DisplayPort: una mejor interfaz de vídeo

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Oct 30, 2023

DisplayPort: una mejor interfaz de vídeo

A lo largo de los años, hemos visto una buena cantidad de interfaces utilizadas para monitores de computadora, televisores, paneles LCD y otros fines relacionados con la visualización. Hemos vivido el VGA y la gran variedad de analógicos.

A lo largo de los años, hemos visto una buena cantidad de interfaces utilizadas para monitores de computadora, televisores, paneles LCD y otros fines relacionados con la visualización. Hemos vivido VGA y la gran variedad de interfaces analógicas que lo precedieron, luego DVI, HDMI y, en algún momento, comenzamos a tener dispositivos compatibles con DisplayPort. Entonces podrías pensar que es más de lo mismo. Sin embargo, me gustaría decirle que probablemente debería prestar más atención a DisplayPort: es una interfaz poderosa como nunca antes la habíamos visto.

Podría decirlo de esta manera: DisplayPort tiene todas las capacidades de interfaces como HDMI, pero implementadas de una mejor manera, sin problemas heredados y con una serie de características que aprovechan la arquitectura más sólida de DisplayPort. Como resultado de esto, DisplayPort no está solo en monitores externos, sino también en pantallas internas de portátiles, compatibilidad con puertos USB-C, estaciones de acoplamiento y Thunderbolt de todos los tipos. Si posee una estación de acoplamiento con capacidad de pantalla para su computadora portátil, ya sea una base multipin de estilo clásico o USB-C, es muy probable que DisplayPort esté involucrado, e incluso su teléfono inteligente podría admitir DisplayPort a través de USB-C en estos días.

Al igual que la mayoría de las interfaces digitales actuales, DisplayPort envía sus datos en paquetes. Esto puede parecer una expectativa razonable, pero ninguna de las otras interfaces populares de transporte de vídeo utiliza paquetes en el sentido tradicional. VGA, DVI, HDMI y LVDS del panel de computadora portátil funcionan con un flujo de píxeles a una frecuencia de reloj determinada. HDMI es mucho más similar a VGA que a DP. Con DisplayPort, el vídeo se trata como cualquier flujo de datos en paquetes normal, lo que hace que la interfaz sea mucho más flexible. Físicamente, las salidas DisplayPort de escritorio/portátil vienen en dos versiones: DisplayPort de tamaño completo, conocido por sus pestillos que mantienen el cable dentro pase lo que pase, y miniDisplayPort, que a menudo se encuentra en MacBooks, ThinkPads y GPU con espacio limitado en el puerto. .

Sin embargo, si no necesita todo el ancho de banda que pueden brindarle cuatro carriles, un enlace DP puede constar de solo uno o dos carriles principales, lo que da como resultado dos y tres pares de diferencias respectivamente, con menos ancho de banda pero también menos cableado. Esto es perfecto para portátiles y aplicaciones integradas, donde DisplayPort se ha afianzado y ciertamente supera el requisito de "cuatro pares de diferencias a toda costa" de HDMI. Las ventajas no terminan aquí, pero me gustaría señalar que DisplayPort también es mucho más pirateable. ¡Por supuesto, te lo mostraré!

Para obtener más ventajas, el canal de banda lateral DisplayPort, AUX, es una gran mejora con respecto a I2C, que hemos estado usando como interfaz de banda lateral para VGA y HDMI. Es un enlace bidireccional de un solo par de diferencias de baja velocidad que no solo ofrece compatibilidad con EDID (identificación de pantalla) y DDC (control de pantalla), sino que también se utiliza para comunicaciones de entrenamiento de enlaces DisplayPort, además de brindar a los desarrolladores control sobre un número. de aspectos de bajo nivel desde el lado del transmisor DP. El audio también viaja a través de AUX y está preparado para el futuro. Por ejemplo, funciones como CEC se pueden implementar a través de la capa AUX, en lugar del problema de un solo cable que es HDMI CEC.

