DP數字接口標準

DP（中文名DP（display port）是VESA（視頻電子標準協會）于2006年發布的數字接口標準，支持數字視頻、音頻和USB的連接。DisplayPort接口設計的目的是提供廣泛適用的接口，包括外部（設備到設備）和內部（如筆記本電腦面板接口）連接。其主要優點是數據速率高、連接方便、內容保護完善和基于分組交換的數據傳輸方式。關鍵技術是用于帶寬受限鏈路的顯示流壓縮技術、用于高分辨率和高刷新率顯示的平鋪顯示操作等。

2006年，VESA發布了第一個DisplayPort標準，即1.0版本；2007年，1.1版本引入了輔助通道；2009年，1.2版本增加了多流傳輸（MST）選項，并引入了熱插拔檢測（HPD）信號線。2014年，1.3版本進一步將數據傳輸速率提高到32.4Gbps，增加了額外的協議靈活性。2016年發布的1.4版本是第一個使用VESA顯示流壓縮（DSC）技術的DP標準。2.0版本于2019年發布，四個差分串行通道上的有效數據傳輸速率高達77.4 Gbit/s . 2022年發布的2.1版本向后兼容，并取代了之前的DisplayPort 2.0版本。

與DisplayPort相關的其他標準包括eDP和DisplayHDR。此外，當USB-C連接器檢測到它連接到具有DisplayPort功能的顯示器或擴展塢而不是另一個純USB設備或電源充電器時，它將更改為提供DisplayPort Alt模式。與DisplayPort相關的產品包括顯示器、顯卡、適配器等。

DisplayPort的贊助商是VESA DisplayPort，DisplayPort的贊助商是VESA。Genesis、英特爾、AMD、Analogix、惠普、戴爾和安捷倫都積極參與了標準的制定。2006年，視頻電子標準協會（VESA）發布了第一個DisplayPort標準，即DisplayPort 1.0。該版本為傳輸同步數據流（如未壓縮的視頻和音頻）提供了高帶寬和低延遲的通道。

2007年，DisplayPort 1.1發布，它引入了一個輔助通道，使混合設備（如光纖收發器）能夠被識別并用作銅纜的認可替代品，將PC連接到平板顯示器和其他應用。2009年，DisplayPort 1.2發布，增加了多流傳輸（MST）選項，允許通過單個DisplayPort連接傳輸多達63個獨立的音頻/視頻流；支持高比特率2（HBR 2）傳輸模式；熱插拔檢測（HPD）信號線介紹。

2014年，DisplayPort 1.3進一步將數據傳輸速率提高到32.4 Gbps，增加了額外的協議靈活性。2016年，DisplayPort 1.4發布，這是第一個使用VESA顯示流壓縮（DSC）技術的DP標準。2019年，DisplayPort 2.0發布，提高了4K/HDR和虛擬現實應用的刷新率。

2022年10月18日，VESA發布了DisplayPort標準的最新版本DisplayPort 2.1，該版本向后兼容并取代了之前的DisplayPort 2.0版本。所有先前通過認證的DisplayPort 2.0產品，包括支持UHBR（超高比特率）的產品，無論是GPU、擴展塢芯片、顯示標量芯片、PHY中繼器芯片（如信號整形芯片）還是DP40/DP80電纜（包括無源和有源電纜以及使用全尺寸DisplayPort、mini DisplayPort或USB Type-C連接器），都通過了DisplayPort 2.1標準的認證。

DisplayPort 2.1還更新了DisplayPort電纜標準，以優化全尺寸和迷你DisplayPort電纜的配置并提高其堅固性，因此它可以在不降低UHBR性能的情況下提高連接質量并增加電纜長度（DP40電纜長度超過2m，DP80電纜長度超過1m）。VESA認證的DP40電纜支持UHBR10鏈路速率（10 Gbps），在四個通道中運行，并提供40Gbps的最大吞吐量；經VESA認證的DP80電纜支持uhbr 20（20 Gbps）鏈路速率，可在四個通道中運行，最大吞吐量為80Gbps。

電子數據處理：EDP（嵌入式顯示端口）是連接嵌入式顯示屏的特殊標準。它是DisplayPort標準的衍生形式，旨在為筆記本電腦、平板電腦和其他便攜式設備提供高質量的視頻傳輸和顯示功能。

EDP標準包括以下主要版本:

