DisplayPort1.4协议学习（一）DP协议概览

DisplayPort1.4协议学习（一）DP协议概览

Note：本文为DP1.4协议学习系列的第一篇，本篇首先从DP整体结构上简要说明DP协议的传输方式

有关传输速率对比的问题，请STFW(Search The Fucking Web)

DP总体结构说明 （三个通道的作用）

如图所示，DP接口由三个通道组成：

• Main Link通道

  主链路是一个单向的、高带宽的、低延迟的信道，用于传输同步的数据流，如未压缩的视频和音频。

• 辅助通道Auxiliary channel (AUX CH)

  AUX CH是一个半双工和双向通道，用于链路管理和设备控制。

• 热插拔检测HPD（Hot Plug Detect）

  HPD信号主要用作检测热插拔，也作为接收设备的中断请求，这是一个单线信号。

1.Main-Link通道的组成及工作方式

• Main-Link由一个、两个或四个交流耦合的双端接差分对（一对差分线称为一个lane）组成。交流耦合有利于硅工艺的迁移（接收端和发送端的芯片工艺可以不同），因为DPTX和DPRX可能有不同的共模电压。

• 支持四种链路速率8.1、5.4、2.7和1.62Gbps/lane。所有已启用的通道必须以相同的链路速率运行（不能一个lane上以2.7G传输，另一个以8.1G传输）。链路速率与像素率解耦（Main-Link传输速率并不是像素时钟速率）。使用时间戳值Mvid和Nvid从Link符号(当像素数据通过Main-Link发送时，Main-Link会将像素包装成一个一个的symbol符号)时钟重新生成像素速率。DPTX和DPRX的功能以及信道（或传输线）的质量将决定链路速率是否设置为8.1、5.4、5.4、2.7或1.62Gbps/信道。

• Main-Link的lane数为1、2或4个lane。通道的数量与像素位深度（每个像素所占的bits位数也称bpp（bits per pixel）)和组件位深度（每个组所占的bits位数也称bpc（bits per component）)无关。像素编码格式支持RGB、YCbCr4：4：4/4：2：2/4：2：12。对于RAW像素编码格式，支持每像素6、7、8、10、12、14和16位的位深度。

• Main-Link的四个lane都是用来传输数据的，没有专用的时钟通道。该时钟是从使用ANSI 8b/10b编码规则编码的数据流本身中提取出来的，需要接收端恢复时钟。

• 允许源设备和接收器设备支持其需求所需的最小通道数。支持两lane的设备需要同时支持一lane和两lane，而支持四lane的设备则需要同时支持一lane、二lane和四lane。需要一根由终端用户可拆卸的外部电缆来支持四个通道，以最大限度地提高源设备和接收器设备之间的互操作性。

  视频、音频流数据被打包成“微包”，在SST（单流传输）模式下称为“传输单元”，在MST（多流传输）模式下称为MTP（多流传输包）”。将流数据打包并映射到Main-Link后，打包的流数据速率将等于或小于主链的链接符号速率，当它较小时，将插入填充符号。（因为Main-Link的速率是固定可选的，Main-Link的速率必须大于视频流的速率才能正常传输）

关于bpp和bpc的解释：

2.AUX CH通道的组成及工作方式

• 特性：AUX CH由一个交流耦合的双端差分对组成。Mhenset-II编码用作AUX CH上AUX交易的通道编码。与Main-Link的情况一样，时钟是从数据流中提取的。AUX CH具有一个半双工、双向的PHY层。源设备是主设备，接收器设备是从设备。接收器设备可以发起HPD信号，以提示源设备发起AUX请求事务，以读取DPCD链接/接收器状态寄存器位，包括IRQ_HPD矢量寄存器位。AUX CH为15m或更长的电缆长度提供1Mbps的数据速率。每个事务需要不超过500个我们，最大突发数据大小为16字节。这避免了一个应用程序缺少其他应用程序引起的AUX CH争用问题。

• 工作流程：在发生HPD事件时，源设备会通过链路训练来配置链路。通过在AUX CH上的DPTX和DPRX之间的AUX事务，以正确的链接速率和正确的驱动电流和均衡水平启用正确的通道数。在链路训练之后的正常操作期间，接收设备可以通过切换中断请求信号的HPD信号来通知链路状态的变化，例如，失去同步。然后，源设备使用AUX事务检查DPCD链路/接收器设备状态寄存器，然后采取纠正措施。这种闭环操作增强了源设备和接收器设备之间的健壮性和互操作性。由于链路速率与流速率解耦，即使显示端口链路传输的时间发生变化，也可以保持活动和稳定。

3.分层来看协议结构

整个协议主要结构为Link Layer、PHY Layer以及Policy Maker组成。

其中Link层提供三种服务分别是Isochronous Transport Services、AUX CH Device Services和AUX CH Link Services，其中Isochronous Transport Services主要是对于传输的音视频数据进行格式的打包填充，AUX CH Device Services主要用来管理源端和接收端的设备，比如读取EDID信息，AUX CH Link Services主要是对链路的维护配置，保障链路的正确建立，确保接收端和发送端时钟同步，确保main link上的数据准确传输，Link层服务功能将在下一章Link层章节中具体讲解。

这三种服务在Stream Policy Maker和Link Policy Maker的策略指挥下进行“服务”，受Policy Maker的控制。

PHY层主要负责发送数据。

在接收端设备中，有着显示端口配置寄存器，里面的配置数据（DPCD）描述了DPRX的功能，就像EDID描述了接收端显示器的的功能一样。 Link and Stream Policy Makers分别管理Link和Stream。