DVI與HDMI：視頻傳輸的數字化革命

消費者對高清晰度影音內容的需求不斷增加，家庭影音娛樂也迎來數字化時代，為迎合市場對影音質量越來越高的要求，視頻傳輸接口技術也在不斷演進，其中新一代的DVI（Digital Visual Interface）和HDMI（High Definition Multimedia Interface）這兩個規格最受業界矚目。

DVI主導PC領域

DVI（數字視頻接口）是液晶顯示器逐漸在PC上普及后才有的新的接口規格，如果不使用DVI接口，則傳統的PC顯示卡先要通過DAC將數字視頻信號轉換成模擬的RGB信號后，再傳輸至CRT顯示器，透過垂直、水平磁極與電子光束成像。PC開始采用數字液晶顯示器后，為了兼容過往的CRT模擬接口，依然接收RGB模擬信號，然后轉換成數字信號，再進行液晶陣列的成像驅動，整個顯示過程變成迂回的數字輸出-數模轉換-模數轉換-數字輸入，因此，信號轉換的損耗很大，造成信號劣化，傳輸距離也只停留在2-3米，同時花費了更多成本。DVI的出現，正是提供了數字輸出-數字輸入的快捷方案。如今的PC顯示卡都逐漸改成以DVI為原始數字信號輸出，若還有使用傳統CRT顯示器的需求，才自DVI的數字信號轉換成模擬信號輸出。

DVI由 Intel、Silicon Image、HP、IBM、 NEC、Compaq和Fujitsu七家廠商發起成立的DDWG（Digital Display Working Group）所制定，采用了Silicon Image 公司的最小化傳輸差分信號（TMDS）編碼方式。DVI實現并串/串并轉換，在發送端把并行的視頻信號轉換成串行的TMDS編碼信號，在接收端再把TMDS信號還原成視頻信號，這里的視頻信號是指未經壓縮的原始信號。DVI技術標準規定其工作頻率為165MHz，因此單一10位的TMDS傳輸鏈路可以提供1.65Gb帶寬，雙條傳輸鏈路時帶寬超過2Gbps，除了滿足PC領域的1600x1200、85Hz的UXGA、2048x1536、75 Hz的QXGA分辨率外，HDTV所用的720 p、1080 p、 1080i 視頻格式也在支持之列。

近年來DVI已經成為液晶顯示與筆記本電腦最成功的數字接口，市場份額已經超過3成， In-Stat/MDR更預期到2007年其市場的占有率將達到七成。同時DVI也對CE領域產生了一些影響，特別是隨著液晶電視開始進入市場，CE也在積極邁向數字化， DVI最初被認為同樣適合CE領域，特別是DVI后來允許選用HDCP（高帶寬數字內容保護）防拷貝機制，使得眾人皆認為DVI一樣可以在CE領域大行其道。

然而事實并非如此，DVI對于PC而言已足夠，但在CE上仍然有些不適用。DVI未能真正獲得CE業者的青睞，從去年開始，數字視頻接口市場產生了明顯變化，新興的HDMI（高清晰度多媒體接口）在全球范圍內迅速獲得廣泛接受，在CE市場上大有取代DVI之勢。

以目前情形來看， PC及其外設是DVI標準最能有所發揮的市場， In-Stat/MDR表示，在2008年底以前，DVI將在大多數液晶顯示器和商用投影儀中得到應用。此外，盡管規模較小，顯示器標志牌未來市場的成長也將帶動DVI的普及。

值得一提的是，伴隨著PC與CE的融合趨勢，HDMI也開始向家庭娛樂多媒體PC市場滲透。對此，In-Stat/MDR的分析報告也指出，更多的主流臺式PC圖形卡多已內建成本相對較低的DVI接口，另一方面，當下PC仍然采用南北橋分別處理音視頻的架構，雖然DVI僅能傳輸視頻，但PC市場還是會大幅采用DVI規格，短期內DVI的主導地位仍然十分穩固，HDMI還難以在這一領域對DVI構成真正的威脅。

