D-025 DP硬件电路设计
DP硬件电路设计
- 1 简介
- 1.1 DP接口分类
- 1.2 DP接口和HDMI接口的区别
- 1.3 DP接口的优势
- 2 硬件层
- 3 接口定义
- 4 原理图设计
1 简介
Display是一种新型的标准化的数字式视频接口标准，其支持的功能与HDMI相似，但是其目标是作为HDMI的补充，而非取代。DP 可用于同时传输音频和视频，这两项中每一项都可以在没有另外一项的基础上单独传输。视频信号路径中每个颜色通道可以有 6 到 16 位，音频路径可以有多达 8 通道 24 位 192kHz 的非压缩的 PCM 音频，或可以在音频流中封装压缩的音频格式。现在流行使用的是 HDMI 和 DP（DisplayPort）接口。
DP 接口的设计是为取代传统的 VGA、DVI 和 FPD-Link（LVDS）接口。通过主动或被动适配器，该接口可与传统接口（如 HDMI 和 DVI）向后兼容。DP 是第一个依赖数据包化数据传输技术的显示通信端口，这种数据包化传输技术可以在以太网、USB 和 PCI Express 等技术中找到。它既可以用于内部显示连接，也可以用于外部的显示连接。与过去的标准需要在每个输出端的差分对里面固定传输定时器信号不同的是，DisplayPort 协议是基于小的数据报文被称为微报文，这种微报文可以将定时器信号嵌入在数据流中。其优点是较少的引脚数，就可以实现更高的分辨率。数据报文的应用也允许使用 DisplayPort 可扩展，这就意味着随着时间的推移，物理通信端口本身不需要显著的变化就可以增加额外的功能了。
根据显示的性能，排名依次是：DP>HDMI>DVI>VGA。其中VGA是模拟信号，其它三个接口属于数字信号，VGA和DVI支持视频传输，不支持音频传输。
1.1 DP接口分类
根据接口的形状，DP接口可以分为两种：标准DP和miniDP
| 接口类型 | 描述 | 图片 |
|---|---|---|
| 标准DP | 由 PC 及芯片制造商联盟开发，视频电子标准协会（VESA）标准化的数字式视频接口标准。 |  |
| miniDP | 是一个微型版本的 DisplayPort，是由苹果公司开发的。 | ![[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-YeCWMYFt-1670337947285)(硬件电路设计.assets/image-20221206214621394.png)]](/webdata/wwwroot/pics.8red.cn/weishitang/202403/045f00acf511818.png) |
两种接头的最长外接距离都可以达到 15 米。
1.2 DP接口和HDMI接口的区别
| 不同点 | 描述 |
|---|---|
| 主导厂商 | HDMI 是电视机厂商(主要是一些日本企业)主导的，DP 是 VESA 协会(主要成员为显示器厂商)主导的。HDMI 需要授权费，每生产一条线缆都需要上缴费用，DP 则不需要。 |
| 普及程度 | HDMI 接口支持的设备种类更多。 |
| 带宽不同 | 从性能上说 HDMI 2.1 的性能与 DP1.4 已经非常接近，但 HDMI 2.1 在带宽和数据速率、分辨率、刷新率方面是超越 DP 1.4 的，支持的视频规格也多于 DP，但在 hdmi 2.1 没有完全普及的话，可以使用 DP 接口。 |
| 技术支持 | AMD 多 屏 拼 接 技 术 必 须 要 DisplayPort 接 口 。 用 户 需 要 通 过DisplayPort 数据线与支持此接口的显示设备进行连接，成为三屏拼接显示的主显示器，并且必须是 DisplayPort 接口直接连接，不能经过任何形式的转换。 |
1.3 DP接口的优势
-
高带宽（带宽就高达 10.8Gb/s）
-
最大程度整合周边设备（和 HDMI 一样，DisplayPort 也允许音频与视频信号共用一条线缆传输，
支持多种高质量数字音频。）
-
免费（新 DisplayPort 接口不像 HDMI 接口那样，需要每年支付一定量的会员费，也不必象 HDMI 接口那样每个含有 HDMI 接口的产品都要交钱，是真正意义上的完全免版税。）
2 硬件层
