Introducción al protocolo MPSOC DP

Una introducción de PD

1.1 Introducción a la PD

El protocolo DP (DisplayPort) es un protocolo de transmisión de video digital que se utiliza para conectar computadoras u otros dispositivos con dispositivos de visualización, como monitores o televisores. El protocolo DP está formulado por VESA (Video Electronics Standards Association) y su propósito es reemplazar las interfaces de video analógicas tradicionales como VGA y DVI, brindar una mayor calidad de video y un mayor ancho de banda, y admitir una resolución más alta, una frecuencia de actualización más rápida y una profundidad de color más rica. .
Las principales características del protocolo DP son las siguientes:

• Alta definición: el protocolo DP admite salida de video de alta resolución, como 4K, 5K y 8K, y puede proporcionar una calidad de imagen más clara y delicada.

• Gran ancho de banda: el protocolo DP proporciona un ancho de banda de hasta 32,4 Gbps, que es mucho más alto que las interfaces DVI y HDMI tradicionales, y puede admitir una resolución de video más alta y una frecuencia de actualización más rápida.

• Versatilidad: el protocolo DP admite transmisión de video, audio y datos, y puede realizar múltiples funciones a través de una interfaz, lo que es conveniente para los usuarios.

• Protección de derechos de autor: el protocolo DP es compatible con la tecnología de protección de derechos de autor HDCP (Protección de contenido digital de ancho de banda alto), que puede proteger los derechos de autor del contenido digital y evitar la piratería y la copia ilegal.

La ventaja del protocolo DP es que admite una resolución más alta y un mayor ancho de banda, puede proporcionar imágenes más claras y delicadas y frecuencias de actualización más rápidas, y también puede implementar múltiples funciones a través de una interfaz, lo cual es muy conveniente. En las computadoras y dispositivos de visualización modernos, el protocolo DP se ha convertido en uno de los principales protocolos de transmisión de video digital.

1.2 La diferencia entre la interfaz DP y la interfaz HDMI

Tanto las interfaces HDMI como las DP son interfaces de video comunes que aparecen en computadoras y monitores. Los VGA, HMDI y DP que puede ver todos los días son en realidad una especie de protocolo. Las interfaces que cumplen con estos protocolos también se denominan interfaces DP, interfaces HDMI, etc.
La principal diferencia entre la interfaz DP y la interfaz HDMI es el ancho de banda. El ancho de banda actual requerido para una pantalla 4K 60Hz es: 3840x2160 (resolución) x8 (bpc) x3 (múltiples píxeles) x60 (frecuencia de actualización)/0,8 (codificación 8b/10b utilizada por hdmi)/1024 a la tercera potencia = 13,9046 Gbps. HDMI1.4 solo admite un ancho de banda máximo de 10,2 Gpbs. Por lo tanto, la interfaz HDMI1.4 no admite pantallas 4K 60Hz. HDMI 2.0 solo admite un ancho de banda máximo de 18 Gbps, por lo que solo puede admitir una pantalla 4K 60 Hz como máximo, pero si su pantalla es 4K 120 Hz, no puede admitirse en su nivel de ancho de banda. En contraste con la interfaz DP, el ancho de banda de la primera interfaz DP1.2 alcanzó los 21,6 bps, mientras que el ancho de banda de DP1.4, que es muy popular en la actualidad, alcanzó los 32,4 gbps, y admite perfectamente pantallas 4K 144 Hz y 8K 30 Hz, cubriendo casi El valor límite que los usuarios comunes pueden usar.
Otras diferencias:

• Espacio de color: la interfaz DP admite la gama de colores DCI-P3, mientras que HDMI no, lo que puede tener un impacto relativamente grande en los diseñadores.
• Interfaz: la interfaz DP se puede combinar con la interfaz Thunderbolt para lograr una expansión de dispositivo de tipo más conveniente. HDMI no tiene esa función. En segundo lugar, la tecnología de empalme de múltiples pantallas de AMD debe usar la interfaz DP para lograrlo, y la interfaz HDMI no puede.
• Otros detalles: habrá algunas diferencias en la frecuencia de muestreo de transmisión de audio, tamaño de muestreo, soporte de profundidad de color, etc., pero el impacto en los usuarios comunes es casi imperceptible

1.3 La diferencia entre DP1.4 y DP2.0

El nombre completo de DP2.0 es DisplayPort2.0, que fue lanzado por la parte de gestión VESA Video Electronics Standards Association en 2019. Es un protocolo de intercambio de datos audiovisuales digitales y otras formas de datos.
En términos de interfaz, de acuerdo con la Asociación VESA, la parte administradora de DP2.0, el modo DP Alt se puede conectar sin problemas con la especificación USB 4. USB 4 integra los protocolos Thunderbolt y USB, y se promoverá sobre la base de la patente de Thunderbolt 3 exención de tasas. USB4 adopta el diseño de interfaz USB-C, lo que también significa que la interfaz física DP2.0 se puede transformar en una nueva interfaz USB Type-C, por lo que la interfaz DP2.0 puede tener dos formas: DP y USB Type-C. Para distinguirlo de la interfaz Tipo-C ordinaria, DP2.0 agregará un logotipo de DP a la interfaz, al igual que el logotipo de Thunderbolt junto a la interfaz Thunderbolt 3, los usuarios pueden identificar de manera más intuitiva la interfaz DP2.0. Por lo tanto, DP2.0 tiene dos formas físicas de DisplayPort y USB Type-C, y DP1.4 sigue siendo una interfaz DisplayPort tradicional.

