- DisplayPort到DVI/HDMI信號(hào)轉(zhuǎn)換原理
- DisplayPort到DVI/HDMI信號(hào)轉(zhuǎn)換適配器方案
- 對(duì)于差分信號(hào)進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換的電路
- 對(duì)于顯示數(shù)據(jù)通道DDC信號(hào)的緩沖電路
- 對(duì)于顯示數(shù)據(jù)通道DDC時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號(hào)的上拉電阻
DisplayPort為新一代影像顯示接口技術(shù)的規(guī)格之一,可將筆記型計(jì)算機(jī)和消費(fèi)電子設(shè)備連接到顯示器或者平板電視,傳遞高畫(huà)質(zhì)影像信號(hào)。迅速崛起的DisplayPort技術(shù)將可望承襲VGA與DVI接口的市場(chǎng),成為PC領(lǐng)域的主流技術(shù),與主導(dǎo)消費(fèi)性電子領(lǐng)域的HDMI技術(shù)并駕齊驅(qū)。例如,蘋果公司已經(jīng)在其新款筆記本和監(jiān)視器產(chǎn)品上面全面應(yīng)用mini-DisplayPort接口。
各種接口技術(shù)的并存創(chuàng)造了于接口間信號(hào)傳輸時(shí)信號(hào)轉(zhuǎn)換適配的需求,包括DisplayPort到DVI信號(hào)轉(zhuǎn)換適配器,DisplayPort到HDMI信號(hào)轉(zhuǎn)換適配器,DisplayPort到VGA信號(hào)轉(zhuǎn)換適配器。DisplayPort到DVI或HDMI信號(hào)轉(zhuǎn)換適配器讓配備DisplayPort的筆記本計(jì)算機(jī)與顯示器和平板電視之間擁有高度靈活性、穩(wěn)定、具成本效益的DVI或HDMI訊號(hào)連結(jié),并可完全滿足終端客戶對(duì)高質(zhì)量影像的需求。
DisplayPort到DVI/HDMI信號(hào)轉(zhuǎn)換原理
由于在DisplayPort推出之際,HDMI和DVI已經(jīng)存在,所以DisplayPort源設(shè)備必須與現(xiàn)有的HDMI和DVISink設(shè)備能夠互操作。為滿足這個(gè)要求,實(shí)際上所有的DisplayPort數(shù)據(jù)源設(shè)備都是“雙模”設(shè)備,即同時(shí)支持DisplayPort(直接連接),并通過(guò)一個(gè)便宜的線纜適配器(“dongle”)來(lái)支持DVI/HDMI。
這將允許臺(tái)式或筆記本電腦只需遷移到一個(gè)輸出連接器類型,同時(shí)仍然支持老式顯示器或數(shù)字電視連接。在DisplayPort數(shù)據(jù)源設(shè)備的半導(dǎo)體器件中增加HDMI功能,系統(tǒng)成本增加并不大。由于電氣接口是共享的,因此沒(méi)有增加額外的硬件成本。
對(duì)于DisplayPort的雙模設(shè)備,需要在DisplayPort接口部分標(biāo)識(shí)一個(gè)圖標(biāo)(如圖1所示),表示本設(shè)備不但只支持DisplayPort,還支持DVI1.0或者HDMI。在這個(gè)圖標(biāo)中,“++”標(biāo)識(shí)和DisplayPort標(biāo)識(shí)表明了本設(shè)備支持雙模信號(hào)的能力。
圖1.DisplayPort雙模設(shè)備的標(biāo)志
DisplayPort是VideoElectronicsStandardsAssociation(VESA)的商標(biāo)
DP++:Dual-ModeDisplayPort
TMDS:Transition-MinimizedDifferentialSignaling
DVI(DigitalVisualInteRFace)是DigitalDisplayWorkingGroup(DDWG)的商標(biāo)
HDMI(HighDefinitionMultimediaInterface)是HDMILicensing,LLC的商標(biāo)
圖2.DisplayPort到DVI/HDMI適配器
線纜適配器設(shè)置在DisplayPort數(shù)據(jù)源端,如圖2所示。DisplayPort數(shù)據(jù)源端的線纜適配器(下簡(jiǎn)稱源端適配器)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理如圖3所示。
圖3.源端適配器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理
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源端適配器應(yīng)該包含以下電氣特性:
