劉力：高級工程師；畢業于清華大學無線電系，后進入中國科學院自動化研究所工作；曾參加國家重點科技項目的研發，現任北京利國電子公司總經理。聯系作者：liguo@liguo.com.cn

 

 

 

續上期
    5、以上信號中，DVI與HDMI信號是兼容的，HDMI信號向下兼容DVI信號，在HDMI的設備中，它本身可診斷所來信號是HDMI信號還是DVI信號，因此DVI信號可在一切HDMI的設備上通過。而SDI與DP信號與上面的信號不兼容，如果要混合使用，只能通過格式轉換，轉成同一格式信號，這在后面會專門講到。

    由于數字信號，尤其是目前的DVI信號與HDMI信號中包含大量的有關設備、通道、加密等信息。因此在信號對接時，要首先進行信號的識別及握手，這是需要花費時間的，同時由于數字信號傳到后端時，一般都會需要將串行信號轉成并行信號，再進行分配、切換和驅動等工作，到輸出時需要將并行信號再轉換成串行信號，也需要花費大量時間，因此在感覺上，數字信號聯接時，重建的時間會很長，大概在幾秒鐘的量級上，這是信號本身的特點，估計沒法改變，因此要做到無縫切換等要求就不太可能，只能通過圖像控制器等完成。

    由于存在著信號的識別與握手，因此當設備出現故障或傳輸過程有問題，信噪比不夠或設備未能嚴格按照HDMI/DVI標準輸出等，在設備聯接時就會出現聯不通的情況，此時系統不像模擬信號時，圖像質量可能不好，但會出信號，數字系統中往往根本就不出信號也沒有顯示，因此在實際工程中迫切需要一種能診斷問題的手段。北京利國公司根據自己在研發和工程中常見的問題設計了一種數據診斷包，其通過一款信號發生器(平時可作為正常的信號發生器)，發出特定的信息，后端利用一款專用的診斷設備，可診斷出信號發生器到診斷設備間所經過設備鏈路的信噪比情況、EDID數據分析、診斷握手過程中哪臺設備出現了不兼容情況等等，或通過本身的均衡調節等功能，診斷傳輸鏈路的均衡問題等等，并可將所分析的數據發回我公司，由我們的技術人員協助診斷問題，是款極為實用的診斷包。

第二部分 分配器的應用

    數字信號的分配器與原模擬信號中的分配器從功能上講沒有什么區別，只是將一路信號分配成多路信號，但是在實際應用中存在一個問題，就是EDID的握手與兼容問題，因此本部分實際上主要是介紹EDID的一些知識和應用中的處理方法。

1、EDID信號

    在DVI信號HDMI信號和DP信號中，都包含了數據信息和控制信息等數據包，其中主要用到的是EDID信號，其利用接口中的DDC通道來完成。

    DDC及EDID的定義: DDC(Display Data Channel顯示數據通道)——指主機與顯示設備間的通訊通道。基于終端用戶的即插即用功能的需求，VESA定義了DDC 標準。包含DDC1/DDC2B/DDC2B+等方式。DDC1是主機與顯示設備單向通訊，以V-Sync為Clock。顯示器不停地向主機發送EDID資料。DDC2B是主機與顯示設備準雙向通訊，基于I2C通訊協議。只有主機向顯示器發出需求信號，并得到顯示器的響應后，顯示器才送出EDID資料。目前DDC1基本上已經不再使用，主要是采用DDC2B方式。EDID(Extended Display Identification Data) 是一種VESA標準數據格式，其中包含有關監視器及其性能的參數，包括供應商信息、最大圖像大小、顏色設置、廠商預設置、頻率范圍的限制以及顯示器名和序列號的字符串。這些信息保存在display節中，通過DDC與系統進行通信，這是在顯示器和PC圖形適配器之間進行的。最新版本的EDID可以在CRT、LCD以及將來的顯示器類型中使用，這是因為EDID提供了幾乎所有顯示參數的通用描述。

EDID(Version1.3)內容
    EDID 由128個字節組成，大致劃分如下 

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    一、 頭文件 (0-7：頭信息 ，8個字節 ) 
    二、廠商、產品說明(8-17：ID和制造商信息，10個字節) 
        1) ID Manufacturer name(2個字節)—制造廠商名稱
        2) ID Product code(2個字節)—產品代碼
        3) ID Serial number(4個字節)—產品序號
        4) Week of Manufacture(1個字節)—制造周別
        5) Year of manufacture(1個字節)—制造年份
    三、EDID版本(18-19：EDID版本，2個字節)—ID Structure Version/Revision
    當前為1.3版本 
    四、基本顯示參數/特性(20-24：顯示器的基本信息，如電源、最大高度、寬度，5個字節)—Basic Display Parameters/Features
        1)Video 信號輸入參數(1個字節)
該字節定義輸入信號為模擬信號還是數字信號、信號電平、分離還是復合信號、是否支持sync on green功能等Video 信號參數。 
        2)圖像size 描述(2個字節)
        該2字節定義行、場最大size。 
        3)顯示器Gamma值(1個字節)
        4)DPMS 特性(1個字節)
        該字節定義顯示器是否支持Standby, suspend, sRGB等功能。 
    五、顯示器顏色特征(25-34：顯示器的顏色特征，10個字節)—color Characteristics
        這些字節提供顯示器RGB色坐標及白平衡色溫。 
    六、確定的Timing(35-37：顯示器的基本時序、定時、分辨率，3個字節)—Established Timing
這里提供一些基本固定的VESA、Apple、Mac、IBM VGA等輸出的Timing，可根據顯示器的特性在提供VESA EDID Spec Timing list中選擇所支持的Timing，如720×400@70Hz。
    七、標準Timing(38-53：顯示器的標準時序及定時，16個字節)——Standard Timing Identification。
    這里提供8個除Established Timing外，該顯示器所支持的VESA模式和GTF模式。
與Established Timing相比較，Standard Timing 可以將圖像高寬按1:1、4:3、5:4、16:9的比率自由定義Timing值。如800×600@85Hz等Timing。
    八、詳細的Timing描述(54-125：顯示器的詳細時序及定時，72個字節)—Detailed Timing Description。
這里72個字節包含該顯示器的最佳頻率、頻率范圍及顯示器名稱等信息。
    九、擴展標示及Checksum(126-127：求和驗證值2個字節)