En términos de ancho de banda de transmisión, según el plan de diseño, el ancho de banda de transmisión de DP 2.0 es tan alto como 80 Gbps, que es 2,5 veces mayor que el DP1.4 actual y 1,6 veces mayor que HDMI 2.1. Admite una resolución máxima de 16K (15360*8460), e incluso la pantalla dual 4K 144Hz sin pérdidas ya no es un problema. Al mismo tiempo, DP2.0 utiliza el último protocolo de codificación. La tasa de utilización del ancho de banda del nuevo estándar es de hasta el 97 % y el ancho de banda efectivo máximo es de 77,4 Gbps, que es aproximadamente tres veces el ancho de banda efectivo de DP1.4. . DP2.0 tiene un ancho de banda de 80 Gbps y admite 16 K a 60 Hz, 8 K a 120 Hz y 4 K a 144 Hz; DP1.4 tiene un ancho de banda de 32,4 Gbps y admite 8 K a 30 Hz y 4K a 120 Hz.

Protocolo de dos DP

2.1 Capa de protocolo DP

El protocolo DP se divide en capas en la capa de enlace y la capa física. La capa DP Link se puede dividir en 3 partes

• Enlace principal: La cadena principal, utilizada para la transmisión unidireccional de flujos de audio y video, alto ancho de banda, baja latencia, compuesta por DPTX/DPRX. Admite 1, 2, 4 carriles y diferentes tarifas.
• Canal AUX: Canal auxiliar, utilizado para transmitir datos con bajos requisitos de ancho de banda, así como señales de gestión de enlaces y control de dispositivos. AUX CH es una señal diferencial, semidúplex
• Hotplug Detect: HPD es una señal de detección de conexión en caliente.

además,

• DPCD: el nombre completo es DisplayPort Configuration Data, que son los datos de configuración de DP y describen el rendimiento del extremo receptor. La comunicación entre la fuente y el sumidero es para leer y escribir a través del registro DPCD y administrar el enlace. Configurar canales auxiliares.
• EDID: el nombre completo es Datos de identificación de pantalla extendida, que define el rendimiento del dispositivo receptor de DP. La fuente identifica los datos EDID transmitidos por slink, que incluyen información del proveedor, tamaño máximo de imagen, nombre del modelo, tamaño de pantalla y configuración de color, y más. Configurar la información de la cadena principal.
  La capa DP PHY transmite los datos al codificador DSC para su codificación y compresión. El volumen de datos antes y después de la codificación y compresión es de aproximadamente 3:1.
  
  Luego ingrese la codificación 8b/10b o la codificación 128b/132b, transmita después de codificar y decodifique después de la transmisión.
  

2.2 Proceso de intercambio de información

• Detectar si el fregadero está conectado a través del Hotplug
• Después del acceso, la fuente lee el rendimiento del receptor DPCD, como cuántos carriles y la tasa de datos
• El sumidero devuelve información DPCD
• El lado de la fuente lee EDID y muestra información básica como estado, ancho de bit de datos y resolución de pantalla
• El sumidero devuelve información EDID
• Escriba la configuración de DPCD en el lado de la fuente al lado del sumidero
• Comience el entrenamiento del enlace (prueba), incluida la prueba del diagrama de ojo, la prueba de fluctuación, la prueba de oscilación, el bloqueo de frecuencia, el bloqueo de fase, el cálculo de la tasa de error, etc. Si se detecta un problema, se volverá a leer la configuración
• estado del enlace de retorno
• transferencia de datos
  

3 Xilinx MPSoC PS interfaz DP lateral

• El controlador DP admite dos carriles de 5,4 G y la resolución máxima admite 4K a 30
• DPDMA se utiliza para transportar datos y admite 6 canales
• Admite mezcla de video bidireccional
• El verde son datos de audio, que admiten la mezcla de dos salidas de audio
• Admite datos de video y audio enviados desde PL.
  
  - Si DPDMA obtiene el video/gráficos de la memoria, el flujo de entrada se convierte en una entrada que no es en tiempo real.
  Si es una entrada en tiempo real, el lado PL puede proporcionar el video/gráficos. La temporización del video puede ser proporcionada por PS o PL