EDP 1.0標準:EDP的最早版本，提供基本的顯示傳輸功能，支持最高1.62 Gbps的數據傳輸速率。

EDP 1.1標準:在1.0版本的基礎上，增加了對更高分辨率和刷新率的支持，以及降低功耗的改進。

EDP 1.2標準:引入了對多流傳輸（MST）和更高數據傳輸速率的支持，并增強了顯示屏的自適應亮度控制等功能。

EDP 1.3標準:它進一步提高了數據傳輸速率，支持更高的分辨率和更寬的色域，并改善了高動態范圍（HDR）視頻。

EDP 1.4標準:增加對HDR視頻和更高分辨率的支持，以及改進的功能，如顯示屏的自適應刷新率。

輸入數據處理（input data processing的縮寫）：IDP（內部顯示端口）是一種用于將筆記本電腦的內部顯示屏與主機相連的接口。它是DisplayPort技術取代傳統低壓差分信號連接方式的一種應用。IDP標準適用于電視的內部連接，用于電視控制器SOC和電視面板時序控制器之間的連接，有助于提高視頻傳輸帶寬，減少電磁干擾，降低連接復雜性，并支持更小的連接器。

mDP：MDP（Mini display port）是由蘋果公司開發并推廣的小型數字視頻接口標準。Mini DisplayPort接口通常用于將筆記本電腦、臺式機或其他設備連接到外部顯示器、投影儀或高清電視。該接口的連接器尺寸較小，但可以支持高分辨率視頻和多聲道音頻傳輸。MDP接口還可以通過適配器與其他視頻接口標準（如HDMI、DVI或VGA）兼容，使其成為一種靈活的數字視頻連接解決方案。

DisplayHDR：DisplayHDR是VESA定義的高動態范圍（HDR）顯示標準。它旨在為消費者提供顯示器HDR性能的一致性和透明度。標準分為不同級別，如DisplayHDR 400、DisplayHDR 600、DisplayHDR 1000等。每個級別都有特定的要求和規格，并根據亮度、對比度和色彩范圍等因素進行評估。

DisplayPort電纜標準：DisplayPort電纜根據其帶寬認證級別（RBR、HBR、HBR2、HBR3等）進行分類。).電纜可以提交給VESA進行各種帶寬級別的可選認證。VESA提供三種級別的電纜認證:RBR、標準和DP8K。VESA為支持DisplayPort 2.0中更高數據鏈路速率的信號源、顯示器和電線推出了新的認證方案。電線可以認證為DP80或DP40，數字指的是帶寬。

DisplayPort設備主要有三種類型:源設備產生信號，如臺式機、筆記本、DVD等。接收設備用于接收信號和顯示圖像，如監視器、電視等。中間是連接介質，如電纜。因此，DisplayPort的測試項目也根據被測設備的不同分為三類:源測試、宿測試和線纜測試。

DisplayPort的信號路徑分為兩種:主信號路徑和輔助信號路徑。主信號路徑主要用于傳輸高速視頻和音頻數據，由四對單向高速差分線路組成。輔助信號路徑用于傳輸鏈路控制信號，由一對雙向差分線路組成，采用曼徹斯特編碼。此外，DisplayPort接口還可以具有熱插拔檢測信號和電源引腳，電源引腳可以為一些低功耗的Sink設備提供不低于1.5W的能量。

一般特征：DisplayPort在開發之初的主要優勢是非常高的數據速率、便捷的連接、完善的內容保護和基于分組交換的數據傳輸模式。DisplayPort采用類似于PCIExpress的物理層方案。數據編碼使用ANSI的8b/10b編碼，時鐘嵌入數據流中，鏈路寬度可以選擇1、2或4，發送和接收之間采用交流耦合，從而簡化了電路設計并在提高數據速率的同時提高了靈活性。單臺計算機的顯示輸出可以驅動以菊花鏈形式連接的多臺顯示器，其中一根電纜將計算機連接到第一臺顯示器，第二根電纜連接第一臺顯示器和第二臺顯示器，依此類推。以這種方式組合的顯示器的最大數量受顯卡功能以及顯示器分辨率和刷新率的當前值的影響。

DP的物理層類似于PCI Express的物理層。傳統主板芯片組制造商可以通過稍微修改北橋芯片來支持DisplayPort，而無需添加VGA等高速DAC芯片或HDMI等HDMI接口芯片。

當時DisplayPort技術的目的是提供廣泛適用的接口，包括外部（設備到設備）和內部（如筆記本電腦面板接口）連接。因此，其目的不僅限于上述外部連接方式，另一個目的是取代目前筆記本電腦內部顯示屏與主機之間的低壓差分信號連接方式。通過使用DP技術，相同帶寬的傳輸可以使用更少的電纜。

DisplayPort的關鍵技術包括用于帶寬有限鏈路的顯示流壓縮（DSC）技術、用于高分辨率+和高刷新率顯示的平鋪顯示操作、用于優化內容幀渲染利用率的AdaptiveSync以及使用DisplayID和幀對齊對動態元傳輸的可擴展HDR支持。DisplayPort 2.1增加了DisplayPort帶寬管理功能，使DisplayPort隧道能夠在USB4鏈路上更有效地與其他I/O數據流量共存。這種效率提升基于對VESA的視覺無損顯示流壓縮（DSC）編解碼器和面板播放功能的強制支持。DSC比特流支持可以將DisplayPort的傳輸帶寬減少67%以上而不會出現視覺偽像，而VESA的面板播放功能在執行面板播放操作時可以將DisplayPort隧道數據包的傳輸帶寬減少99%以上。

