DisplayPort

DisplayPort ist ein durch die VESA genormter universeller und lizenzfreier Verbindungsstandard für die Übertragung von Bild- und Tonsignalen. Anwendungsbereiche sind im Wesentlichen der Anschluss von Bildschirmen und Fernsehgeräten an Computer, DVD-Spieler und ähnliche Geräte.

DisplayPort-Steckverbinder mit Verriegelung

DisplayPort-Anschluss

Geschichte

Die erste DisplayPort-Spezifikation wurde am 1. Mai 2006 veröffentlicht.

Im April 2007 verabschiedete die VESA die Version 1.1, die unter anderem die Unterstützung der Verschlüsselung mittels HDCP 1.3 beinhaltet. Dieser Kopierschutz (DRM) wird bereits bei DVI und HDMI verwendet. Neben HDCP wird auch DPCP (DisplayPort Content Protection) unterstützt.

Am 11. Januar 2008 wurde die Revision 1.1a veröffentlicht, welche hauptsächlich Korrekturen enthält.

Version 1.2 wurde am 22. Dezember 2010 veröffentlicht,^[1] Neuerungen sind unter anderem Stereoskopie (3D), die Farbräume xvYCC, scRGB sowie Adobe RGB 1998. Dazu wurde auch die Datenrate des AUX-Channel von 1 Mbit/s auf 720 Mbit/s erhöht, welche Einsatzzwecke mit höherem Bandbreitenbedarf erlauben.

Mini-DisplayPort

Mini-DisplayPort an einem Apple MacBook

Im Oktober 2008 führte Apple eine kleinere, proprietäre Variante Mini-DisplayPort ein, die der Hersteller im November 2008 unter kostenloser Lizenz veröffentlichte, um seine Verbreitung zu fördern.^[2] In der Version 1.1a wurde Mini-DisplayPort in die VESA-Spezifikation übernommen.^[3] Im Februar 2011 stellten Intel und Apple eine Erweiterung des Mini-Displayport namens Thunderbolt vor. Diese ist keine reine Displayschnittstelle, sondern steht zusätzlich in Konkurrenz zu USB 3.0. Sie wird seit dem 24. Februar 2011 in den MacBook Pros verbaut, seit dem 3. Mai 2011 auch in den an diesem Tag aktualisierten iMacs. Seit dem 20. Juli 2011 verfügen auch die neuen Generationen des Mac Mini und des Macbook Air über Thunderbolt.

Eigenschaften des DisplayPorts

DisplayPort wurde ursprünglich entworfen, um den Umstieg auf digitale Schnittstellen, die eine Voraussetzung für eine höhere Anzeigequalität sind, zu beschleunigen. Darüber hinaus soll der Anschluss weniger Platz benötigen und ist daher besser für tragbare Anzeigegeräte, wie zum Beispiel Notebooks, geeignet.

Technisch setzt der DisplayPort auf eine Hauptverbindung (englisch Main Link) mit hoher Bandbreite und geringer Latenz, die einen Datenfluss nur in einer Richtung erlaubt. Die Version 1.0 soll dabei einen Videostream samt Audio unterstützen, der DisplayPort-Standard wird aber leicht auf mehrere Videostreams erweiterbar sein.

DisplayPort 1.0 soll zudem einen Zusatzkanal unterstützen, der bei geringen Latenzen und konstanter Bandbreite eine bidirektionale Verbindung erlaubt, um unter anderem eine Gerätesteuerung nach den VESA-Standards E-DDC, E-EDID, DDC/CI und MCCS zu ermöglichen. Dadurch wird echtes Plug and Play möglich. Dieser Kanal wird AUX-Channel genannt (englisch auxiliary, in diesem Zusammenhang mit Hilfskanal übersetzbar).

Der AUX-Channel kann für verschiedene Zwecke eingesetzt werden, dazu zählen unter anderem Consumer-Electronics-Control oder USB.

Der DisplayPort soll auch die häufig bei Notebooks für die interne Anbindung des Bildschirmes verwendete LVDS-Schnittstelle ersetzen.

Die an USB-Stecker erinnernde Steckverbindung ist wesentlich kleiner als D-Sub- und DVI-Stecker und erlaubt daher die einfache Integration von mehr als zwei Verbindungen auf Grafikkarten. Zudem ist im Gegensatz zum konkurrierenden HDMI-Stecker eine optionale Verriegelung vorgesehen.

DisplayPort 1.1 erlaubt Kompatibilität zu DVI und HDMI, so dass ein Anschluss über preisgünstige passive Adapter möglich ist. Das erreichen die Grafikchiphersteller Nvidia und AMD mit einem Trick, der bereits auf der Grafikkarte ansetzt und nicht erst hinter dem eigentlichen Ausgang: Erkennt die Grafikkarte, dass es sich bei dem angeschlossenen Gerät um ein Modell mit DisplayPort handelt, werden die Signale auch in diesem Format ausgegeben. Wird dagegen ein Adapter auf z. B. HDMI verwendet, so signalisiert das der Karte, intern auf HDMI-Ausgabe umzuschalten. Diese Unterstützung ist jedoch optional, so dass die Unterstützung der einzelnen Anschlüsse vom Hersteller abhängig ist. Auch Dual-Link DVI und analoges VGA kann man anschließen, benötigt in diesen Fällen aber aktive Adapter.

