Immer größere Displays erfordern immer schnellere Möglichkeiten, Daten vom Board oder der Grafikkarte auf den Schirm zu übertragen. Zu den zurzeit schnellsten Varianten zählt dabei der Display-Port-Standard, der bald schon die anderen ablösen könnte. Doch nicht nur die Geschwindigkeit spricht für ihn, auch andere Vorteile heben ihn von DVI, VGA oder HDMI ab.

Ende der 80er Jahre begann der große PC-Boom, und das vor allem wegen IBMs liberaler Politik: Da das Unternehmen überwiegend Standard-Komponenten für den Bau seiner PCs einsetzte, konnten sie ohne Lizenzprobleme von anderen Firmen nachgebaut werden. So entwickelte sich der IBM-PC zum Standard in der PC-Branche - und mit ihm die Anschlüsse, die dabei verwendet wurden. So auch die VGA-Schnittstelle, die die ersten Grafikarten von IBM verwendeten. Dieser analoge Übertragungsweg hielt sich bis zum Erfolg der Flachdisplays, die digitale Anschlüsse wie DVI, LVDS, HDMI und heute DisplayPort mitbrachten. Display-Port ist dabei der jüngste Übertragungsweg, er beginnt erst langsam, sich auf dem Consumer-Markt durchzusetzen. Ungewöhnlich für die Industrie setzt aber schon jetzt Congatec auf den jungen Standard: Die aktuellen COM-Express-Type-2-Module des bayrischen Herstellers unterstützen bereits jetzt die DisplayPort-Grafikschnittstelle.

Anschlussmöglichkeiten

Noch ist das Digital Visual Interface (DVI) in aller Munde, auch wenn es einen Grenzgänger darstellt. Damit lassen sich, je nach Implementierung, analoge und digitale Videodaten über einen einheitlichen Stecker übertragen. Im High-End-PC konnte sich DVI etablieren, hat es aber noch nicht geschafft, VGA auf ganzer Breite zu ersetzen. Für private Fernseh- und Videoanwendungen ist das rein digitale High Definition Multimedia Interface (HDMI) durch die wachsende HDTV (High Definition Television) Verbreitung weiter auf dem Vormarsch. HDMI ermöglicht außerdem eine Verschlüsselung der Videodaten, eine Funktion, die der Film- und Unterhaltungsindustrie sehr entgegenkommt. Als DRM (Digital Rights Management) kommt dabei HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection), ein von Intel entwickeltes Verschlüsselungssystem, zum Einsatz.

Um noch höhere Auflösungen zu ermöglichen, wurde UDI (Unified Display Interface) ins Leben gerufen. Dieser Standard konnte sich aber aufgrund mangelnder Unterstützung der Hersteller nicht durchsetzen. Im Gegensatz dazu erfreut sich der von der VESA (Video Electronics Standards Association) standardisierte DisplayPort steigender Beliebtheit. Da immer mehr moderne Chipsätze und immer mehr Endgeräte den DisplayPort unterstützen, ist es recht wahrscheinlich, dass dieses leistungsfähige Displayinterface den VGA-Anschluss bald ersetzen wird. Neben diesen Schnittstellen für externe Geräte gibt es noch weitere Definitionen für die Verwendung innerhalb von Systemen. Kleine Displays mit bis zu 12 Zoll und 800 x 600 Pixeln Auflösung können über ein einfaches, paralleles Dateninterface (oft auch TTL Interface genannt) angesteuert werden. Interne Displays mit höherer Auflösung werden meist per LVDS (Low Voltage Differential Signaling) direkt angesteuert.

DVI

Das Digital Visual Interface, kurz DVI, wurde von der Digital Display Working Group (DDWG) im Jahr 1999 veröffentlicht. DVI wurde die erste digitale Display-Schnittstelle mit einer weiteren Verbreitung. DVI steht in zwei Formen zur Verfügung: DVI-I, die sowohl analoge VGA- als auch digitale Displaysignale unterstützt, und DVI-D, die nur digital arbeitet.

HDMI

Da DVI nicht optimal für den Consumer-Markt geeignet ist, haben sich führende Unternehmen aus diesem Bereich zusammengeschlossen, um für TV-Anwendungen eine spezielle Variante der DVI-Spezifikation zu definieren. Das Ergebnis war das oben erwähnte High-Definition Multimedia Interface. HDMI ist im Wesentlichen ein Single-Link-TMDS (Transition-Minimized Differential Signaling) als elektrisches Interface (wie bei DVI) sowie eine Definition zur Einbettung digitaler Audio-Signale in den Video-Datenstrom. HDMI unterstützt auch die Intel High Definition Content Protection (HDCP) als Kopierschutz-System.

