DisplayPortを使用してビデオハードウェアをアップグレード：HDMIおよびUSB-Cと互換性あり

DisplayPortは、グラフィックスのストリーミング用に開発された最新のデジタルディスプレイインターフェースです。これは、主要なチップメーカーが集まり、ICおよびデバイスとのインターフェースに互換性のあるグラフィックスプロトコルを統合しようとしたときに生まれました。このアイデアは、古い技術の通信経路を引き続き使用しながら、新しいグラフィックスプロトコルに合わせて伝送速度と視聴品質を向上させることでした。

デジタルディスプレイは、複数のデバイスとの接続を可能にするために、しばしばいくつかの通信ポートを提供します。内部バス、マザーボードからグラフィックスカードへの接続は、PCIまたはPCI Expressを使用することがあります。すべてが統合されたハードウェアの配置内で使用されるため、互換性が望まれます。誰もがビデオストリーミング時に最高の体験を望んでいますが、すべての人がモニターをアップグレードできるわけではありません。ハードウェアデザイナーは、類似の経路に沿ってうまく機能するプロトコルを必要としています。

DisplayPortは、最高のグラフィックスエンジンでの使用を可能にすると同時に、ディスプレイやそれを駆動するデバイスに一般的に見られる古いストリーミングプロトコルとの後方互換性も備えています。一般的に配置されたコネクタは、異なるプロトコルを多重化して下流のコネクタポートに正確に配信できるようにピンアウトを割り当てます。これにより、新しいモニターの購入を先延ばしにしながらコンピューターをアップグレードすることができ、視聴機会を失うことがありません。

デジタルビデオ伝送の背景

テレビや家庭用コンピューターが市場に登場して以来、多くのビデオグラフィックスプロトコルが使用されてきました。初期の採用者は、4K HDMIへの進化において、コンポジットビデオ、Sビデオ、VGAなどを使用しました。コンピューターモニターやデジタルテレビの背面を見ると、接続用の複数のポートがあることがわかります。一部のポートはビデオのみで、新しいプロトコルでは同じポートにオーディオを組み込んでいます。

ハードウェアデザインに最高のディスプレイプロトコルを組み込む

これらの接続ポートは、4K HDMI、DVI、FPD、VGAとして知られているかもしれません。あなたが使用しているデバイスのいくつかは、家庭やビジネスのどちらかで、これらの接続ポートを持っている可能性があります。これらの接続ポートは、ソースコンピューターやテレビからモニターや視聴画面への定義された信号を運ぶピンを専用にしています。専用のピンは、ビデオデータがCPUから発生し、モニターで表示するために処理されるグラフィックスプロセッサにマッピングされます。

DisplayPortの定義特性

DisplayPortは、2006年の発足以来、いくつかのバージョンを経て発展してきました。このプロトコルは、帯域幅の処理能力を増加させるために進化してきました。大量の処理情報を伝送および表示するためのプロトコルの能力は、下流デバイスでの堅牢なディスプレイ性能を実現しています。DisplayPortは、古いプロトコルと新しいプロトコルの両方との後方および前方互換性があり、多用途なストリーミングプロトコルとなっています。

DisplayPortは、最先端のグラフィックスカードに搭載され、4K HDMI UHDと互換性があります。すべての主要なチップメーカーでうまく機能するため、ハードウェア設計に役立つスイッチやマルチプレクサーを見つけることは、互換性のある選択肢につながります。これにより、設計は現存するハードウェアや将来のビデオストリーミング用の設計とうまく機能することになります。

また、コンソーシアムはUSB-Cを使用したビデオストリーミングの増加も指摘しており、DisplayPort Alt Modeを提供しています。このモードは、USB-C伝送経路を介してDisplayPortプロトコルを伝送し、経路内の専用ピンを使用して検出と選択を行います。プロトコルの使用における多様性を持つことは、多くのハードウェアプラットフォームでの適応性を可能にし、設計を複数の市場にアクセス可能にします。