Todos estos aspectos han dado como resultado una interfaz bastante amigable para la tecnología moderna. Thunderbolt ha coexistido con DisplayPort en particular: TB1 y TB2 han estado usando conectores miniDisplayPort que quizás hayas encontrado en las computadoras portátiles Apple y que llevan el símbolo del rayo. Cuando se trata de TB3 y TB4, coexisten con DisplayPort en conectores USB-C, y DisplayPort es un invitado de primera clase en el ecosistema Thunderbolt, siendo el túnel DisplayPort una característica omnipresente en los periféricos Thunderbolt.

Sin embargo, DisplayPort no es sólo para monitores de consumo. ¿Recuerda la flexibilidad en cuanto al número de carriles? Esto por sí solo es una gran victoria para DisplayPort cuando se trata de conectividad interna y, considerando la gran cantidad de características que ya lo hacen fácil de integrar y de bajo consumo, se desarrolló el estándar DisplayPort integrado (eDP), compatible con DP en casi todos los dispositivos. aspecto. Si tiene una computadora portátil o un iPad, es muy probable que use eDP debajo del capó; de hecho, la primera vez que mencionamos eDP en La-Tecnologia fue cuando alguien reutilizó pantallas de iPad de alta resolución creando una placa de conexión con un Toma eDP de escritorio. Sí, con DisplayPort, es así de fácil reutilizar pantallas de portátiles y tabletas: sin chips convertidores ni adaptadores voluminosos; como máximo necesitará un controlador de retroiluminación.

eDP fue útil justo cuando empezamos a superar los límites de FPD-Link, que quizás hayas oído llamar LVDS en el espacio del panel de la computadora portátil. Desde mediados de la década de 2010, será difícil encontrar una computadora portátil de nuevo diseño que todavía tenga un panel LVDS, y hoy en día es todo eDP. La ventaja es notable: para lo que LVDS necesita seis u ocho pares de diferencias, eDP puede hacerlo con dos o tres, lo que permite a los diseñadores utilizar cableado más económico y liberar espacio en la PCB, y permite pantallas de resolución extremadamente alta con solo cuatro pares. A diferencia de las computadoras portátiles clásicas con implementación LVDS que no requieren usar I2C para fines EDID, el canal AUX proporciona EDID de forma gratuita, lo que también podría significar que su computadora portátil podría funcionar si conecta una pantalla con un valor superior o inferior al de fábrica. resolución; algo que no es una garantía con LVDS.

Ah, y toda esta flexibilidad no solo ayudó con las pantallas de las computadoras portátiles, sino que también convirtió a DisplayPort en una combinación perfecta para la columna vertebral de video de USB-C, hasta el punto en que, si ve una base USB-C con cualquier tipo de salida de video, conector, básicamente puede estar seguro de que la capacidad de salida de vídeo está alimentada por DisplayPort. Hablaremos más adelante sobre el modo alternativo DisplayPort con mucha más profundidad en las próximas semanas. Hasta entonces, señalaré que todos esos puntos fuertes de DisplayPort, sin duda, contribuyeron a la desaparición del modo alternativo HDMI, especialmente la capacidad de ejecutar un enlace USB3 adicional junto con DisplayPort a través del mismo cable USB-C. Sin embargo, me gustaría asegurarles que la desaparición del modo alternativo HDMI es una victoria para todos nosotros.

Otra gran ventaja de DisplayPort es que no es HDMI. Todos nos hemos acostumbrado al HDMI, pero si has estado al acecho en discusiones sobre tecnología relacionada, sabrás que HDMI tiene algunos aspectos desagradables. La razón es fundamental: HDMI está respaldado por intereses de los medios de comunicación centrados en cosas como el cine en casa y la televisión, a diferencia del campo de la informática personal del que procede el grupo VESA. El grupo HDMI afirma valorar la interoperabilidad cuando, por ejemplo, protesta contra la venta de ciertos productos, pero la reciente debacle de HDMI 2.1 nos ha demostrado que no es realmente su enfoque. Mi observación hasta ahora ha sido que el grupo HDMI es reacio a la competencia, el marketing y las consideraciones de marca son fuerzas impulsoras importantes en su toma de decisiones, al igual que la extracción de regalías por dispositivo de los fabricantes, lo que es elevado para los jugadores tanto pequeños como grandes. Llevar un buen producto parece algo secundario.

