随着卫星、地面数字电视广播、家庭dvd的普及以及高清晰度薄型大画面液晶电视机以及等离子电视进入市场，真正意义上可以享受数字家庭影院的音响以及高清晰度、高质量图像视频的时代开始到来。本文阐述了面向被公认为是数字家庭影院的高速数字接口技术的行业标准规格数字视频接口(dvi)以及高清晰度多媒体接口(hdmi)的构成和技术动向。


　　迄今为止，用于电脑主机和显示器之间的信号接口方式仍以传统的模拟方式为主流。液晶显示器通过视频接口接收由视频电缆传来的模拟信号，然后转换成数字信号。因此，信号转换的损耗很大，传输距离也只停留在2-3米。此外，因为需要由数字信号变换为模拟信号，所以花费了更多的成本。dvi是由intel公司等7家公司组成的ddwg(digitaldisplayworkinggroup)所提议的数字显示器用标准接口。dvi使用的是小振幅差动传输技术，通过将图像信号保持为数字信号的状态传送到显示器一侧，就可以得到极高的图像质量，传输距离也可以延伸到10-20米。

图1：采用hdmi技术的家庭影院。


但是，dvi由于其接头的体积偏大并且不兼容音频信号，故现在主要只被用于电脑和显示器之间的图像数据传送。


　　hdmi是以dvi为基础，可以传输数字音频信号，并增加了对高带宽数字内容保护(hdcp)的支持，被认定为下一代家庭影院的标准数字接口。与dvi相比，hdmi接头更加小型化，并且只需要用一根电缆，就可以在原来的视频信号中加入音频及设备间的控制信号进行传送。另外，还可以支持传统的电视机亮度色差信号(ypbpr)制式，这样可以完全利用以往的视频色彩处理技术。该接口也按标准加载了数字内容保护技术hdcp，可防止数字信号、图像数据的非法复制。


图2：各种形式图像所需的数据传输速
度及各种数字接口的数据传输能力。

图1显示了采用hdmi的数字家庭影院组成。dvd播放机及机顶盒等数字图像、声音输出设备与数字液晶电视、等离子电视等大画面高清晰度显示设备之间通过hdmi连接，可构建具有高清晰度电视图像和多声道dvd音频的下一代家庭影院。
　　伴随着电脑及数字家电的普及，i.link(ieee1394)及usb等数字接口针对高速数字数据传输应运而生，现在已被广泛应用于数字设备之间的连接。但是，为了保持以无压缩的状态传输高清晰度、高图像质量的视频数据，i.link及usb的传输带宽(能力)仍不够。图2比较了各种形式图像的数据传输所需要的速度以及各种数字接口的数据传输能力。dvi/hdmi在数据传输能力方面具有极大优势，是适合于高图像质量和高音质声音信号传输的唯一标准接口。

数字接口的优点

图3：dvi/hdmi发送、接收系统的基本结构

　　另外，dvi/hdmi在内容保护、防电磁干扰、适应半导体工艺微细化进程等方面同样显示了它的优越性能。表1列出了dvi/hdmi的主要优点。

dvi/hdmi发送、接收接口结构

　　dvi采用了美国siliconimage公司开发的最小化传输差分信令(tmds)编码方式。tmds具备了包括rgb/ypbpr色彩数据和给时钟频道在内的共计４个通道(称为１个连接)的系列传输回路。各通道采用50欧姆端接阻抗、0.15v电压差的低振幅差分方式。每个通道拥有最大1.65gbps的传输速度，确保了１个连接拥有5gbps左右的传输速度。显示数据信道(ddc)是用于读取表示接收侧清晰度等显示能力的扩展显示标识数据(edid)的信号线。搭载hdcp的发送接收设备之间也利用ddc线进行密码键的认证。这是一个使用了硬件id的加密系统，发送侧和接收侧以一定间隔相互确认(称为认证)进行传输。hdmi搭载了认证不成立或者是中途不成立时图像和音频信号传输立即被中断的强大内容保护技术。

　　所示的是hdmi发送接收系统。发送器首先分别将图像、声音信号变换并合成为可以在接收器侧接收的信号形式。然后，进行hdcp加密处理以及t.m.d.s.编码，将并行图像像素数据以及声音数据进行串行化处理。最后，以小振幅差分信号形式进行传输。在接收侧进行的处理与发送侧顺序相反。

动态高速采样技术

　　rohm拥有专有的动态高速采样(dynamicoversampling)技术，并使用先进的数字信号处理技术、编解码技术、数字纠错技术、高速色彩空间变换技术，在dvi发送接收的芯片开发的研究开发中已取得显著成果。

　　所示的是面向大型电视、电脑显示器的dvi接收芯片bu6854ekv架构，它搭载了上述rohm的核心技术。首先由发送器发送出来的串行差分信号通过动态高速采样回路，被高速采样。因为信号按原来的振幅被采样，所以电路功耗可以大幅降低。其次是在数据再生和同步回路中，从被高速采样的信号中选出正确的数据组进行同步处理，使其成为像素数据。接着，被加密的像素数据在hdcp解码回路中被解码(因为tmds解码之后的数据是被hdcp加密的)。最后，包含同步信号在内的图像数据在规定的时间内由芯片输出接口输出。

　　bu6854ekv是符合行业标准规格dvi1.0和hdcp1.0的接收芯片。这一芯片采用0.25u