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以HDMI 14为主的三大高速接口2010年发展预测

时间:2021-07-31

  2010年,HDMI将在市场上持续稳健发展。根据2009年8月份的数据统计,HDMI全球已经有850家授权使用企业,其中中国大陆的授权使用者占到29%、台湾25%、美国16%、欧洲14%、韩国和日本均为8%。而In-Stat的报告也显示,到2009年底,100%的数字电视都将带有至少一个HDMI输入端。

  自2002年4月HDMI联盟成立至今,HDMI已经成为目前市场上高清互连的主要标准。只需一条线缆即可传输音视频信号、信号无需压缩、对传输内容的足够保护等特性,奠定了HDMI成功的基础。而2009年6月HDMI 1.4新规范的发布,无疑为其迅速发展增加了新的契机。

  毫无疑问,2010年初消费者一定会看到市面上出现支持HDMI 1.4规范的A/V接收器、音箱或者是家庭影院设备,但是这些产品只会支持新规范的部分功能。对于消费者而言,识别所购买的HDMI兼容产品支持哪些功能,对其选择HDMI线缆十分重要。

  HDMI规范每一次升级都会提供多种新功能,最新的1.4规范新增功能包括:以太网通道、音频回传通道(ARC)、3D支持、4kx2k视频支持、更多色彩空间、微型HDMI接头、车用连接系统。目前,包括行业分析师在内的诸多专业人士,都在探讨HDMI 1.4的哪些新增功能对下一代消费设备而言最为重要?主要的CE厂商即将推出具有哪些功能的新产品?

  毫无疑问,当前最热门的HDMI 1.4新增功能当属ARC,该功能可让电视使用单一HDMI线缆“上传”音频数据至A/V接收器或环绕声控制器,使得设备设置更具弹性,而且无需配置另外的S/PDIF音频连接。对于超薄型大屏幕电视来说,ARC是一个相当有用的功能。目前,NXP已经推出了支持音频回传通道的HDMI 1.4智能型开关TDA19997和TDA19998。

  除ARC之外,泰克科技亚太区D&M市场开发经理孙志强认为:“结合市场需求的迫切性和最新HDMI产品的研发进展,与其他功能相比,HDMI以太网通道会较早问世。”不少业内人士对此观点表示认同,同样,他们对家庭中日益增加的数字/高清CE设备的联网需求持乐观估计。

  HDMI 1.4规范增加了双向的IP数据通道,可以使制造商将高清晰视频、音频、数据和控制整合到单条HDMI线缆中,这基本消除了对单独以太网线缆的需求,并使得带有HDMI 1.4连接器的联网设备能够与其他HDMI设备共享其互联网连接。例如,可以将配备HDMI 1.4的AMP作为家庭影院系统的网络集线器使用,与相连的电视或机顶盒共同分享其宽带接入功能。事实上,在不久前的IIC-China 2009秋季展上,Silicon Image公司就曾在展台上展示了利用游戏机、蓝光DVD、笔记本电脑以及电视组成的家庭网络,将电视作为视频输出设备,利用HDMI 1.4以及LiquidHD技术,轻松实现家庭网络设备的上网与共享功能。

  很明显,HDMI的以太网通道特性对Silicon Image推动其LiquidHD技术至关重要,而该功能对于那些早已配备有HDMI和以太网端口的LCD电视、蓝光播放器等A/V设备而言,可以减少接线端口。据称,通过利用Silicon Image的IP核和客户自己的以太网收发器,支持HDMI以太网通道的设备可以高达100Mbps的以太网速度接收和发送数据。

  但是,虽然有Silicon Image的大力推动以及不少业内人士的认可,该功能是否能迅速被主要CE厂商所接受,仍需拭目以待。

  在新功能这个问题上,ADI数字视频产品线产品应用工程师David McMahon有不同看法,他认为:2010年将是HDMI 1.4兼容产品的发展时期,绝大部分HDMI 1.4兼容产品都将支持ARC和3D立体电视模式。“这是我们的市场调查结果,除ARC外,支持3D立体电视模式是绝大部分厂商在近2-3年主要开发的HDMI 1.4产品。而且ADI的HDMI 1.4产品研发计划正是基于这种需求。”美国模拟器件公司(ADI)显示产品营销经理窦烈补充道。

  目前,3D技术还远未成熟,因此开发人员必须克服的一个难题,就是3D标准的缺失。3D影像的形成有多种方法,包括interlace交错法、side by side并排法以及Upper/Down上下法,不同的显示方法产生的图像格式也有所不同。针对于此,最新的HDMI 1.4定义了几种3D格式,包括图帧、图线、图场可选方法,并排方法(全景与半景)以及2D加深度方法,信号源设备可以选择某种3D格式来输出图像。

  考虑到目前3D影效已经在大屏幕电视中产生一定影响,毫无疑问其必将成为下一代家庭娱乐的重心,不过2010年还不会出现大规模应用。正如窦烈所言:“推动3D立体电视进一步发展的,将是3D内容(例如3D电影)的发行。一旦各种各样的HDMI源产品如Blue-Ray、游戏等陆续进入市场,HDMI 1.4将开始成为主流。而这应该会在2011年左右。”

  近期,索尼和蓝光光盘协会都表示将大力推动3D技术的发展,目前不少业内人士也预测,HDMI 1.4为主要的3D视频格式定义输出/输出协议一举,正是在为线D家庭影院应用扫清障碍。HDMI 1.4规格能够处理高达1080p的双数据流3D分辨率,3D应用一旦形成规模势必将成为HDMI 1.4的“杀手级应用”。而最终索尼的3D电视、Xbox 360和PS3是否会将其固件升级到支持HDMI 1.4,也将成为HDMI是否成功进入3D市场的信号。