優勢：與HDMI接口相比，DisplayPort接口是一種開放標準，并且不需要收取許可和專利費用。DisplayPort可以為移動設備提供更高的帶寬和更小的連接器，并兼容內部和外部接口，可以滿足視聽應用對高分辨率、高刷新率和3D立體圖像傳輸的需求。此外，從基本規范衍生出的eDP、iDP和mDP等規范使特定應用程序能夠實現最佳設計。

劣勢：盡管DisplayPort越來越受歡迎，但一些舊設備可能不支持DisplayPort接口。HDMI仍然是主流的視頻接口標準，在某些情況下可能需要使用適配器或轉換電纜。

DisplayPort不要求PC所有者更換所有設備，因為簡單的適配器允許支持DisplayPort的設備連接到使用DVI、HDMI和VGA等舊技術的顯示器和投影儀。

顯示端口1.2：數據傳輸速率和通道配置:DisplayPort 1.2采用微包架構，支持每通道5.4 Gbps、四通道21.6 Gbps的傳輸速率。它還包括一個可選的雙向數據通信輔助通道，速度為1 Mbps/720 Mbps，并提供高達1.5W的電源連接器。多顯示器輸出和設備兼容性:該版本支持單個連接器上63個獨立AV流的多顯示器輸出，并且可以擴展到大型和小型設備、顯示器和電纜。它具有低電壓兼容性，可以集成到最新的芯片組、GPU和顯示控制器中，并且具有低功耗和可擴展通道，可以直接集成到LCD面板中。長距離傳輸和高分辨率支持:DisplayPort 1.2還支持長電纜，可達到15米以上，并提供更高帶寬的有源電纜和混合電纜。它超越了高清，支持10位色彩的WQXGA，并支持超越全高清的3D立體聲，達到120Hz。高色域和新穎的顯示設計:DisplayPort 1.2可通過標準DisplayPort連接器提供高色域（高達4K x 2K、60 FPS和24 bpp）的四路全高清，并實現低延遲和快速響應。它還支持實現新穎的顯示設計，包括獨特的直接驅動顯示器（DDM）功能以實現超薄顯示。音頻支持和互操作性:DisplayPort 1.2還支持音頻和HDCP以支持高清內容播放，并可以通過DisplayPort連接器實現與DVI和HDMI信號的互操作性。嵌入式顯示端口（eDP）可以實現更輕的內部布線，更低的系統功耗，延長筆記本電腦的電池壽命，并為新興應用實現更高性能的筆記本LCD，例如3D立體感、120Hz刷新率和最深色深。

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顯示端口1.4A：帶寬提升:每個通道最高支持8.1 Gbps的傳輸速率，四個通道合計可達32.4 Gbps。此外，還允許一定的額外傳輸速率，因此四個通道的總傳輸速率可以達到25.92 Gbps。這種增加的帶寬使單根電纜能夠支持5K顯示器（5120 x 2880）而不進行壓縮，單個連接器可以支持兩臺4K UHD顯示器（3840 x 2160），VESA用于協調視頻時序。視頻接口轉換支持:DisplayPort 1.4A還持續支持視頻到VGA、DVI和HDMI的轉換，支持HDCP 2.2和HDMI 2.0以及CEC，支持4:2:0像素結構，可實現8K x 4K顯示。它可以在兩個通道上支持60Hz UHD顯示和24位顏色，并將另外兩個通道分配給USB等備用數據類型。

顯示端口2.0/2.1：它首次支持8K分辨率標準:DisplayPort 2.0/2.1可將視頻帶寬性能提高三倍，最大有效載荷為77.37 Gbps，最大鏈路速率高達20 Gbps/通道，并具有更高效的通道編碼。它是第一個支持8K分辨率（7680 x 4320）的標準，包括支持HDR-10的每像素30位（bpp）。DisplayPort 2.0/2.1可以實現8K以上分辨率的配置，例如60Hz和30 bpp 4:4:4 HDR下的單顯示分辨率為16K（15360×8460）顯示器，或者120Hz和30 bpp 4:4:4 HDR下的雙顯示分辨率為8K（7680×4320）顯示器。當通過DP Alt模式在USB-C連接器上僅使用兩個通道時，可以實現各種顯示配置，例如三個4K（3840×2160）顯示器@144Hz和30 bpp 4:4:4 HDR。DisplayPort 2.0/2.1支持更高的刷新率和高動態范圍（HDR），并改進了對各種顯示器配置的支持，包括增強/虛擬現實（AR/VR）顯示器，以改善用戶體驗。高效傳輸:從2.0版本開始，顯示流壓縮（DSC）是強制性的，MST（多流傳輸）包含在標準協議中，并且擴展了隧道功能。DisplayPort 2.1具有原生DP連接器和USB Type-C連接器的優勢，并支持帶有前向糾錯（FEC）的視覺無損顯示流壓縮（DSC）、HDR元數據傳輸和其他高級功能。