    同PC主機和顯示器通過DDC數據線訪問存儲器中數據，以確定顯示器的顯示屬性(如分辨率、縱橫比等)信息一樣，在數字電視上，也沿用HDMI接口的DDC數據線訪問EDID存儲器，以確定數字電視的相關顯示屬性，關鍵是128個字節是PC顯示器的標準，已不能滿足數字電視視頻標準的要求，因此需要對數據結構進行擴展，HDMI接口在數字電視中的EDID數據結構，與PC顯示器的最大區別是編程數據可以是128個字節的倍數，它不僅規定數字電視顯示的格式，也規定數字視頻信號和數字音頻信號，基本的128個字節以外的數據都是附加數據，在基本數據的第127個字節定義EDID的附加數據塊數量。

    EDID的重要性在于：源與終端設備間要進行“握手”，要對所支持的分辨率及Timing的描述進行匹配，如果能匹配上(哪怕只有一種分辨率)，源信號就能放出，但如果沒能匹配上，就不會有信號，從外觀上看，就是沒有顯示。有時，EDID中的Timing描述不夠標準，有可能造成雙方誤解，也會造成顯示混亂或不顯示。[Page]

2、EDID的學習與EDID的集合

    從上面我們可以知道，DDC通道是一個雙向通道，以便于設備間通過EDID的握手，但在實際應用過程中，許多設備為了節省通道，經常是不提供DDC通道的，如用網線或光纖傳輸時，就只傳輸四路圖像信息，此時就需要發送設備具備EDID的學習功能，因為在設計產品時，發送設備內部都會有EDID信息的存儲，將其與前端的設備相連時，它會向前端提供通用的EDID數據(當然不是后端真正設備的EDID數據)，以完成EDID的握手。在一般情況下，這樣應用沒有什么問題，但后端設備是有較特殊的EDID數據時(如某種特定的分辨率或是縱橫比等)，前端設備由于不知道真正的EDID數據而不能輸出此種分辨率的信號，因此就要求發送設備具備EDID的學習功能，學習功能有兩種含義，其一修改發送設備中的EDID數據中關于Timing的描述，使其包含后端設備的特殊要求，但這一點很難，非專門從事此項工作的人員千萬不要亂改，否則將原有的EDID數據改亂了會更糟，或干脆按后端設備的EDID數據，直接復制過來，這樣即省事又安全。因此，許多設備上由于未建立DDC通道傳輸EDID就都有EDID的學習和COPY功能，但也有很多設備，如分配器等，雖然建立了DDC通道，但也允許EDID的學習和COPY，是為什么呢？在許多應用中，如分配器，一個輸入信號經過分配后要對眾多的顯示設備(或其他設備)，而當后端的設備不是同一型號時，就會出現EDID的沖突，如主要顯示屏要求1,400×900，而許多小的顯示屏不支持這一分辨率，此時信號源就會難辦了，因為EDID數據上有沖突，那么要按照哪一種格式輸出呢？這個問題在工程中經常出現，并且有時很難協調，有一種辦法就是將后端的EDID數據進行集合，相當于在所有后端設備支持的分辨率中選取“最大公約數”，看看所有設備都能支持的是哪些分辨率，然后按照這種分辨率輸出，以保證后端設備都能顯示，從此在分配時，就要先把后端設備的EDID數據都讀回來，然后在其中取“最大公約數”，形成新的EDID數據通知前端設備，但這種做法無法保障很多特定的分辨率，如主顯示屏的分辨率，從應用角度上講不是最佳的。還有一種辦法，以分配器為例，以某一路輸出(如第一路)的EDID為準，將其學習過來，作為新的EDID，而其路的設備都以此為準，如果確實不能兼容顯示，那就更換設備或用Scaler(后面講到)將分辨率轉換，使前端設備能夠連接，這樣雖然損失了圖像，但能保證系統應用。

    看起來分配器是一個很簡單的問題，但由于要涉及到EDID，而變得很麻煩，更何況將來在矩陣切換時，EDID的沖突可能會更多，了解了EDID的內容，就能了解數字系統中的“握手”的問題，重建的問題，各種設備兼容的問題等等，這些都是信號本身在的問題，最好能心中有數并向客戶解釋清楚。