| 信号 | 功能描述 |
|---|---|
| Main link | 是主要的数据传输通道,一般而言,DP 一个对线包含N,P 两根差分线(可以认为是一个通道,尽管官方不这样说),四个对线构成一个 link 组,每对线支持两种传输速率 2.7GBPS 或 1.62GBPS,这样,一个link 组就能达到最大 10.4GBPS 的数据传送效率,八根线(dp 采取了一种微封包的数据传输架构,将时钟线分布在数据线中)。另外,并不要求一个 link 中四组对线全部使用,可以选择使用 1、2、4。 |
| Aux_CH 通道 | Aux_CH 该通道也是两根线,也是用来传输数据,但是主要用来传输管理数据或者其他控制数据,甚至可以用来传输游戏手柄数据,该通道是慢速通道,速度1mbps 以上。 |
| HPB 线 | 用于检测设备热插拔,类似于 USB 热插拔功能因为 dp 接口的每一条线路都是数据线,没有专门的时钟线,所以在电路设计以及远距离(15M)传输的时候,信号因为时钟衰减和丢包问题造成的图像失真就变得很容易解决了。 |
DP接口的每一条线路都是数据线,没有专门的时钟线,所以在电路设计以及远距离(15M)传输的时候,信号因为时钟衰减和丢包问题造成的图像失真就变得很容易解决了。
3 接口定义
引脚说明：
| 引脚 | 名称 | 描述 | 引脚 | 名称 | 描述 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | ML_Lane0§ | 通道0的差分正信号 | 11 | GND | 接地 |
| 2 | GND | 接地 | 12 | ML_Lane3(N) | 通道3的差分负信号 |
| 3 | ML_Lane0(N) | 通道0的差分负信号 | 13 | GND | 接地 |
| 4 | ML_Lane1§ | 通道1的差分正信号 | 14 | GND | 接地 |
| 5 | GND | 接地 | 15 | AUX_CH§ | 附属通道差分正信号 |
| 6 | ML_Lane1(N) | 通道1的差分负信号 | 16 | GND | 接地 |
| 7 | ML_Lane2§ | 通道2的差分正信号 | 17 | AUX_CH(N) | 附属通道差分负信号 |
| 8 | GND | 接地 | 18 | Hot Plug | 热拔插检测 |
| 9 | ML_Lane2(N) | 通道2的差分负信号 | 19 | DP_PWR Return | 接头电源回复 |
| 10 | ML_Lane3§ | 通道3的差分正信号 | 20 | DP_PWR | 接头电源 |
管脚功能：
DP 数据传输包含主要通道（Main Link）、辅助通道（AUX Channel）与连接（Link Training）。
辅助通道(AUX Channel)作为 DP 接口中一条独立的双向传输辅助通道，采用交流耦合差分传输方式，是一条双向半双工传输通道，单一方向速率仅 1Mbit/s 左右，用来传输设定与控制指令。
AUX(Auxiliary)的用途包括读取扩展显示识别数据(EDID)，以确保 DP信号的正确传输；读取显示器所支持的 DP 接口的信息，如主要通道的数量和 DP 信号的传输速率；进行各种显示组态暂存器的设定；读取显示器状态暂存器。
4 原理图设计
![[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-qRnGCFv9-1670337947289)(硬件电路设计.assets/image-20221206224435029.png)]](/webdata/wwwroot/pics.8red.cn/weishitang/202403/ef2377a3c856c30.png)
//Ac 耦合电容的作用：
source 和 sink 端 DC 不同，所以隔直流；
信号传输时可能会串扰进去直流分量，所以隔直流使信号眼图更好；
AC 耦合电容还可以提供直流偏压和过流的保护。说到底：AC 耦合电容的作用就是提供直流偏压，滤除信号的直流分量，使信号关于 0 轴对称。
增加 AC 耦合电容肯定是使两级之间更好的通信，可以改善噪声容限。
有连接器的情况下，提供过电压和过流的保护。所以要求是靠近连接器放。