Redukce DP/DVI/HDMI
Tento útržek informace vznikl původně jako pokus, jednou provždy vysvětlit
rozdíl mezi "pasivní" a "aktivní" redukcí DisplayPort výstupu na starší
video rozhraní.
| odkud\kam | VGA | DVI-D | HDMI | DP |
| DVI-A | pasivní | ? | ? | ? |
| DVI-D | aktivní? | 1:1 | pasivní | ? |
| DVI-I | pasivní | 1:1 | pasivní | ? |
| HDMI | aktivní | pasivní | 1:1 | ? |
| DP | aktivní | aktivní | aktivní | 1:1 |
| DP++ | aktivní | "pasivní" | "pasivní" | 1:1 |
Vysvětlivky:
- VGA uvádím jenom do počtu. RGB, HSYNC, VSYNC, DDC, GTF, nuda.
Ale je to dodnes nejuniverzálnější rozhraní pro počítačový obraz,
ideální společný jmenovatel když všechno ostatní selže.
Možná proto jsou jeho linky tradičně přítomny v DVI konektorech
(DVI-I a teoreticky DVI-A).
- DVI a HDMI mají společný framing zvaný TMDS a shodné napěťové úrovně,
pro vzájemnou konverzi stačí prodrátovat správně konektory.
Proto také platí shodná pravidla pro převod DP na tyto dva standardy.
Rozdíly mezi DVI a HDMI: odlišný konektor, HDMI jmenovitě zvládá
větší přenosovou kapacitu (rozlišení X frame rate), ovšem reálně zrovna
toto závisí spíš na zdrojích signálu (grafika, budiče/level translatory)
než na konektorech. HDMI přenáší v digitálním streamu nějaká data navíc:
zvukový doprovod v digitální podobě, DRM a možná něco dalšího.
Toto se přenáší v prostoru, který byl uvnitř rámců v dobách DVI
"rezervovaný" pro budoucí potřeby. V dnešní době naopak existují
displeje (televize), které na DVI vstupu přijmou a zpracují TMDS
framing generace HDMI, včetně inband audia a DRM. A pokud tradiční
DVI vstup dostane "mladší" HDMI framing a nepodporuje ho,
tak se taky nic moc neděje, DVI vstup prostě ignoruje oblasti TMDS
rámců (vlastně "snímků" obrazu) které považuje za "rezervované"
- a obrazová data zobrazí (pokud stíhá pixelovou frekvenci).
Framing DVI a HDMI = TMDS dost těsně sleduje tradiční řádkování,
synchronizační signály a sled pixelů, známý z předchozího analogového
standardu VESA VGA/SVGA (pouze došlo k jisté redukci "temného místa").
Dokonce mají čtyři signálové páry předem určené role: R, G, B a hodiny.
- DisplayPort používá jednak nižší signalizační úrovně (napětí),
jednak na všech čtyřech párech paralelně přenáší data složitějším
digitálním streamem, který zrušil pevné přiřazení barev na jednotlivé
signálové páry. Pro konverzi takového signálu na TMDS (DVI/HDMI)
lze použít aktivní redukci, která konvertuje framing = musí obsahovat
paměť minimálně pro 1 řádek obrazu, pokud ne frame buffer pro celý
jeden snímek.
Konektory DisplayPort (stejně tak HDMI) obsahují povinně napájecí pin
pro redukci na jiný standard (napájení v HDMI portu bylo určeno pro
redukce na VGA).
- DisplayPort++ (DP++) je známý též jako "dual-mode DisplayPort".
Hardware tohoto rozšířeného DisplayPortu se vyznačuje schopností,
generovat "starý" TMDS framing. Že má generovat TMDS framing,
to pozná tak, že se mu skrz DDC neozve DP displej, ale připojená
"pasivní" redukce na TMDS. "pasivní" redukce zde píšu naschvál
v uvozovkách, protože ona tak docela pasivní není: obsahuje
čip, který potřebuje napájení, a funguje jako level shifter
= konvertor linkových úrovní. Bitwise framing projde beze změny,
pouze na jiných napěťových hladinách. "Pasivní" redukce také musí
konvertovat DDC ze "starého" i2c na nový DisplayPort formát.
Čili "pasivní" redukce DP/TMDS sice obsahuje švába, který je napájený
z DP konektoru, ale nemusí dělat složitou konverzi framingu.
Bohužel ne každý DisplayPort výstup umí DP++. Kupodivu někdy v rozporu
s katalogovými schopnostmi použitého čipsetu (IGP). Jistotou je proto
aktivní redukce, která funguje jak s DP tak s DP++.