Ni los estándares DP ni HDMI están disponibles abiertamente; sin embargo, HDMI está restringido mucho más en términos de NDA, hasta el punto en que AMD no puede implementar funciones como FreeSync y resoluciones más altas en sus controladores Linux de código abierto específicamente en HDMI; DisplayPort no está tan cargado. Cuando se trata de dispositivos que compramos, especialmente desde el punto de vista de un hacker, ciertos requisitos de certificación HDMI pueden traernos peores productos cuando están incluidos. Una palanca cuidadosamente diseñada y respaldada por dinero en el mercado es absolutamente parte de la razón por la que nunca se ven entradas DisplayPort en televisores de consumo, donde el grupo HDMI reina, incluso si el televisor puede usar DisplayPort internamente para la conexión del panel de visualización.

Claro, la Raspberry Pi CM4 puede tener dos enlaces HDMI expuestos, pero si no tiene cuidado al comercializar su placa o el producto en el que se incluye, en el mejor de los casos se encontrará en un limbo legal: DisplayPort no tiene ese problema. ¿Esa genial tarjeta de captura HDMI de código abierto de $ 10 que cubrimos hace unos meses? Si desea fabricarlos y venderlos, será mejor que hable primero con un abogado competente, y los abogados expertos en cuestiones de licencias HDMI no son muy comunes, lo que pone esta idea fuera del alcance de un aficionado que solo quiere pedir algunos de código abierto. tableros y venderlos a otros.

Si ve una interfaz DisplayPort en su placa donde normalmente esperaría HDMI, podría deberse simplemente a que la compañía decidió evitar las regalías por dispositivo de HDMI y cree firmemente que esto es algo bueno. Considere esto: si su monitor tiene HDMI, pero su GPU o computadora portátil tiene DisplayPort, estará mucho mejor de lo que cabría esperar, por una razón muy interesante.

Cuando se trata de conectores DisplayPort en nuestras GPU y computadoras portátiles, hay algo aún mejor que puedes hacer: cambiarlos al modo de compatibilidad HDMI, una característica llamada DP++. Todo lo que necesita es un dongle que tenga un cambiador de nivel lógico en su interior para que las señales se remodelen según sea necesario, presente esas señales en un conector HDMI y cortocircuite dos pines en el conector DisplayPort, indicando a la GPU que realice un cambio de modo. Ah, y si te preguntas cómo AUX podría ser compatible con I2C en el caso de DP++, la GPU coloca un bus I2C en los pines AUX. Compramos estos dongles como convertidores DisplayPort a HDMI, pero en realidad, el dongle no hace mucho por sí solo, principalmente le dice a la GPU que comience a emitir HDMI; es barato, eficiente y tiene un bajo consumo de energía como efecto secundario.

Como puede ver ahora, DisplayPort es una interfaz amigable, ¡quizás mucho más amigable de lo que esperaba! Desde su introducción, Intel y AMD han hecho grandes apuestas en DisplayPort, y ahora es básicamente un elemento básico de los dispositivos portátiles, incluso si no ve un conector DisplayPort en el exterior. Ni siquiera hablamos de eDP o el modo altmo DP: hoy en día, incluso para un conector HDMI típico en su computadora portátil moderna, la columna vertebral es DP, o una interfaz de nivel inferior como las interfaces DDI de Intel y AMD diseñadas para producir DP ante todo. siendo HDMI un ciudadano de segunda clase. Después de todo, DisplayPort tiene suficientes ventajas para merecer un trato de primera clase.

Ahora bien, estos son en su mayoría beneficios de DisplayPort para el consumidor, pero espero que puedan brindarle información sobre lo que hace que el DisplayPort moderno funcione. La próxima vez, me gustaría mostrarles todas las cosas nuevas que un hacker puede obtener de DisplayPort: más información sobre eDP, también conocido como DisplayPort integrado, un poco de información sobre el canal AUX, cómo diseñar nuestros propios PCB con enlaces DisplayPort, y algunas de las complejidades del cableado.