DP协议学习笔记
1 术语
1.1 AUX Channel-辅助通道
DP设有专用总线,即AUX Channel,用于source和sink之间的握手。因为source是过程的控制装置,它为sink提出请求。sink与source进行通信的唯一途径是在热插拔检测(HPD)信号中发出一个脉冲。
因为AUX Channel是source / sink通信的关键部分,所以理解握手过程的核心在于记录AUX Channel通信。AUX Channel Monitor工具是所有DP协议相关工程师和设计师必须配备的设备。
辅助通道(AUX Channel)作为DP接口中一条独立的双向传输辅助通道,采用交流耦合差分传输方式,是一条双向半双工传输通道,单一方向速率仅1Mbit/s左右,用来传输设定与控制指令。
AUX(Auxiliary)的用途包括读取扩展显示识别数据(EDID),以确保DP信号的正确传输;读取显示器所支持的DP接口的信息,如主要通道的数量和DP信号的传输速率;进行各种显示组态暂存器的设定;读取显示器状态暂存器。
因此,只有先保证AUX的信号正确才能使DP接口的信号正确传输,而不同DP协议的液晶模组对AUX输出信号的幅值有不同的要求。目前,在液晶模组检测设备对液晶模组进行检测时,针对不同DP协议的液晶模组,需要设计各种AUX输出幅值相匹配的液晶模组测试装置,明显提高了液晶模组的测试成本。
1.2 DPCD
DP source和sink之间的信息传送通过对sink上的Display Port配置数据(DPCD)寄存器进行读写来实现。
通过读取DPCD中的特定寄存器,source将知晓sink的性能。在建立数据link,即link训练期间,source对DPCD进行写操作,以指明目标link的配置,另外sink也将各个link训练阶段的结果写到此处。
在数十个DPCD寄存器中调用每个位的详细含义非常具有挑战性。因此,对于DP调试程序的生产率来说重要的是,所用工具能够轻松地根据VESA DP技术规范等标准的常用术语解析AUX读写操作中的DPCD内容。
1.3 MSA和SDP
在内容传输期间,source还发送额外数据:主数据流属性(MSA)和可选的次级数据包(SDP)。
MSA是source向sink通知其提供的视频模式详细信息的途径。
SDP可包含多媒体内容的音频部分以及所谓的INFOFRAMES。INFOFRAMES是定义视频和音频结构的数据——sink进行解读的方式。
2 连接时序
2.1 HPD
当Sink准备好之后,HPD会给到Source,指示有Sink插入。
2.2 读取EDID
EDID用来表示Sink能够显示的画面的能力、参数等等,通过Aux通道进行读取。如图所示,其中包含显示器的制造商、EDID版本、显示器的尺寸、支持的色彩空间、分辨率等。
2.3 Link Training(DPCD)
确认链路的参数,如lane的数目、链接速率、电压摆幅、预加重、均衡,还有时钟恢复。
时钟恢复需要一个参考时钟,发送端和接收端均有,接收端通过PLL去对齐输入的数据流中的时钟边沿。使用未加扰的特殊比特序列来优化边缘时钟校准采样。
时钟恢复的流程如下:
写lane数、写展频参数、写Training Pattern、写Swing/Pre-Em;
写完参数之后,经过100us检查时钟是否恢复完成;
时钟恢复之后,还要调整EQ;
然后检查CR(Channel EQ, Symbol locked, Lane Alignment);
如果SL未成功,Sink请求Source抬高Swing,Source会重新调整参数;
整个Training成功之后,会进入连接维持模式,如果出现Failure(如出现Clock Lock, Symbol Lock, Lane Alignment),会重新进行Training, Failure是通过HPD引脚中IRQ来实现的。
2.4 HDCP
如果传输的内容是受保护的,即需要通过HDCP协议进行沟通。