Vorteile gegenüber DVI

1. Basiert auf einem Mikropaket-Protokoll:
   • Erlaubt eine einfache Erweiterung des Standards
2. Design zur Unterstützung einer internen "chip-to-chip"-Kommunikation:
   • Kann das Displaypanel direkt ansteuern. Damit entfallen Skalierungs- und Kontrollschaltkreise, preiswertere und dünnere Bildschirme sind möglich
   • Als Ersatz für interne LVDS-Verbindungen zu Notebookpanels durch eine allgemeine standardisierte Schnittstelle
   • Kompatibel mit low-voltage Signalumgebung, die in der 45-Nanometer-CMOS-Fertigung Anwendung findet
3. Unterstützt sowohl RGB- als auch YCbCr-kodierte Formate
4. Zusatzkanal kann für berührungsempfindliche Bildschirme, USB-Verbindungen, Kamera, Mikrofon, etc. verwendet werden
5. Weniger Leitungen mit eingebettetem Taktsignal, dadurch reduzierte RFI (Funkstörungen)
6. Kleinerer Stecker mit optionaler Verriegelung, die keine Verschraubung benötigt

Nachteile

1. keine direkte elektrische Kompatibilität mit DVI (allerdings durch Auto-Detect und Umschaltung der Leitungstreiber emulierbar)
2. Kabellänge bei 4096×2560 Pixel Auflösung auf 2 m begrenzt (V1.2).

Datenübertragungsraten

Mögliche Auflösungen: Die Geraden kennzeichnen Bildschirm-Auflösungen mit gegebenen Seitenverhältnissen, die Hyperbeln die theoretischen Grenzen verschiedener Interconnects, violette Punkte z. Z. übliche Auflösungen.

DisplayPort 1.2 (August 2009) mit 5,4 GHz Symbolrate:

• 1 Leitung: 540 MByte/s (4,32 GBit/s): ausreichend für 1600×1200 oder 1920×1200
• 2 Leitungen: 1080 MByte/s (8,64 GBit/s): ausreichend für 3072×1920 oder 2560×1600
• 4 Leitungen: 2160 MByte/s (17,28 GBit/s): ausreichend für 3840×2400 oder 4096×2560

DisplayPort 1.1 mit 2,7 GHz Symbolrate:

• 1 Leitung: 270 MByte/s (2,16 GBit/s): ausreichend für 1400×1050 oder 1440×900
• 2 Leitungen: 540 MByte/s (4,32 GBit/s): ausreichend für 1600×1200 oder 1920×1200
• 4 Leitungen: 1080 MByte/s (8,64 GBit/s): ausreichend für 3072×1920 oder 2560×1600

DisplayPort 1.1 mit 1,62 GHz Symbolrate:

• 1 Leitung: 162 MByte/s (1,296 GBit/s): ausreichend für 1280×800
• 2 Leitungen: 324 MByte/s (2,592 GBit/s): ausreichend für 1600×1200 oder 1680×1050
• 4 Leitungen: 648 MByte/s (5,184 GBit/s): ausreichend für 2560×1600

Zum Vergleich DVI/HDMI:

• 3 Leitungen/DVI-D: 495 MByte/s (3,96 GBit/s): ausreichend für 2048×1280
• 6 Leitungen/DVI-D: 990 MByte/s (7,92 GBit/s): ausreichend für 2560×1600
• 3 Leitungen/HDMI 1.0–1.2: 495 MByte/s (3,96 GBit/s): ausreichend für 2048×1280
• 3 Leitungen/HDMI 1.3+: 1020 MByte/s (8,16 GBit/s): ausreichend für 2560×1600

Bemerkungen:

• Alle Auflösungsangaben beziehen sich auf 60 Hz Bildrate und 3×8 bit Farbtiefe (ohne Sub-Sampling).
• In der Literatur werden Symbolraten als Bitraten angegeben. Man kann allerdings mit 10 Symbolen nur 8 Bit (ANSI-8B10B-Modulation) übertragen, insofern sind diese Werte falsch. Das gleiche Problem findet man aber auch bei anderen Schnittstellen, wie Serial-ATA (1,5/3 GBit/s) und HDMI (4,95/10,2 GBit/s), ja selbst bei der klassischen RS-232-Schnittstelle (300 Bit/s bis 115.200 Bit/s).

http://www.displayport.org/cms/sites/default/files/VESA_PR_SF_FINAL_09_23.pdf

Alternative Multimediaschnittstellen

• SDI (Serial Digital Interface) – Video-Bildübertragung inkl. Audio in Studios
• HDSDI (High Definition Serial Digital Interface) – Video-Bildübertragung inkl. Audio in Studios
• DVI (Digital Visual Interface) – erste erfolgreiche Digitalschnittstelle für Computerbildschirme ohne Audio (Verschlüsselung optional) - in Variante DVI-A und DVI-I auch für analogen Monitoranschluss geeignet (abwärtskompatibel zu VGA)
• HDMI (High Definition Multimedia Interface) – erweitert für Video (neben Bild- auch Audio-Daten sowie Verschlüsselung und alternative Video-Modi), rein digital, inkl. DVI-Kompatibilitätsmodus
• UDI (Unified Display Interface) – gescheiterter digitaler Videostandard von Samsung, Intel und Apple, der VGA ablösen sollte
• MHL (Mobile High-Definition Link) – HD Video und Audio Schnittstelle, optimiert für die Verbindung von Mobiltelefonen und portablen Geräten an HDTVs

Einzelnachweise

1. ↑ Displayport.org: [1]
2. ↑ MacTechNews: Apple vergibt kostenlos Lizenzen für Mini DisplayPort
3. ↑ heise online: Mini-DisplayPort ist VESA-Standard

Weblinks

 Commons: DisplayPort – Album mit Bildern und/oder Videos und Audiodateien

• VESA-Pressemitteilung (englisch)
• Offizielle Webpräsenz (englisch)