- Pokud se týče zjištění podporované množiny rozlišení/geometrií/časování
připojeného displeje, k tomu slouží na VGA/DVI/HDMI signál DDC (I2C)
a nad ním přenášený datový blok zvaný EDID.
DisplayPort se ovšem s I2C rozloučil a používá složitější "svoji"
sběrnici zvanou tajemně AUX channel.
Jakákoli redukce DP/TMDS proto musí na straně DP komunikovat po nové
sběrnici a z displeje zjistit data přes klasické DDC.
- V proudu věků se také vyvíjelo rozlišení displejů a potažmo
rychlost pixelových hodin.
VGA/CRT displejům dělala dobře obnovovací frekvence okolo 100 Hz
(resp. dělala dobře lidským uživatelům) a špičkové grafické karty
té doby měly RAMDAC omezený na cca 400 MHz, což by při GTF mělo stačit
na cca 3 Mpx při snímkovém kmitočtu 100 Hz.
LCD mají delší setrvačnost obrazových elementů a stačí jim obnovovací
snímková frekvence okolo 60 Hz, v našich vodách (PAL) spíš 50 Hz.
Zato se konečně hýbe vzhůru rozlišení. Takže zatímco DVI původně
končilo na cca 1600x1200 (160 Mpx/s), v dnešní době prakticky
nebývá problém protlačit skrz DVI full HD, možná i víc,
pokud to použitý grafický křemík umí po TMDS poslat.
Standardy HDMI a DP původně začínaly někde lehce nad Full HD (1080p),
ale v aktuálních verzích stíhají 4k.
U redukcí DP/DVI a DP/HDMI proto pozor, kterou generaci norem redukce
podporuje. Obvykle se hned v katalogovém listu dočtete i maximální
rozlišení a refresh. Resp. výrobce moderní redukce se rád pochlubí,
že podporuje 4k.
Dalším faktorem, který může omezit šířku pásma
(maximální rozlišení X refresh) je dálka kabeláže.
Základní fyzika v metalické kabeláži platí bohužel pro každého.
Ve 4k to znamená nízké jednotky metrů.
- Pasivní redukce DP-HDMI by měla být průchozí pro HDMI audio nastojato.
V tomto případě totiž přímo grafický čip by si měl být vědom, že generuje
HDMI framing, a pokud je v principu schopen HDMI audio generovat
(a interně propagovat do OS patřičné rozhraní), nic nebrání normálnímu
fungování HDMI audia (jako kdyby byl HDMI konektor onboard).
V případě aktivní redukce DP-HDMI je podpora audia s otazníkem.
Na straně grafického čipu je k tomu potřeba podpora DP audia,
a dále je potřeba, aby redukce uměla netransparentně konvertovat
DP Audio stream na HDMI audio data (enkódovat do příslušné sekce
TMDS rámce). Podpora audia často není v popisu aktivní redukce
zmíněna - najdou se však produkty, kde explicitní zmínku
o podpoře v dokumentaci najdete. Viz např. odkaz na ATEN dole ve "zdrojích".
Co a kde koupit:
Příležitostně jsou k vidění redukce DP/DVI nebo DP/HDMI od výrobců grafických
karet, jako je ATI nebo HP. Dostupnost bývá neurčitá a dokumentace pražádná.
Tradičně se nedalo zjistit, zda se jedná o redukci aktivní nebo pasivní
a jaké rozlišení podporuje. Byly to první DP redukce na trhu.
Dnes je na trhu k vidění poměrně dost neznačkových redukcí.
Dávejte si pozor na kvalitu popisu/dokumentace.
V našich luzích a hájích je třeba pochválit německou firmu DeLock.
Už několik let vedou pestré portfolio redukcí DP na cokoli jiného,
aktivních i pasivních. Vedle již několika generací hardwaru, které se
navzájem liší rychlostí, máte na výběr provedení "otylý konektor"
(který se ale nemusí vejít všude) nebo "bambule na krátkém kablíku"
(konektor DP na konci kabelu se vejde všude).
U většiny modelů existuje černá a bílá varianta.
Na každé redukci DP na DVI nebo HDMI mají čitelně vyznačeno,
zda je redukce aktivní nebo "pasivní" a označení odpovídá skutečnosti.
Zdá se, že nějaké relevantní produkty má také privátní značka Premiumcord
české firmy Krup. Ale třeba už s označením aktivní/pasivní je zdá se trochu problém.
Zdroje/literatura: