa ogólną przepustowość transmisji do 32,4 Gbit/s dzięki nowemu trybowi HBR3 o prędkości 8,1 Gbit/s na pas (do 5,4 Gbit/s z HBR2 w wersji 1.2), przy całkowitej przepustowości danych 25,92 Gbit/s po uwzględnieniu kosztu kodowania 8b/10b. Taka przepustowość jest wystarczająca dla wyświetlaczy 4K UHD (3840 × 2160) przy 120 Hz z 24-bitowym/px kolorem RGB, wyświetlaczy 5K (5120 × 2880) przy 60 Hz z 30-bitowym/px kolorem RGB lub wyświetlaczy 8K UHD (7680 × 4320) przy 30 Hz z 24-bitowym/px kolorem RGB. Używając Multi-Stream Transport (MST), DisplayPort może sterować dwoma wyświetlaczami 4K UHD (3840 × 2160) przy częstotliwości 60 Hz lub maksymalnie czterema wyświetlaczami WQXGA (2560 × 1600) przy 60 Hz z 24-bitowym/px kolorem RGB. Nowy standard obejmuje obowiązkowy tryb Dual dla adapterów DVI i HDMI, implementujący standard HDMI 2.0 i ochronę zawartości HDCP 2.2^[23]. Standard połączenia Thunderbolt 3 początkowo miał obejmować funkcję DisplayPort 1.3, ale ostateczna wersja wspierała jedynie wersję 1.2. Funkcja Adaptive Sync VESA w wersji 1.3 DisplayPort pozostaje opcjonalną częścią specyfikacji^[24].

Wersja 1.4 DisplayPort została opublikowana 1 marca 2016^[25]. Nie zdefiniowano żadnych nowych trybów transmisji, więc HBR3 (32,4 Gbit/s) wprowadzony w wersji 1.3 nadal pozostał najwyższym dostępnym trybem. DisplayPort 1.4 dodaje obsługę Display Stream Compression 1.2 (DSC), Forward Error Correction, metadane HDR10 zdefiniowane w CTA-861.3, w tym metadane statyczne i dynamiczne oraz przestrzeń barw Rec. 2020, dla współdziałania z HDMI^[26] i rozszerza maksymalną liczbę wbudowanych kanałów audio do 32^[27].

DSC to „wizualnie bezstratna” technika kodowania o współczynniku kompresji do 3:1. [22] Używając DSC z szybkościami transmisji HBR3, DisplayPort 1.4 może obsługiwać 8K UHD (7680 × 4320) przy 60 Hz z 30-bitowym/px kolorem RGB i HDR lub 4K UHD (3840 × 2160) przy 120 Hz z 30-bitowym/px kolorem RGB i HDR. 4K przy 60 Hz z 30-bitowym/px kolorem RGB i HDR można uzyskać bez konieczności korzystania z DSC. Na wyświetlaczach, które nie obsługują DSC, maksymalne limity nie zmieniły się od DisplayPort 1.3 (4K 120 Hz, 5K 60 Hz, 8K 30 Hz)^[28].

DisplayPort w wersji 1.4a został opublikowany w kwietniu 2018^[29]. VESA nie opublikowała oficjalnego komunikatu ani komunikatu prasowego. Żadna lista zmian w wersji 1.4a również nie została opublikowana.

Zgodnie z planem opublikowanym przez VESA we wrześniu 2016 r., Nowa wersja DisplayPort miała zostać wprowadzona na początku 2017 r. Poprawiłoby to szybkość łącza z 8,1 do 10,0 Gbit/s, co oznacza wzrost o 24%^[30][31]. Zwiększyłoby to całkowitą przepustowość z 32,4 Gbit/s do 40,0 Gbit/s.

Mimo to, w 2017 r. nie została wydana żadna nowa wersja. Najprawdopodobniej opóźnienie pojawiło się, aby móc wprowadzić dalsze ulepszenia po ogłoszeniu w styczniu 2017 r. przez HDMI Forum, że ich następny standard (HDMI 2.1) będzie oferował przepustowość do 48 Gbit/s. Zgodnie z komunikatem prasowym z 3 stycznia 2018 r. „VESA jest obecnie zaangażowana w opracowywanie kolejnej generacji standardu DisplayPort, z planami zwiększenia szybkości przesyłania danych przez DisplayPort dwukrotnie i więcej. VESA planuje opublikować tę aktualizację w ciągu najbliższych 18 miesięcy”^[32].

W CES 2019, VESA ogłosiła, że nowa wersja będzie obsługiwać 8K @ 60 Hz bez kompresji i oczekiwano, że zostanie wydana w pierwszej połowie 2019 roku^[33].

26 czerwca 2019 VESA oficjalnie wydała standard DisplayPort 2.0. VESA stwierdziła, że DP 2.0 jest pierwszą dużą aktualizacją standardu DisplayPort od marca 2016 i zapewnia około trzykrotną poprawę szybkości transmisji danych (z 25,92 do 77,37 Gbit/s) w porównaniu z poprzednią wersją DisplayPort (1.4a), jak również inne nowe możliwości, aby sprostać przyszłym wymaganiom wydajności tradycyjnych wyświetlaczy. Obejmują one poza rozdzielczości 8K wyższe częstotliwości odświeżania i obsługę wysokiego zakresu dynamicznego (HDR) w wyższych rozdzielczościach, ulepszoną obsługę wielu konfiguracji wyświetlania, a także lepsze wrażenia przy korzystaniu z wyświetlaczy rozszerzonej/wirtualnej rzeczywistości (AR/VR), w tym obsługę 4K i wyższe rozdzielczości VR^[34].

28 lutego 2022 r. VESA ogłosiła swój program certyfikacji dla produktów wideo, wyświetlaczy i kabli obsługujących DisplayPort UHBR (Ultra-high Bit Rate), wyższe prędkości łącza danych obsługiwane przez standard DisplayPort w wersji 2.0. Dwa nowe, certyfikowane przez VESA przewody DP40 i DP80 UHBR. Ten pierwszy musi obsługiwać szybkość łącza UHBR10 (10 Gb/s) i pełny tryb czteropasmowy, zapewniając maksymalną przepustowość 40 Gb/s. Przewody DP80 muszą z kolei zapewniać 20 Gb/s (spełniać UHBR20), co przy czteropasmowym trybie zapewni maksymalną przepustowość rzędu 80 Gb/s. Małe zamieszanie wprowadzi tylko standard DP80, bo w jego ramach przewody będą także obsługiwać szybkość łącza UHBR13,5 (13,5 Gb/s)^[35].