  DisplayPort一直被视为是HDMI的主要竞争对手,因为二者有太多的共同点:首先,都使用高带宽数字信号传输视频信息;其次,均有内容保护形态;最后,使用类似的连接器,不过DisplayPort连接器有更优的锁定机制。

  在过去一年中,伴随着HDMI的迅猛发展,采用DisplayPort的计算机公司和消费类电子公司的数目并未受到影响。二者虽有共同点,但更多的却是差异。从专利费用来看,DisplayPort接口与HDMI不同,目前并不收取版权费用。从操作角度来看,HDMI的视频信号通过红、蓝、绿通道传输;而DisplayPort的视频信号则有四条主传输通道,而且每条通道都内嵌时钟,很适合多显示器应用。如果带宽增加,DisplayPort还有一条辅助通道。HDMI以高清电视为出发点,广泛使用后,才获得与高清电视相连的各种设备的支持;而DisplayPort则侧重于高性能PC和显示器领域。

  2010年,二者之间的竞争并不会因为HDMI 1.4的推出而加剧。面对HDMI 1.4规范的各种新特性,DisplayPort也将继续保持其在成本、带宽和内部连接等方面的优势。

  而对于诸多媒体之前所描述的HDMI 1.4与USB 3.0之争,孙志强认为:“目前看,二者的重合部分非常小,主要是在Micro USB和HDMI 1.4 Type D的市场。”

  HDMI 1.4规格中的新款Type D接头,尺寸与微型USB接头相当,目标应用为手机、便携式照相机等小尺寸便携式设备,可处理最高达1080p的视频信号。根据HDMI Licensing对HDMI兼容产品的销售预测,到2012年,配备有HDMI 接口的手机等便携设备所占比例仅是所有HDMI兼容设备的2%左右。因此,在2010年人们更多看到的,应该是HDMI与USB接口在同一设备上的共存,而非相互竞争。即便其真的与Micro USB形成竞争,相信对二者各自的目标市场来说都不会造成太大威胁。而对一些媒体声称的二者将出现融合趋势,考虑二者架构机制的不同,在可预见的未来这种可能性应该是不存在的。

  作为一种主要的高速互连接口,2007年超高速USB(SuperSpeed USB)概念的推出,使业内人士一度对4.8Gbps带宽的USB 3.0充满渴望。然而直到今天,虽然已经有NEC电子推出USB 3.0控制器,技嘉和华硕也开始付运USB 3.0+SATA 6Gbps主板,但是Intel对USB 3.0芯片组的一再拖延,却使得USB 3.0在2010年的发展不容乐观。

  毫无疑问,随着USB 3.0的出现,USB 2.0一定会像当初的USB 1.1一样被市场逐步淘汰,但可以肯定的是,USB 2.0在2010年仍将持续发展,而且至少在5年内其市场不会出现萎缩。从目前来看,例如摄像机、存储设备等高带宽设备,很可能将最先集成超速USB 3.0,但是成本问题,也是电子行业需求以及产量的主要驱动因素,将限制USB 3.0在较高端产品中的实现。在2010年,计算机主板将开始安装USB 3.0接口,以作为USB 2.0接口的补充。适配卡很可能将在USB 3.0接口的安装中起到很大作用。在2011年或以后,随着USB 3.0接口功能成为新的PC标准,将有更多的设备制造商开始在其产品中集成USB 3.0接口。

  除了高速互连接口设计中常见的ESD保护问题外,终端产品在集成最新的HDMI1.4端口时,设计人员会遭遇软件方面的难题。“AVR、家庭影院、音箱等产品实际上都是HDMI的中继器(repeater)。而HDMI repeaters中繁琐复杂的软件处理正是设计中的最大挑战。”David McMahon表示

  这种情况下,选择合适的芯片极为重要。例如ADI最新推出的HDMI 1.4收发器ADV7623,该产品将原先由大量软件完成的工作改由硬件完成,同时能够向客户提供完整的软件,使得系统工程师的设计工作量大为减轻。而且ADV7623还是首款集成屏幕菜单式调节方式(OSD)的HDMI收发器。“OSD功能非常复杂,ADI公司开发了一个特别而且直观的OSD设计工具,可以将底层的功能设计变得很直观,系统工程师并不需要很了解OSD相关的寄存器就可以轻松设计OSD功能。”McMahon补充道。

  此外,设计人员还应注意HDMI 1.4的切换延迟问题。事实上,一直困扰HDMI接口技术的一个大问题,就是在不同HDMI源之间进行切换所需的时间。因为HDMI在进行传输前需要进行HDCP认证,整个过程可能长达15秒。

  针对这个问题,目前市场上主要有两种解决方案,一种是ADI的Xpressview快速切换技术,据称可以在不到1秒的时间内在任意具有HDMI端口的设备间实现切换。另一种是Silicon Image的InstaPort技术,同样可以解决HDMI的切换延迟。

  而对于产品的测试问题,孙志强特别提醒设计人员,如果是开发HEAC(HDMI以太网和音频回传通道)功能,用户只需配置新的TekExpress HEAC自动测试软件即可;如果是开发Type D和Type E HDMI 产品,需要更新软件和测试夹具;如果是重点开发接收机产品,建议使用创新性的直接合成技术,来消除对外部硬件的依赖,提高测试的准确性和可重复性。

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