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DisplayPort 官方單位 VESA，日前再次介紹 DisplayPort over USB Type-C 開發進展，以及最新的 DisplayPort 1.3 規範整合應用資訊。結合最新版規範，未來特定相容裝置，使用 USB Type-C 線材就能夠傳輸 USB 3.1、DisplayPort 顯示、音效等訊號，其中 DisplayPort 所支援解析度最高可達 8K 等級。USB 亦敵亦友的夥伴越來越多，特別是正熱門的 Type-C 連接器，除了官方於去年間揭露可支援 DisplayPort 訊號傳輸，Intel 稍早前也表示 Thunderbolt 3 納入採用。
在 4K、8K 這場超高解析度競爭賽，DisplayPort 1.2 版規範不只可以傳輸 4K 解析度訊號，更能支援 24bpp、60Hz 更新頻率、4:4:4 色彩取樣。反觀 HDMI 1.4a 更新頻率僅 30Hz 注定出局，而 HDMI 2.0 應用又晚於 DisplayPort 1.2 好一段時間，DisplayPort 因而逆轉成為電腦廠商新寵。
▲ VESA DisplayPort 各版本規範傳輸速率、總和頻寬、支援解析度簡表。
DisplayPort 規範制定組織 VESA（美國視訊電子標準協會），已經於去年頒布 DisplayPort 1.3 規範，每個通道資料傳輸速率由 5.4Gbps 提高至 8.1Gbps，合併總頻寬達到 25.92Gbps。在前述顯示規格條件下，輸出解析度可達 5K 等級（5120 x 2880），若使用新增加的 4:2:0 色域模式，更能往上提升到 8K（7680 x 3840）。VESA 指出，DisplayPort 1.3 將於近期開始展開設備驗證工作，預估 2016 年能見到各式相容產品。
▲ DisplayPort Alternate Mode 應用實例，筆電端由 Type-C 輸出訊號，搭配 Type-C 轉 DisplayPort 線材連接至顯示器。
VESA 與 USB 3.0 推廣小組（USB 3.0 Promoter Group）合作，促成 USB Type-C 兼容 DisplayPort 訊號，新一代 USB 是以 4 對差動信號構成資料傳輸通道，其訊號層基本運作模式和 DisplayPort 相仿。因此加入 DisplayPort Alternate Mode（又稱 Alt Mode）替代延伸模式，藉由 CC（Configuration Channel ）腳位判斷裝置類型，以及所需要傳輸通道數量，如此構成 USB Type-C 兼容 DisplayPort 訊號這目的。
▲ DisplayPort Alternate Mode 連接器腳位運用示意圖。
醞釀好一段時間的 Alt Mode，先前開發是以 DisplayPort 1.2a 規範為基礎，隨著新版規範發布，未來將轉進以 DisplayPort 1.3 為主軸。該架構允許將傳輸通道配置為 1、2、4 條，其中 1 與 2 條配置模式，能夠同時間傳遞 DisplayPort（最高可達 4K）與 SuperSpeed USB 訊號。即便 4 條通道全由 DisplayPort 占用（可輸出 5K 訊號），USB Type-C 仍可利用獨立 USB 2.0 通道傳輸資料，搭配集線器、底座應用時最能看出這彈性規格的優點。
▲ USB Type-C 主要傳輸通道，搭配 DisplayPort Alternate Mode 應用示意圖。
Alt Mode 應用支援 HPD（Hot Plug Detction，熱插拔偵測）功能，而且 DisplayPort AUX 資料，可藉由 USB Type-C 的 SBU（Secondary Bus）腳位傳遞，HDCP、MST 拓樸、音效等並未被捨棄。而 USB Power Delivery 功能也被保留，線材仍然得置入 USB Power Delivery 控制器，這點和 USB-IF 標準規範完全相同。
▲ DisplayPort Alternate Mode 可提供多種連接器型式，用以相容於其他介面。
此外線材和一般 USB Type-C 產品相容，並不需要特殊的傳輸線材，惟主控端與連結裝置都必須支援 Alt Mode 功能（雙 Type-C 線材組合）。線材亦能夠設計成其中一端為標準 DisplayPort，用以相容標準 DisplayPort 顯示器之類產品，如果為線材加入 Protocol Converter 轉換晶片，那麼其中一端可以設計為 HDMI（2.0）、DVI、D-Sub 等介面。轉接應用沒有連結方向性限制，只是 Type-C 那端的裝置，仍然必須要支援 Alt Mode。
▲ Type-C 轉 DisplayPort 線材實體樣貌。
DisplayPort 與 USB Type-C 相容，對普羅大眾而言是好消息，背後隱藏難題 VESA 盡可能將之化解。畢竟這兩種介面都屬於高頻訊號，自己本身已經容易受到干擾、衰竭影響，在此兼容架構下又會使問題更為複雜。VESA 針對訊號傳輸距離，以及訊號轉換損耗與干擾等問題，規劃了一些相對應之道。
▲ DisplayPort 各規範版本可傳輸距離、解析度簡表。
傳輸距離是從訊號來源晶片端開始算起，由於各類型、各家廠商產品的線路布局不一，從源頭到連接器這端距離的差異，會對實際可傳遞距離造成影響。為使 DisplayPort 1.3/1.2 這類高頻訊號，能夠獲得良好品質以傳遞的較遠，VESA 構思在電路之中加入 Repeater 中繼器，藉以克服訊號封包受損、丟失、衰竭等問題。
▲ 主機端 Repeater 中繼器應用示意圖。
至於在 Alt Mode 應用，兩種訊號共用資料傳輸通道，溝通連結難免產生訊號轉換損失問題，VESA 同樣加入晶片來因應。這必須動用到如 Parade 生產的 PS8740 與 PS8742 晶片，其作用是內建信號再生器（輸出端）與可調整等化器（接收端），能夠自動補償訊號相互切換之後的衰減、失真量，確保接收端能接收到最佳強度訊號。
▲ Parade 生產的 PS8740 晶片應用示意圖。
隨著 USB 3.1 / Type-C 正式上路，而 VESA 新版 DisplayPort 規範也投入推廣，一條線就能高速傳輸資料、傳遞高解析度顯示訊號、包含音效，而且連接器相容確實相當便利。不過由於各式規範才相繼上路，實體產品總需要些時間醞釀才能誕生，是否該急著投入 USB 3.1 相關設備採購，我們想法是不如靜觀其變吧！
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