DisplayPortを選択する際に考慮すべきパラメータ

個人用コンピュータの高性能グラフィックスを設計するには、DisplayPortをサポートするためにレガシーデザインを更新する必要があります。PCIやPCI Express、またはUSB-Cへのアクセスを利用して、ハードウェアデバイスに組み込むためのシステムをアップグレードできます。これを行うために一般的に使用される部品は、IC内に見られるマイクロエレクトロニックスイッチやマルチプレクサーです。以下でいくつかを見てみましょう。

Diodes Inc., PI3VDP3212

これは、DisplayPort 1.2プロトコルを使用してデジタルビデオ信号を接続するためのスイッチとして機能するICです。この部品は、表示オプションのために手元にあるデバイスを考慮して、2つの方向のいずれかで動作します。チャネル間のスキューが35ps未満である低挿入損失を誇ります。この部品は3.3Vから動作し、無鉛の32ピンTQFNパッケージで提供されています。

PI3VDP3212...mux/demuxは、次世代のデジタルビデオ信号用にターゲットされています。このデバイスは、DisplayPort^™ソースを2つの独立したDisplayPortシンクに接続するか、または2つのDisplayPortソースを単一のDisplayPortディスプレイに接続するために使用できます。

Pericom PI3VDP3212データシートの1ページ目より

On Semiconductor, NCN3612B

このICは、グラフィックプロセッサから周辺のディスプレイデバイスへのルーティングのために、PCI ExpressまたはDisplayPort信号を切り替えるよう設計されています。これは、専用の選択ピンとラッチ制御を使用して行われます。このICは、名目上の供給電圧3.3Vで動作し、8 Gbpsの転送速度をサポートします。ICは、小さなWQFNフットプリントで無鉛パッケージで提供されています。

NCN3612Bは、PCI Express Gen3および/またはDisplayPort 1.2信号をルーティングするために設計された6チャンネル差動単一引き、二重投げスイッチです。超低ON状態容量（典型的には2.1 pF）および抵抗（典型的には8Ω）により、このスイッチは最大8 Gbpsの信号ビットレートまでの高周波信号の切り替えに理想的です。

NCN3612Bデータシートの1ページ目に記載

Texas Instruments, SN75DP130

これは、DisplayPortのすべてのバージョンをサポートする洗練されたICで、最大340MHzの周波数でHDMI 1.4bへのインターフェースを可能にします。電力予算に応じたシステム選択のための2つの電力オプションのいずれかの設定を提供します。この部品は、最適な送信設定を可能にするリンクトレーニングが可能で、チップセットメーカーのグラフィックエンジンとの直接使用が実現可能です。この部品は、48ピンVQFNパッケージで提供される鉛フリーパッケージで利用可能です。

SN75DP130は、DP高速デジタルリンクを再生成する単一チャネルDisplayPort^™リドライバーです。このデバイスはVESA DisplayPort標準バージョン1.2に準拠しており、レーンあたり5.4 GbpsのHBR2レートまでの4レーンメインリンクインターフェース信号をサポートします。このデバイスは、DVIおよび完全なHDMIバージョン1.4aサポートのためのTMDS信号を提供するDP++デュアルモードもサポートしています。

SN75DP130データシートの1ページ目に記載

ビデオハードウェアを備えたDisplayPortは、ビデオ解像度とリフレッシュレートのアップグレードを大幅に可能にします。高解像度ビデオディスプレイモードオプションで妥協しないでください。既存の伝送経路とDisplayPortを組み込むためのハードウェア設計のアップグレードは、DisplayPortプロトコルを受け入れるように設計された部品を使用して可能です。上記のいくつかを考慮しています。ウェブサイトにはさらに多くのものがリストされており、アプリケーションに最適なものを検討するために、類似部品ガイドを使用することをお勧めします。

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