1).對(duì)于差分信號(hào)進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換的電路;
2).對(duì)于顯示數(shù)據(jù)通道DDC信號(hào)的緩沖電路;
3).對(duì)于顯示數(shù)據(jù)通道DDC時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號(hào)的上拉電阻;
4).對(duì)于DisplayPort接口的13腳信號(hào)的上拉電阻,用于線纜適配器檢測(cè);
5).對(duì)于DisplayPort接口的14腳信號(hào)的上拉電阻,用于HDMI線纜適配器檢測(cè)(僅用于HDMI適配器);
6).升壓轉(zhuǎn)換器從源端DP_PWR3.3V電壓來(lái)產(chǎn)生DDC_5V(如果Vbias_RX不是3.3V,需要產(chǎn)生Vbias_RX所需要的電壓);
7).1個(gè)DisplayPort1.1連接器;
8).1個(gè)DVI1.0或HDMI(A類或C類)插座連接器;
說(shuō)明1:電壓轉(zhuǎn)換器的終端偏置電壓Vbias_Rx并不一定是+3.3V。如果Vbias_Rx不是+3.3V,適配器必須自己生成Vbias_Rx所需要的電壓。
說(shuō)明2:在接口14管腳上的26kΩ上拉電阻只是針對(duì)HDMI信號(hào)的適配器才需要的。對(duì)于DVI信號(hào)適配器,接口14管腳需要懸空。支持HDMI模式的雙模源端設(shè)備在14管腳上設(shè)置有超過(guò)5MΩ的下拉電阻,用于識(shí)別適配器中的上拉電阻。需要說(shuō)明的是,作為CEC協(xié)議的一部分,HDMI設(shè)備可能會(huì)將14管腳電壓拉低。
當(dāng)一個(gè)源端適配器被雙模源端設(shè)備檢測(cè)到后,雙模設(shè)備會(huì)自動(dòng)重配置DisplayPort接口的管腳定義,以適應(yīng)DVI/HDMI信號(hào)模式,管腳的映射關(guān)系如表1所示。
表1.雙模設(shè)備中DisplayPort和DVI/HDMI的映射關(guān)系
對(duì)于一個(gè)雙模源端設(shè)備而言,監(jiān)視接口13管腳上的電壓值是可選的。通常情況下,雙模源端設(shè)備會(huì)先嘗試進(jìn)行AUXCH讀操作。如果讀操作失敗,該雙模源端設(shè)備會(huì)進(jìn)行DDC讀寫操作,用于檢測(cè)適配器是否連接。
對(duì)于DDC信號(hào),雙模源端設(shè)備必須隔離AUXCH信號(hào)線上的耦合電容和DDC信號(hào)線。圖4給出了信號(hào)隔離的方法。
圖4.DDC和AUXCH信號(hào)連接
對(duì)于DP_PWR電壓,雙模源端設(shè)備必須將該電壓控制在+3.3V+/-10%范圍內(nèi)。適配器將通過(guò)DP_PWR電壓對(duì)應(yīng)生成DDC_5V電壓信號(hào),如圖3所示。
DisplayPort到DVI/HDMI信號(hào)轉(zhuǎn)換適配器方案
意法半導(dǎo)體公司針對(duì)DisplayPort接口,推出了支持DVI與HDMI的電壓轉(zhuǎn)換產(chǎn)品STHDLS101。應(yīng)用STHDLS101芯片的適配器將DisplayPort雙模設(shè)備的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成為TMDS信號(hào)輸出。它內(nèi)置的電平轉(zhuǎn)換器支持DVI1.0和HDMI1.3的信號(hào)電平標(biāo)準(zhǔn)。STHDLS101支持的最大數(shù)據(jù)速率達(dá)到每通道2.7Gbps,足夠支持顯示分辨率1080P(12-比特每通道),兼容HDMI1.3標(biāo)準(zhǔn)。[page]
圖5.STHDLS101芯片的功能框圖
圖6.STHDLS101芯片的應(yīng)用框圖
圖7.STHDLS101芯片的內(nèi)部框圖
STHDLS101的主要功能特性:
■將高速,低擺幅,四通道差分輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換至高清多媒體(HDMI)信號(hào)
■數(shù)據(jù)速率:每通道2.7Gbps
■內(nèi)置50歐姆輸入匹配電阻
■使能/去使能控制TMDS信號(hào)輸出以進(jìn)入低功耗狀態(tài)
■TMDS輸出信號(hào)斜率控制以降低EMI干擾
■透明的工作模式:無(wú)需配置和重新定時(shí)
■通道間信號(hào)偏差小于250ps
■通道內(nèi)信號(hào)偏差小于10ps
■為顯示數(shù)據(jù)通道(DDC)端口提供5V至3.3V的雙向電平轉(zhuǎn)換
■為HDMI/DVI接口上熱拔插端口(HPD)提供5V至3.3V電平轉(zhuǎn)換
■集成有HPD_SINK和OE_N信號(hào)線的下拉電阻
■3.3V電壓供電
■大于±6千伏的靜電保護(hù)能力(HBM)