DVI，HDCP与HDMI数字化应用的现状与发展展望

　　随着显示技术的发展，尤其是数字LCD、DLP及PDP等数字化产品的广泛应用及数字化信号标准的统一，传统的VGA模拟信号已不能满足发展的需要，越来越多的DVI（Digital Visual Interface）信号，HDCP(高带宽数字内容保护High-bandwidth digital content protection)信号和HDMI (High Definition Multimedia Interface)数字信号等被广泛应用。 本文拟就数字信号本身特点，目前的应用现状，当前的技术难点和发展前景做简单介绍。

　　A、数字信号本身特点

　　DVI信号，HDCP信号和HDMI 信号针对VGA信号而言，如果排除各种协议的话，信号通道本质是一致的，都是DVI信号。因此先介绍DVI信号的特点。

　　在模拟显示方式中，将待显示的数字R.G..B信号（8bit并行信号）在显卡中经过D/A转换成模拟信号，传输后进入显示器，经处理后驱动R.G..B电子枪，显示到荧光屏上，整个过程是模拟的。而数字显示方式不同，模拟的R.G.B信号到达显示设备后（LCD 或DLP，PDP等）经过A/D处理，转换为数字信号，随后由数字信号控制液晶板透射或反射光线或DMD晶片反射光线或由等离子体发光，达到显示的效果。在这个过程中明显地存在一个由数字→模拟→数字的转换过程，信号损失较大（一次A/D，D/A过程将在频谱上损失6dB，带宽最大保留为像素时钟的1/2），并且会存在诸如拖尾，模糊，重影等传输问题。 当前带有数字接口的计算机显卡已经相当普遍，甚至笔记本电脑也配备了DVI接口，显示设备中也是越来越多的设备带有数字信号接口，因此数字→数字方式的应用环境已经成熟。

　　DVI原理上是将待显示的R.G.B数字信号与H.V信号进行组合编码，每个像素点按10bit的数字信号按最小非归零编码方式进行并→串转换，把编码后的R.G..B数字串行码流与像素时钟等4个信号按照平衡方式进行传输，其每路码流速率为原像素点时钟的10倍，以1024×768×70的分辨率为例，码流时钟为70MHz×10,折合为0.7GHZ。一般DVI1.0的码流在0.24GHZ到1.65GHZ之间。

　　DVI的接口定义如下图：

　　DVI有DVI1.0和DVI2.0两种标准，其中DVI1.0仅用了其中的一组信号传输信道，传输图像的最高像素时钟为165M（1600X1200X60，UXGA），信道中的最高信号传输码流为1.65GHz。DVI2.0则用了全部的两组信号传输信道，传输图像的最高像素时钟为330M，每组信道中的最高信号传输码流也为1.65GHz。在显示设备中，目前还没有DVI2.0的应用，因此本文所讨论的DVI都是指DVI1.0标准。

　　DVI定义了DVI-I（Integrated）和DVI-D(Digital)两种接口，从接口定义上可以看出，DVI-I实际上是在DVI-D的基础上增加了模拟接口。我们主要介绍DVI-D接口。

　　HDCP 信号从接口形式，管脚定义，数据格式等都与DVI相同，只是考虑保密的原因，对数据进行了加密，要符合HDCP的协议要求。考虑到这只是协议层面的不同，我们可将此两者等同考虑。

　　HDMI的英文全称是“High Definition Multimedia Interface”，既高清晰度多媒体接口。HDMI接口可以提供高达5Gbps的数据传输带宽，可以传送无压缩的数字音频信号及高分辨率视频信号。HDMI在针脚上和DVI兼容，只是采用了不同的封装，可以看作是DVI的强化与延伸，两者可以兼容。与DVI相比，HDMI可以传输数字音频信号，并增加了对HDCP 的支持。HDMI支持5Gbps的数据传输率，最远可传输15米，足以应付一个1080p的视频和一个8声道的音频信号。而一个1080p的视频和一个8声道的音频信号需求少于4GB/s，因此HDMI还有很大余量。此外HDMI支持EDID（扩展显示识别数据-Extended display identification Data），DDC（显示数据通道-Data display channel，用以读出EDID），因此HDMI的设备具有“即插即用”的特点，信号源和显示设备之间会自动进行“协商”，自动选择最合适的视频/音频格式。HDMI支持RGB信号、4:4:4采样的YCbCr信号及4:2:2采样的YCbCr.传输速率最高的24位/像素。 HDMI音频数据格式：基于DVD音频标准,HDMI支持1-8组非压缩音频传输，音频支持48,96 or 192 kHz等多种采样率。根据视频格式，HDMI可以传输不同数量的采样率在192KHZ的压缩音频。