Neben den Bilddaten überträgt HDMI ab der Version 1.2 bis zu acht Kanäle Audio bei 192 kHz Samplerate und 24 Bit Auflösung. Die maximale Pixelfrequenz für Videodaten liegt derzeit bei 340 MPixel/s. Damit lassen sich nicht nur alle heutigen in der Unterhaltungselektronik eingeführten Bild- und Tonformate einschließlich HDTV (bis zur derzeit höchsten Auflösung von 1.080p) bei bester Qualität übertragen, sondern auch andere Bildauflösungen bis zu 2.560 × 1.600 Pixel bei 75 Hz Bildwiederholrate. Seit HDMI 1.3 können Farbtiefen bis zu 48 Bit übertragen werden.

DisplayPort

DisplayPort unterscheidet sich von den TMDS-basierten Schnittstellen wie z. B. DVI und HDMI durch ein paketorientiertes Kommunikationsprotokoll. Damit können gemeinsam mit den Videoinformationen optionale Audiosignale übertragen werden. Zukünftig lassen sich damit auch mehrere Videokanäle pro Kabel oder ein Bildschirm Tiling (mehrere Bildschirmen ergeben ein gemeinsames Gesamtbild) ohne Änderung der Spezifikation realisieren.

Ein DisplayPort kann aus ein, zwei oder vier verwenden „Lanes" (Differenz-Daten-Paare) bestehen. Je nach benötigter Datenrate wird die Schnittstelle automatisch konfiguriert, um die verfügbare Leitungskapazität optimal auszunutzen. Kommen alle vier Lanes zum Einsatz, steht eine Datenbandbreite von ca. 10,8 Gbit/s zur Verfügung, dies reicht für Auflösungen bis zu 4.096.× 2.560 Pixel bei 60 Hz Bildrate und 24 Bit Farbtiefe. In Version 2.0 der DisplayPort Spezifikation werden die Kapazität und damit die mögliche Pixelanzahl sogar verdoppelt. Aufgrund der Leistungsfähigkeit und des direkten Supports der Chiphersteller verstärkt sich die Rolle von DisplayPort jetzt noch, da Intel und AMD ab 2015 in ihren Produkten die Displayschnittstelle VGA nicht mehr unterstützen. LVDS wird bei Intel schon ab 2013 nicht mehr unterstützt und bei AMD wird es 2013 aus den meisten Produkten entfallen. Zusammen mit Dell, Lenovo, Samsung und LG Display wollen Intel und AMD den Wechsel zu den digitalen Displayschnittstellen Displayport und HDMI extrem beschleunigen. Displayport und HDMI erlaubten den Bau von kompakten und stromsparenden Anwendungen.

Ausblick

Für Home-TV-Anwendungen wird HDMI die bevorzugte Schnittstelle bleiben, wegen der dafür anfallenden Lizenzkosten kommt es für industrielle Anwendungen meist nicht in Frage. Sowohl DisplayPort als auch HDMI übertragen Audio-Signale, aber durch die etwa doppelte Datenbandbreite von DisplayPort gegenüber HDMI oder DVI können Displays mit extrem hohen Auflösungen verwendet werden.

DisplayPort kann sowohl für eine externe als auch für eine interne Ansteuerung von Displays verwendet werden. Eine spezielle Definition, der sogenannte Embedded DisplayPort (eDP), liegt für die preisgünstige interne Anbindung von Displays vor.

Die differenziellen Datenleitungen beim DisplayPort erlauben eine Kabellänge von bis zu 15 m, aber auch für kurze Distanzen innerhalb eines Rechnersystems wird DisplayPort jetzt die LVDS Schnittstelle ersetzen.

Laut COM-Express-Spezifikation wird DisplayPort erst mit der kommenden Type 6 Steckerbelegung unterstützt. Viele der COM-Express-Type-2-Module von Congatec, wie z. B. Conga-BM67 mit Intel Quad Core oder das Conga-BAF der AMD-Fusion-Technologie, unterstützen bereits jetzt DisplayPort-Grafikschnittstellen. Die DisplayPort-Signale werden dabei über die PEG Leitungen übertragen, ohne die Spezifikation zu verletzen.

Über die Congatec-Einsteckkarte Conga-ADD2DP für den PEG Slot werden die dort bereitstehenden DisplayPort- oder HDMI-Signale zur Verfügung gestellt. Schaltpläne für diese ADD-Karte stehen für kundenspezifische Implementierung auf dem Carrier Board kostenlos zur Verfügung. All diese Gründe sprechen also für einen schnellen Einsatz des DisplayPorts.(gro)