HDMI布局CE市場

雖然DVI不適合CE領域，但不代表DVI的經驗與技術不能沿用，事實上HDMI是針對DVI的不足之處予以改進，在其基礎上發展而來的。與DVI相比，HDMI不僅兼容PC的模擬RGB視頻信號，還可以支持傳統的電視亮度色差信號（YPbPr）。 HDMI雖然僅有一條傳輸鏈路，但帶寬速度達到5Gbps，在傳輸無壓縮數字高清視頻的同時也一并整合了多聲道音頻信號。此外，HDMI接口體積更加小巧，本身加載的HDCP保護功能可以防止信號、圖象數據的非法拷貝。

HDMI的創始者包括Silicon Image以及Hitachi、Philips、Thomson、Sony、Panasonic、Toshiba六家CE業者。這些公司于2002年4月成立了HDMI工作小組（HDMI Working Group），之后于同年12月發布了1.0 規格，又在2004年5月發布了最新的HDMI1.1規格。

從去年開始，在CE領域DVI正不可避免的向HDMI過渡，這一進程在今年更會加快。In-Stat/MDR的統計數據顯示，去年約有300萬電視機采用了HDMI連接器，占數字電視市場18%的份額。預計到2006年約有2000萬臺電視機將采用HDMI，市場份額將升至42%。

到底HDMI的拓展速度有多快呢？HDMI Licensing, LLC.總裁Les Chard表示：HDMI正在全球范圍內被廣泛采納，迅速成為高清晰度視頻的事實上連接標準，目前已有超過400種采用HDMI規格的CE產品，全球有200多家企業獲得HDMI使用授權，已經采用HDMI的產品已電視占最多數，當中包括LCD TV、PDP TV、CRT投影電視、DLP投影電視等等，其他產品則以DVD播放器和機頂盒為主。

許多不同的標準團體都在其標準中融入了HDMI。美國FCC強制規定從今年7月1日起，所有數字電視及其周邊產品都必須內建帶有HDCP的DVI或HDMI接口，此外，DVD拷貝控制聯盟也認定HDMI為DVD播放器的一個數字輸出標準。歐洲、日本和韓國很快也會有類似的要求。

在消費電子市場的帶領下，針對PC的高清晰內容正變得越來越豐富，特別是微軟發布的支持HDTV的Windows Media Center Edition，使得PC與CE的融合之勢更加明顯。HDMI也希望在家庭娛樂多媒體PC市場上分一杯羹。前不久Silicon Image公司即推出了業界首款面向臺式和筆記本電腦的HDMI接口發送器。HDMI未來也有可能擴展到手持的多媒體裝置中，尤其是目前正獲得市場普遍關注的PMP（便攜式多媒體播放器）產品。

Silicon Image打芯片頭陣

在芯片方面，Silicon Image公司是首要的關鍵業者，作為DVI和HDMI標準的制定先鋒，Silicon Image是業界首個推出DVI和HDMI芯片產品以及首個支持HDCP芯片量產的廠商。該公司在擴充DVI產品線的同時也在積極推廣HDMI，其PanelLink芯片的發貨量已超過了1億顆。IP授權也是該公司整體策略的一部分，HDMI Licensing, LLC是Silicon Image公司的全資子公司，負責HDMI標準的推廣、許可。同時作為HDCP技術規范的一個貢獻者，Silicon Image設計了業界唯一的HDCP測試協議，并正在其PanelLink Cinema 測試中心對范圍廣泛的第三方產品進行HDCP功能測試。

圖1 DVI/HDMI發送、接收系統的基本結構

圖2 Silicon Image 首款支持PCI Express的DVI發送器

結語

為了滿足PC和CE兩大市場的應用，高速數字視頻接口技術有了DVI和HDMI兩種不同的標準，但實際上這兩種技術的本質是相同的。伴隨著數字家庭概念和Media Center PC的流行，相信DVI和HDMI的普及將指日可待。