[发明专利]多媒体数字接口系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及多媒体数字接口系统及其方法。 

背景技术

随着多媒体显示器和音频/视频处理装置日益转变为支持更多功能和特性的具有更高性能的技术，接口的问题就变得越发复杂。利用最少数量的通道(channel)来建立满足应用的性能及成本目标的可靠的通信是一个挑战。已知的接口技术，例如VGA、分量视频、DVI、HDMI、DisplayPort、以及SDI提供了多种当前多媒体交互连接技术的例子。但是，这些已知的技术都具有多种限制。 

例如，VGA受其支持更高分辨率及彩色深度的升级能力的限制，并且其不具有可用于保护消费者使用的高清晰度内容的手段。此外，VGA不能够提供自带多媒体连接，并被限制于通过显示数据通道(DDC)接口限制控制的视频和图形。VGA连接器以及电缆同样在物理上很大，难于布线，并且相应的很贵。 

模拟分量视频，类似VGA，限制于类似的升级能力问题并且缺少真正的多媒体支持，尽管具有一个规定的用于保护消费者使用的内容的手段(MacroVision^TM)。但是，Macro Vision^TM技术仅仅提供了一个受限制等级的保护。在所有现存的接口中分量连接器和电缆或许提供了在成本、布线、以及信号完整性上的最佳的性能。此外，类似于VGA，在可感觉的信号损耗出现之前，很可能有几十米的长电缆传输。 

DVI技术受到限制，这是由于DVI1.0规格基本稳定，并且不能轻易地更新从而支持更高的时钟速度、彩色深度、连接器类型、或者新的特性。尽管DVI的确提供了可选的对内容的保护，但是却不支持音频。DVI连接器以及电缆同样在物理上很大并且不容易布线，并且电缆长度被严格限制并且非常昂贵。此外，互操作性问题也是这一接口的不利方面，其导致DVI很少被采用，即使在PC到监视器接口这样的定向应用中也很少被采用。DVI的另一个限制是物理接口需要一个3.3v的电源并且传输信号是DC耦合到接口介质。这严重阻碍了技术 演化为低电压硅应用，而该应用将出现在未来的PC和其它多媒体技术中。 

HDMI非常适合用于TV，但是由于其在性能升级能力上的限制，在大范围的交叉工业领域不太适用。HDMI还是一个封闭的并且严格遵循检测和授权执照的专有标准。尽管HDMI能够提供真实的多媒体支持以及最优内容保护，作为一个DVI的超集，其呈现出类似的操作上的限制。类似于DVI，HDMI电缆体积庞大并且非常昂贵，尽管HDMI连接器的设计实际上小于DVI连接器。HDMI电缆的长度典型地被限制并且与接口的互操作问题是非常常见的。 

DisplayPort提供了一个开放的、可扩展的，并且可升级的多媒体数字接口作为现有的在PC到显示器和机箱内部的接口的替代的应用。但是，其主要集中在PC到显示器的连接性上，很大程度上由于HDMI主要集中于消费类电子多媒体应用。DisplayPort同样受困于典型的三米的用于全带宽的电缆长度。尽管实现了受限制的交互性检测，DisplayPort仍然需要大范围的应用从而证明或者反驳鲁棒性技术的要求。连接器和电缆成本以及性能在这一时间都是未知的。 

SDI接口已经过20年的发展、改进历程，并且在专业使用中不断地经受互操作性检验。这一开放的标准接口提供了通过一根同轴电缆连接的多媒体连通性，其不必受到电缆长度限制、布线、交互性，或者在此描述的其他数字接口的高连通性成本的限制。但是在专业应用中，SDI的几乎是排他性的使用意味着对于内容保护、双向命令和控制信息的需要尚未在接口中解决。 

在上述标准中，只有SDI应用于单个同轴铜电缆。DVI、HDMI以及DisplayPort接口都使用不同电缆的束，典型地包括由其他单线构成的若干双绞线，全都封装在一个外部绝缘层内。这些接口的电和物理特性导致比SDI短得多的电缆长度方面的缺点。 

用于DVI、HDMI以及DisplayPort的电特性和物理介质通过多个双绞线铜电缆利用的低电压差分信号传输(例如转换最小化差分信号传输或者TMDS)。由于这些接口所需的数据率被扩展为多个Gb/s的范围，信号传输以及双绞线铜电缆介质的限制增加了在电缆延伸以及操作可靠性上的有害效果。这些限制主要来自于两个主要的信号恶化源：(1)衰减；和(2)对内偏差(intra-pair skew)。